Физическая работоспособность ‒ мультикомпонентное свойство организма, которое характеризуется целым рядом факторов, определяющим и лимитирующим его. К наиболее важным относятся особенности физического развития и телосложения, производительность процессов энергообеспечения, состояние опорно-двигательного аппарата, совершенство механизмов регуляции функций [1, 2, 3, 6]. Весьма важное значение при этом имеют качественные характеристики этих факторов - мощность функционирования, функциональная мобилизация, экономизация и устойчивость [4, 5].
В ходе многолетней адаптации человека к мышечной деятельности в организме протекает закономерный процесс развития в требуемом направлении функциональных возможностей локомоторного аппарата и физиологических систем, поддерживающих его повышенную двигательную активность и формирование целесообразного взаимодействия между этими системами, которое обеспечивает высокий уровень работоспособности [2, 7]. Вместе с тем наблюдается определенная гетерохронность в развитии приспособительных перестроек организма, что проявляется в несовпадении во времени моментов, соответствующих началу интенсивного совершенствования отдельных показателей и функциональных характеристик и в определенной последовательности развивающихся приспособительных перестроек.
В этой связи для практики подготовки человека к экстремальным условиям жизни и профессиональной деятельности, например спортивной, весьма важно знать, какие факторы, в какой степени и на каком этапе многолетнего процесса адаптации лимитируют и обусловливают физическую работоспособность организма человека.
Цель исследования - выяснить роль различных физиологических факторов в обеспечении физической работоспособности человека на разных этапах многолетней адаптации к мышечной деятельности.
Материалы и методы исследования
Для достижения поставленной цели были осуществлены комплексные спироэргометрические исследования с участием трех квалификационных групп спортсменов футболистов: III-II спортивного разряда, 13-14 лет, I разряда, 15-16 лет и КМС-МС, 17-20 лет.
Предварительно в условиях покоя определяли величины длины и массы тела, жизненной емкости легких (ЖЕЛ), частоты сердечных сокращений (ЧСС). После этого испытуемые выполняли трехступенчатую физическую нагрузку, дозированную по величине индивидуальной ЧСС: 1 нагрузка - ЧСС = 120-150 уд./мин;
2 нагрузка - ЧСС = 150-170 уд./мин; 3 нагрузка - ЧСС ≥ 180 уд./мин (максимальная). Первые две нагрузки выполнялись в течение 5 минут, с перерывом в 5 минут. Величины мощности этих нагрузок и соответствующие уровни ЧСС использовались для расчета показателя PWC170. Третья нагрузка выполнялась в максимальном режиме (Wmax) и поддерживалась в течение 2-3 минут, при этом определялось максимальное потребление кислорода (VО2max) и частота сердечных сокращений при этой нагрузке (ЧССmax).
Мобилизационные возможности оценивались по показателям максимального увеличения ЧСС (ЧССmax/ЧССпокоя) и снижения ЧСС (ЧССВ5/ЧССпокоя) к 5-й минуте восстановления относительно уровня покоя в%. При максимальной мощности мышечной работы оценивались показатели функциональной экономичности - ватт-пульс (Wmax/ЧССmax) и кислородный пульс [КПmax (VО2max/ЧССmax)].
Определение параметров кардиореспираторной системы осуществлялось при помощи метабалографа «Ergo-oxyscreen (Jaeger)».
Результаты исследования и их обсуждение
Сравнение средних величин показателя физической работоспособности, определяемой в тесте PWC170, у спортсменов разной спортивной квалификации показало ее закономерное и достоверное повышение от этапа к этапу (P < 0,01), что обеспечивается увеличением практически всех показателей, составляющих основные категории факторов, ее обусловливающих.
Вместе с тем, средние величины позволяют только количественно охарактеризовать динамику закономерного увеличения, как самой физической работоспособности, так и комплекса факторов, ее обусловливающих. Для выяснения роли различных факторов в обеспечении физической работоспособности был проведен корреляционный анализ, позволивший выяснить степень взаимосвязи величины физической работоспособности с этими факторами, а значит и степень ее обусловленности ими.
Корреляционный анализ показал, что на этапе начальной подготовки у спортсменов уровень физической работоспособности имеет сильную статистическую взаимосвязь с показателями морфофункционального статуса организма. Обнаружились следующие достоверные взаимосвязи PWC170: с величиной длины тела - 0,788 (P < 0,01); массы тела - 0,878 (P < 0,01) и ЖЕЛ = 0,708 (P < 0,01).
Вместе с тем, физическая работоспособность у юных спортсменов уже имеет среднюю статистическую взаимосвязь с параметрами, отражающими факторы «предельной мощности функционирования» (Wmax, ЧССmax, VО2max) и даже с параметрами категории «экономизации» (Wmax/ЧССmax и КПmax) (таблица).
Корреляционные взаимосвязи величины физической работоспособности с функциональными показателями у спортсменов различной квалификации (r)
|
Показатели |
Спортивная квалификация |
||
|
III-II разряд (13-14 лет) (n = 26) |
I разряд (15-16 лет) (n = 29) |
КМС-МС (17-20 лет) (n = 31) |
|
|
Длина тела |
0,788** |
0,310 |
-0,288 |
|
Масса тела |
0,878** |
0,304 |
-0,055 |
|
ЖЕЛ |
0,708** |
0,458** |
-0,260 |
|
Wmax |
0,552** |
0,742** |
0,949** |
|
ЧССmax |
-0,570** |
-0,470** |
-0,212 |
|
VО2max |
0,374* |
0,364* |
0,866** |
|
ЧССпокоя |
-0,358 |
-0,469** |
-0,597** |
|
Wmax/ЧССmax |
0,602** |
0,782** |
0,945** |
|
КПmax |
0,473* |
0,454* |
0,896** |
|
ЧССmax/ЧССпокоя |
0,114 |
0,303 |
0,495** |
|
ЧССВ5/ЧССпокоя |
0,166 |
0,312 |
-0,270 |
Примечание: Взаимосвязь достоверна: * - при P < 0,05; ** - при P < 0,01.
На промежуточном этапе адаптации у спортсменов физическая работоспособность утрачивает достоверные корреляционные связи с показателями физического развития, кроме показателя ЖЕЛ (r = 0,458, P < 0,01). Вместе с тем, наблюдается вполне четкая тенденция к возрастанию степени взаимосвязи физической работоспособности с факторами «предельной мощности функционирования» и «экономичности»: на этом этапе физическая работоспособность достоверно коррелирует с Wmax, ЧССmax, VО2max (соответственно - 0,742, -0,470 и 0,364, P < 0,01).
Гораздо значительнее, по сравнению с этапом начальной подготовки, усиливается взаимосвязь физической работоспособности с факторами функциональной экономичности и эффективности: с величинами ЧССпокоя (r = -0,469, P < 0,01), ватт-пульса - Wmax/ЧССmax (r = -0,782, P < 0,01) и кислородного пульса - КПmax (r = 0,454, P < 0,05).
На заключительном этапе адаптации у взрослых спортсменов возрастает общая тенденция к усилению взаимосвязи физической работоспособности с показателями, отражающими факторы категории «экономичности». При этом взаимосвязь физической работоспособности с показателями «морфофункциональной мощности» полностью утрачивает достоверность. В то же время еще в большей степени усиливается связь физической работоспособности с показателями «предельной мощности функционирования»: с максимальной мощностью мышечной работы (Wmax, r = 0,949, P < 0,01) и максимальной аэробной производительностью (VО2max, r = 0,866, P < 0,01).
Весьма в значительной мере усиливается взаимосвязь физической работоспособности с параметрами, отражающими функциональную экономизацию и повышение эффективности выполнения физической нагрузки (ЧССпокоя, r = -0,597, P < 0,01; Wmax/ЧССmax, r = -0,945, P < 0,01 и КПmax, r = 0,896, P < 0,01).
Заключение
Результаты исследования позволяют заключить, что физическая работоспособность на разных этапах адаптации организма человека к мышечной деятельности, обусловливается включением различных категорий факторов. На начальном этапе в обеспечении физической работоспособности ведущую роль играют факторы «морфофункциональной мощности». На промежуточном этапе адаптации в обеспечении физической работоспособности основное значение приобретают факторы «предельной мощности функционирования». На заключительном этапе многолетней подготовки главное значение уже имеют факторы «экономичности» при сохранении высокого уровня значимости факторов «предельной мощности функционирования».
Рецензенты:
-
Сентябрев Н.Н., д.б.н., профессор кафедры физиологии Волгоградской государственной академии физической культуры, г. Волгоград;
-
Клаучек С.В., д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии, декан лечебного факультета ВолГМУ, г. Волгоград;
-
Гладилин Г.П., д.м.н., профессор, зав. кафедрой клинической лабораторной диагностики, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития РФ, г. Саратов.
Работа поступила в редакцию 04.09.2012.