Высокотехнологичное оборудование и технологии для спортивной и восстановительной медицины, медицинской реабилитации и фитнеса.

Исследование влияния вибрационных упражнений на показатели белой крови у спортсменов

А.А. Михеев, доктор пед. наук, доцент, Н.Е. Вороницкий

НИИ физической культуры и спорта Республики Беларусь

Ведение

Известно, что физиологические эффекты дозированной вибрационной тренировки (ДВТ) связаны с одной стороны с реакциями организма на вибровоздействия определенной частоты и амплитуды, а с другой стороны на физическую нагрузку, моделируемую упражнением заданного объема и интенсивности [1-7]. Анализ литературных данных показал, что вибрационные упражнения довольно широко используются в тренировке спортсменов, однако до настоящего времени удельный вклад каждого из факторов в изменение функционального состояния не изучался [9-11].

При напряженной мышечной деятельности в значительной мере изменяются микроциркуляторные свойства крови, что сопровождается ухудшением физической работоспособности организма спортсменов. Значительная роль в развитии микроциркуляторных нарушений принадлежит лейкоцитам и кровяным пластинкам — тромбоцитам. Эта роль в гематологической практике спортсменов еще не совсем изучена и вызывает большой интерес. Реакция на разовую максимальную нагрузку выражается в увеличении числа лейкоцитов до 8,5 тыс. в 1 мкл., а степень выраженности лейкоцитарной реакции зависит от мощности нагрузки и подготовленности спортсмена. Возрастание лейкоцитов после нагрузки до 18,0 тыс. в 1 мкл. крови указывает на чрезмерность выполненной нагрузки, превышающей функциональные возможности конкретного спортсмена. При этом при напряженных высокоинтенсивных тренировках происходит снижение количества лейкоцитов и тромбоцитов в покое, а при длительной аэробной работе отмечается их повышение.

В задачи исследования входило изучение реакции лейкоцитарного и тромбоцитарного звена системы кроветворения при применении традиционных и вибрационных упражнений в малых циклах (микроциклах) подготовки, а так же определение оптимальной дозы вибронагрузки (ОДВ) и минимально достаточной дозы вибронагрузки (МДДВ) на основании сопоставления динамики гематологических показателей вибрационных и традиционных упражнений в серии смежных занятий.

Методы и организация исследования

Для оценки и сравнения реакций лейкоцитарного звена системы кроветворения при традиционной и вибрационной тренировке в малых циклах (микроциклах) подготовки были проанализированы среднегрупповые гематологические показатели пловцов при выполнении двух тренировочных программ, одна из которых предполагала применение вибрационных, а другая традиционных упражнений (по тренировочному протоколу, приведенному в таблице 1).

Таблица 1. Тренировочный протокол серии традиционных и вибростимуляционных

тренировочных занятий пловцов (8 тренировок в двух микроциклах)

№ тренировки

Кол-во подходов

Средняя суммарная продолжительность виброупражнения, с

(±)

Среднее суммарное количество циклов движенийв виброупражнении (±)

Средняя суммарная продолжительность традиционного упражнения, с

(±)

Среднее суммарное количество циклов движений втрадиционном упражнении

(±)

1

1

172 ±12

169±10

190±14

185±16

2

2

335±17

295±15

368±22

350±28

3

3

457±21

368±19

506±12

486±16

4

4

579±28

409±29

589±34

570±29

5

5

685±26

490±25

701±24

675±19

6

6

822±31

561±30

828±31

801±27

7

7

908±32

642±33

924±29

898±30

8

8

908±30

698±31

936±41

912±36

Интенсивность упражнений на протяжении всей серии оставалась постоянной, а объем нагрузки равномерно возрастал 3-х минут до 15 минут от тренировки к тренировке. Испытуемые выполняли упражнение, состоящее из сгибаний и разгибаний рук в упоре сидя сзади с опорой на вибротренажеры до наступления утомления. Традиционные упражнения выполнялись без применения вибрации, в обычных условиях в темпе 1 цикл движения за 1 секунду. Испытуемые прекращали работу, когда темп выполнения упражнения снижался, что являлось признаком наступления утомления.

В исследованиях приняли участие 20 спортсменов-пловцов мужского пола одного возраста и спортивной квалификации, разделенных на 2 группы по 10 человек в каждой. Первая группа испытуемых выполняла программу вибротренинга, а вторая тренировалась по традиционным методикам. Группы были репрезентативны по основным характеристикам: средний возраст испытуемых составил соответственно 13,9±0,18 лет и 14,2±0,52 лет, средняя масса тела 55,61±3,12 кг и 55,35±1,37 кг, средняя длина тела 171,50±7,91 см и 170,45±6,15 см, средняя масса мышечной ткани 38,90±2,85% и 38,11±3,14%, средняя масса жировой ткани 16,40±2,17% и 16,82±2,29 %, средний стаж занятий спортом 4,25±0,5 лет и 5,2±0,4 лет. В соответствии с планом исследования испытуемые обеих групп на протяжении двух семидневных микроциклов выполняли одинаковую тренировочную программу, состоящую из 8 стимуляционных занятий, по 4 занятия в каждом из микроциклов: первая группа с применением традиционных упражнений, вторая группа с применением дозированных (повторных) вибрационных упражнений. Вибрационная тренировка строилась в соответствии с принципами метода стимуляции биологической активности (СБА) [8]. Для моделирования вибрационной нагрузки различной интенсивности использовался тренажер-стимулятор биомеханический «Гризли» (Украина), с помощью которого испытуемые выполняли физические упражнения в повторном режиме. Частота вибрации была равна 28 Гц, амплитуда вертикального и горизонтального перемещения вибрирующего элемента — 4 мм. Исследование проводилось с использованием гематологического анализатора SYSMEX KX-21 (SYSMEX, Япония). Оценка гематологических параметров осуществлялась на основании проб капиллярной крови. Забор крови осуществлялся из пальца до и после проведения тренировочных занятий. В крови спортсменов определялось количество лейкоцитов (WBC), содержание лимфоцитов (LYM), нейтрофилов (NEUT), тромбоцитов (PLT).

Результаты и обсуждение

Динамика изменения среднегрупповых значений гематологических показателей, отражающая отставленные постнагрузочные изменения состава белой крови после традиционных и вибрационных тренировочных занятий представлена в таблицах 2, 3.

Таблица 2. Динамика гематологических показателей до (1) и после (2) нагрузки в серии из 8 вибрационных тренировок в первой группе спортсменов(±), (n=10)

№ тренировки

Показатели

WBC, ×109

PLT, ×109

LYM, %

NEUT, %

1

2

1

2

1

2

1

2

1

5,9±0,4

7,1±0,5**

267,2±13,0

275,3±14,3

43,3±3,0

45,2±2,6

47,6±3,3

42,2±3,0*

2

5,6±0,3

7,5±0,6**

259,8±11,8

290,2±10,4**

41,2±2,4

45,4±2,5

44,4±3,8

42,4±3,0

3

7,6±0,5

10,0±0,7**

269,3±14,7

303,2±13,1**

40,0±2,9

43,2±2,8

52,4±3,0

46,3±2,8*

4

5,1±0,5

7,2±0,6**

242,6±14,0

283,1±13,9**

40,7±2,7

44,6±3,1

48,7±2,4

45,6±2,6

5

5,5±0,4

6,8±0,5**

242,7±13,3

284,4±12,0**

42,4±2,4

43,8±2,6

46,8±2,6

43,3±2,1

6

6,0±0,9

6,8±1,0

221,9±10,7

245,1±11,7*

37,4±2,9

37,1±2,8

46,7±3,9

50,4±3,3**

7

5,7±0,3

6,7±0,2*

231,0±7,6

251,0±7,1*

36,8±2,5

38,0±2,6

50,6±3,0

48,5±2,4

8

6,6±0,6

7,3±0,8

259,1±12,8

280,4±16,1

37,6±2,1

38,3±1,9*

51,2±2,5

50,0±2,9*

Примечание: * — достоверные различия между показателями до и после тренировочных занятий (p<0,05); ** — достоверные различия между показателями до и после тренировочных занятий (p<0,01).

Как следует из таблицы 2, вибрационные упражнения, начиная с первого занятия (продолжительность 3 минуты) вызывали достоверное (p<0,05) увеличение содержания лейкоцитов в постстимуляционном периоде вплоть до последнего занятия (продолжительность 15 минут). Максимальный размах увеличения абсолютных величин (31,5%) наблюдался на третьей стимуляции: 7,6±0,5×109/л — до тренировки (увеличение на 28,8% от исходного показателя), 10,0±0,7×109/л — после тренировки (увеличение на 40,8% от исходного показателя) (p<0,01) при продолжительности вибрационной нагрузки около 8 минут. Традиционные упражнения (табл. 3) вызывали достоверное (p<0,05) увеличение содержания лейкоцитов в постстимуляционном периоде с первого до шестого занятия и снижение на 7 и 8 занятиях.

Таблица 3. Динамика гематологических показателей до (1) и после (2) нагрузки в серии из 8 традиционных тренировочных занятий во второй группе спортсменов(±), (n=10)

№ тренировки

Показатели

WBC, ×109

PLT, ×109

LYM, %

NEUT%

1

2

1

2

1

2

1

2

1

6,3±0,3

7,6±0,3*

284,1±12,1

218,6±14,2*

34,1±3,1

40,4±2,2*

54,1±2,5

44,7±1,3**

2

6,5±0,5

7,9±0,7*

295,4±11,3

279,1±12,1

33,5±1,3

38,3±2,2*

52,9±3,2

46,5±2,5

3

5,7±0,2

8,0±0,5**

261,4±11,3

291,8±15,2*

32,6±1,1

38,9±3,1*

54,6±1,3

47,7±2,2*

4

5,8±0,4

8,8±0,6**

260,1 ±12,4

285,5±13,1

35,6±1,3

40,9±2,2*

49,5±1,4

46,1±3,1

5

6,8±0,2

7,9±0,4*

258,2±11,3

255,4±13,2

41,1±3,1

34,9±2,2*

46,4±2,3

55,3±1,5*

6

9,1±0,3

8,1±0,1*

207,1±16,5

251,1±12,3**

28,2±1,1

31,0±2,3

62,4±3,1

56,3±1,3**

7

5,7±0,6

7,3±0,5**

285,6±12,2

297,3±14,4

36,3±1,1

37,5±3,2

50,3±2,4

51,8±3,2

8

5,8±0,1

6,6±0,3

283,1±11,1

279,6±13,2

32,3±2,3

36,8±1,1*

49,8±2,5

50,2±1,6

Примечание: * — достоверные различия между показателями до и после тренировочных занятий (p<0,05); ** — достоверные различия между показателями до и после тренировочных занятий (p<0,01)

Максимальный размах прироста абсолютных величин (51,8%) наблюдался на четвертой тренировке: 5,8±0,4×109/л — до тренировки, 8,8±0,6×109/л — после тренировки (p<0,01). Что касается динамики лейкоцитов в серии занятий ДВТ, то она имела волнообразный характер при общей тенденции к увеличению показателя к концу тренировочной серии. При этом достоверно максимального уровня, превышающего исходное значение на 28,8% (7,6±0,5×109/л) содержание лейкоцитов достигло через сутки после выполнения двух вибростимуляционных тренировок (табл. 2). Вслед за пиком значений, уже на следующий день (на четвертом занятии) наблюдался их спад относительно исходного уровня на 13,6% (5,1±0,5×109/л) (табл. 2). Дальнейшая работа от занятия к занятию вызывала плавное повышение значения показателя, который после завершающей восьмой стимуляции по абсолютной величине (6,6±0,6×109/л) превышал исходное значение на 11,8% (5,9±0,4×109/л), но все же не достигал максимального уровня, наблюдавшегося на третьем занятии. Традиционная тренировка (табл. 3) от 1 до 3 занятия вызывала прямо противоположенные реакции лейкоцитарного звена. К третьему тренировочному занятию расхождение показателей имело максимальный размах: 5,7±0,2×109/л в традиционной серии и 7,6±0,5 ×109/л в серии ДВТ. Однако к четвертому занятию разница в показателях практически нивелировалась: 5,8±0,4×109/л в традиционной серии и 5,1±0,5×109/л в стимуляционной серии. После четвертого тренировочного занятия показатели традиционных упражнений возрастали, а показатели ДВТ снижались и к 6 тренировочному занятию расхождение второй раз за время выполнения тренировочных программ имело максимальный размах: 9,1±0,3×109/л в традиционной серии и 6,0±0,9×109/л в стимуляционной серии. К седьмому занятию показатели имели практически одинаковые значения: 5,7±0,6×109/л в традиционной серии и 5,7±0,3×109/л в стимуляционной серии. После серии традиционных тренировок содержание лейкоцитов имело достоверно более низкий уровень (5,8±0,1×109/л) по отношению к своему исходному значению (6,3±0,3×109/л).

Тенденция к возрастанию показателей после всех тренировочных вибростимуляционных занятий отмечалась и в ответных реакциях лимфоцитов — достоверных во второй, третьей, четвертой и восьмой сериях, недостоверных в первой пятой, шестой и седьмой сериях (табл. 2). Традиционные упражнения (табл. 3) так же вызывали достоверное (p<0,05) увеличение содержания лимфоцитов в постстимуляционный период с первого до четвертого занятия, а так же после восьмой тренировки. На шестом и седьмом занятиях приросты не достигали уровня достоверности. Что касается динамики лимфоцитов в серии занятий ДВТ, то она имела волнообразный характер с тенденцией к снижению показателя в конце тренировочной серии на 13,2% относительно исходного значения (от 43,3±3,0% до 37,6±2,1%). В серии традиционных упражнений наблюдалась аналогичная динамика с той лишь разницей, что абсолютные значения показателей были несколько ниже. При сопоставлении показателей можно отметить, что к 5 тренировочному занятию абсолютные значения обеих тренировочных серий были практически одинаковы за счет возрастания показателей в традиционной серии после третьей тренировки. На шестом занятии наблюдалось такое же резкое расхождение кривых за счет снижения показателей в традиционной серии. То есть, после третьего занятия более значительные изменения в реакциях организма происходили при выполнении традиционных упражнений.

Показатели содержания нейтрофилов в серии ДВТ в постстимуляционном периоде имели противоположную тенденцию. На всех занятиях происходило уменьшение их содержания — достоверное в первой, третьей, шестой и восьмой сериях. Максимальный размах уменьшения абсолютных величин наблюдался на третьей стимуляции: 52,4±3,0% — до тренировки, 46,3±2,8% — после тренировки (p<0,01). В традиционных занятиях содержание нейтрофилов в посттренировочный период имело иную динамику: в начале, на 1 — 4 и 6 тренировках происходило уменьшение показателя, затем, на 5, 7 и 8 занятиях происходило увеличение содержания нейтрофилов. Что касается динамики содержания нейтрофилов в серии занятий ДВТ, то она имела волнообразный характер с тенденцией к повышению показателя в конце тренировочной серии (51,2±2,5%) относительно исходного значения (47,6±3,3%). Максимальное увеличение показателя наблюдалось к третьему занятию (52,4±3,0%). В традиционной тренировочной серии на третьем занятии так же зафиксирован недостоверный прирост относительно исходного уровня. При сопоставлении показателей можно отметить ту же особенность, что была отмечена в динамике содержания лимфоцитов — к 5 тренировочному занятию абсолютные показатели обеих тренировочных серий были практически одинаковы (46,8±2,6 и 46,4±2,3%). На шестом занятии наблюдалось резкое расхождение кривых за счет резкого повышения показателей в традиционной серии. То есть, после пятого занятия более значительные изменения в реакциях организма происходили при выполнении традиционных упражнений.

Динамика содержания тромбоцитов в обеих сериях имела свою особенность — недостоверное снижение значений относительно исходного уровня на 13,5%. В остальном прослеживались характерные детали динамики лейкоцитов, с некоторой поправкой на номер тренировочного занятия. Во-первых, это увеличение количества тромбоцитов после первого традиционного занятия и уменьшение к третьему и, наоборот, уменьшение количества тромбоцитов после первого вибротренинга и увеличение их числа к третьему. Во-вторых, совпадение абсолютных значений показателей на третьем занятии в (в случае лейкоцитов — на четвертом). Затем, после третьего тренировочного занятия (в случае лейкоцитов четвертого) кривая показателей традиционных упражнений перемещалась вверх, а линия показателей ДВТ перемещается вниз. На 6 тренировочном занятии (в случае лейкоцитов на пятом) линии второй раз за время выполнения тренировочных программ пересекаются, а на седьмом занятии наблюдается максимальное расхождение: 285,6±12,2×109/л — в традиционной серии и 231,0±7,6×109/л — в стимуляционной серии (p<0,01).

Выводы

Результаты исследования позволили обосновать минимально достаточную дозу вибронагрузки при однократном выполнении вибрационного упражнения и оптимальную дозу вибронагрузки в серии смежных стимуляционных занятий. Выявлено, что позитивная динамика лейкоцитов и тромбоцитов в серии стимуляционных занятий наблюдается после первых двух тренировок при небольших дозах вибрационной нагрузки, в сумме составляющей всего 3, 5 и 7 мин. Адаптация лейкоцитарного и тромбоцитарного ростков кроветворения на применение тренировочных серий, состоящих более, чем из трех стимуляционных занятий, характеризующаяся достоверным снижением этих показателей. Наблюдаемые срочные постнагрузочные изменения показателей лейкоцитарной формулы у спортсменов в процессе выполняемой нагрузки укладываются в рамки лимфоцитарной фазы миогенных сдвигов показателей белой крови, что принято считать благоприятным фактором. В процессе увеличения нагрузки наступает адаптация лейкоцитарного звена системы кроветворения, сопровождающаяся достоверным снижением изменения содержания лейкоцитов и их популяций. При увеличении количества и времени проведения стимуляции биологической активности отмечается вторая фаза адаптационных сдвигов, которая наступает после 5-ого занятия для лейкоцитов и 6 занятия для тромбоцитов. Достоверные положительные сдвиги гематологических показателей наблюдаются при длительности динамических упражнений равной 3 минутам. Это время может быть принято за минимально достаточную дозу (МДДВ) в комбинированном (с последовательным потенцированием мышц конечностей) динамическом виброупражнении. Оптимальной дозой вибронагрузки (ОДВ) на уровне малых циклов тренировки по динамике гматологических показателей можно считать 4 смежных стимуляционных занятия с возрастающим объемом вибронагрузки от 3 до 9 минут.

Список литературы

 

  1. Bosco C., Cardinale M., Tsarpela O. Influence of vibration on mechanical power and electromyogram activity in human arm flexor muscles // European Journal of Applied Physiology. —1999. — № 79. — Р. 306 — 311.
  2. Bosco C., Cardinale M., Tsarpela O., Tibanyi J., von Duvillard S.P., Viru A. The influence of whole body vibration on jumping performance // Biology of Sport. — 1998. — № 15. — Р. 157 — 164.
  3. Bosco C., Colli R., Introini E., Cardinale M., Tsarpela O., Madella A., Tihanyi J., Viru A. Adaptive responses of human skeletal muscle to vibration exposure // Clinical Physiology. — 1999. — № 19. — Р. 183 — 187.
  4. Bosco C., Cardinale M., Tsarpela O., Locatelli E. New trends in training science: the use of vibrations for enhancing performance // European Journal of Applied Physiology. — 1999. — № 79. — Р. 306 — 311.
  5. 443. Cardinale V., Bosco C. The use of vibration as an exercise intervention // Exercise and Sport Sciences Reviews. —2003. — Volume 31. — № 1. — Р. 3— 7.
  6. Cardinale M., Lim J. Electromyography activity of vastus lateralis muscle during whole-body vibrations of different frequencies // Journal of Strength and Conditioning Research. — 2003. — № 17 (3). — Р. 621 — 624.
  7. Cardinale M., Lim J. The acute effects of two different whole body vibration frequencies on vertical jump performance // Medicina Dello Sport. — 2003. — Volume 56. — № 4. — Р. 287 — 292.
  8. Михеев А.А. Стимуляция биологической активности как метод управления развитием физических качеств спортсменов: В 2 ч. — Мн., 1999. — 398 с.
  9. Михеев А.А. Стимуляция биологической активности и возможности ее применения в бодибилдинге // Научные труды НИИ ФКиС РБ: Сборник научных трудов. — Мн., 1999. — Вып. 1. — С. 65 — 72.
  10. Михеев А.А. Реабилитационные программы СБА — эффективное средство ускоренного восстановления спортсменов в посттравматический период // Научные труды НИИ ФКиС РБ: Сборник научных трудов. — Мн., 1999. — Вып. 1. — С. 74 — 78
  11. Михеев А.А. Тренировочные устройства и тренажеры для реализации метода СБА // Научные труды НИИ ФКиС РБ: Сборник научных трудов. — Мн., 1999. — Вып. 1. — С. 72 — 74.