Автореферат разослан 27 января 2009 г

Вид материалаАвтореферат
Подобный материал:
1   2   3   4   5


Оказалось, что для большинства спортсменов скорость была наибольшей при амплитуде 50 вольт., а пульсовая стоимость метра пути (ПС = ЧСС : (V х 60) уд/м) - наименьшей. Эта амплитуда была принята за оптимальную.


Влияние метода биологического моделирования на потребление кислорода, пульс, пульсовую и кислородную стоимость одного метра пути.


Средние значения и квадратичные отклонения потребления кислорода, пульса, кислородной и пульсовой стоимости метра пути представлены на рис. 11. Оказалось, что в той и другой зонах интенсивности при передвижении на лыжероллерах с применением метода биологического моделирования организм спортсменов использовал меньшее количество кислорода, пульс снижался, пульсовая и кислородная стоимость одного метра пути были, соответственно ниже на 2.5% (р < 0,05) и на 5,3% (р < 0,05), чем при обычном передвижении. Достоверность различий снижалась при повышении интенсивности нагрузки и крутизны подъемов.





Рис.11. Слева - динамика VO2 при передвижении на лыжероллерах с интенсивностью во 2 (140 – 160 уд/мин) и 3 (160 – 180 уд/мин) зонах без и с применением метода биологического моделирования в зависимости от крутизны подъемов. Справа - кислородная стоимость метра пути при применении динамической электростимуляции по сравнению с естественным передвижением (100%) на лыжероллерах с разной интенсивностью на подъемах разной крутизны.

При передвижении на лыжероллерах с максимальной скоростью на одном 200-метровом подъеме 8 градусов разница в пульсе составила в среднем 3,5 уд/мин. При применении динамической электростимуляции пульс был ниже, скорость преодоления подъема выше (в среднем, на 0,09 м/с). Пульсовая стоимость одного метра пути - ниже на 0,03 уд/м. Биологической особенностью проявления этого внетренировочного средства по методу биологического моделирования явилось оптимизирующее воздействие на организм в целом, выражающееся в значительном снижении энерготрат и повышении специальной работоспособности.


Влияние динамической электростимуляции на электроактивность мышц

Применение динамической электростимуляции только m. quadriceps femoris влияла на электроактивность других групп мышц синхронистов и антагонистов, повышая их активность в активных фазах и снижая их напряжение в пассивных фазах локомоторного акта.


Р
ис. 12. Электроактивность мышц до и после динамической электростимуляции m. quadriceps femoris в движении на лыжероллерах в подъемы. Светлые столбцы – обычный режим передвижения, темные – после электростимудяции. * - р<0,05, ** - р<0,01


Электроактивность четырехглавой м. бедра в момент отталкивания (Чо) после ее электростимуляции повысилась (рис. 12), электроактивности четырехглавой м. бедра в момент скольжения (Чс) также как и двуглавой м. бедра в момент скольжения (До) – уменьшались, наблюдалось незначительное увеличение электроактивности широчайшей м. спины в момент отталкивания (Шо). Это происходило на всех подъемах. Увеличение электроактивности четырехглавой м. бедра в момент отталкивания, в среднем, составили на подъемах 4,6,8,10 градусов, соответственно, 36,7; 34,5; 33,1; 31,9 мкв (р < 0,01). В процентном отношении эти изменения составили от 10,5 до 14,3%. Уменьшение электроактивности четырехглавой м. бедра в фазе скольжения составили, соответственно, 6,4; 6,8; 6,7; 6,6% (р<0,05). Уменьшение электроактивности двуглавой мышцы бедра в момент отталкивания на подъемах 4,6,8 и 10 градусов, соответственно, составили 6,6; 6,4; 6,0 и 6,3% (р<0,05). Электроактивность трехглавой м. плеча в момент отталкивания (То) повысилась на 9,2%. Такие различия зафиксированы на всех электромиограммах при передвижении в подъемы 2, 4 и 6 градусов (р<0,05).

Одним из аспектов биологического обоснования разработанной технологии, таким образом, является оптимизирующее перераспределение напряжения и расслабления различных групп мышц при применении в качестве внетренировочного контактного средства прямого действия динамической электростимуляции во время мышечной работы. Динамическая электростимуляция оказала влияние не только в фазах напряжения мышц, но и в период их расслабления, что выразилось в уменьшении электроактивности относительно пассивных мышц. Эффект последействия использования динамической электростимуляции заметен не только на тех мышцах, которые непосредственно подвергались этому приему, но также наблюдается на других, участвующих в данном физическом упражнении. Применение динамической электростимуляции одних мышечных групп увеличивает электроактивность других мышц – синхронистов и снижает электроактивность мышц антагонистов и этих же мышечных групп в их пассивных состояниях, способствуя их расслаблению и восстановлению.

Обнаруженный феномен основан на регуляторных влияниях нервной системы, сопровождающихся активизацией тормозных систем и снижением общего уровня возбуждения в центральной нервной системе. Такой характер адаптации является наиболее эффективным. Под воздействием этих влияний в значительной степени уменьшаются стрессорные реакции, что предохраняет нервные клетки, уменьшается вероятность переутомления, травмирования и заболеваний. Следствием применения исследованного нами внетренировочного средства – динамической электростимуляции и разработанной технологии явились улучшение специфической координации, биомеханической структуры движений, снижение энерготрат и повышение экономичности. Об этом свидетельствуют уменьшение потребления кислорода и гемодинамической стоимости одного метра дистанции. Уменьшение потребления кислорода и частоты сердечных сокращений означают снижение нагрузки на дыхательную и сердечно-сосудистую системы. А, в связи с интегративноым характером мышечной работы организма приводит к позитивным процессам во всех звеньях локомоторной функциональной системы.


Влияние динамической электростимуляции на биомеханические параметры


В таблице 5 представлены биомеханические показатели классического попеременного двухшажного хода при передвижении на лыжероллерах в подъем 8 градусов с максимальной скоростью обычным способом и с применением метода биологического моделирования.

Таблица 5

Различия в биомеханических показателях классического попеременного двухшажного хода на лыжероллерах при передвижении в подъем 8 градусов с максимальной скоростью обычным способом и с применением метода биологического моделирования (МБМ)


Параметры

Показатели в каждом круге

1 2 3 4 5 6

Среднее арифметическое

МБМ без МБМ

Различие

L, м

2,22 2,10 2,32 2,15 2,26 2,32

2,30 2,16

0,14

f, Гц

1,51 1,49 1,54 1,42 1,49 1,55

1,53 1,47

0,06

tск., с

0,41 0,33 0,42 0,44 0,45 0,44

0,44 0,41

0,03

tот., с

0,24 0,28 0,22 0,26 0,21 0,20

0,21 0,26

0,05

V, м/с

3,37 3,13 3,57 3,08 3,38 3,60

3,52 3,19

0,33


Примечание: выделено - достоверные различия (р < 0,05); 1, 2, 4 круги – передвижение обычным способом; 3, 5,6 – с применением метода биологического моделирования; L, м – длина шага, f, Гц – частота шагов, tск, с – время скольжения, tот, с – время отталкивания, V, м/с – скорость передвижения.


Длина шага классического попеременного двухшажного хода на лыжероллерах при применении динамической электростимуляции в качестве средства метода биологического моделирования достоверно возрастает, в среднем, на 6,5%, уменьшается время отталкивания на 19,2%, повышается скорость передвижения на 0,3%. Частота шагов и время скольжения увеличиваются недостоверно.






Рис. 13. Изменения углов в коленных суставах (а) и механических работах (б) ноги при обычном передвижении (сплошная линия) и при применении динамической электростимуляции (пунктир). Вертикальными линиями обозначены фазы отталкивания при обычном передвижении (сплошными) и при электростимуляции (пунктир).


Диапазон изменения углов в коленных суставах ног при динамической электростимуляции и без нее отличался на 6 градусов (начало отталкивания при динамической электростимуляции – 120 градусов, без динамической электростимуляции – 122; окончание отталкивания, соответственно, 160 и 156 градусов, р < 0,05). Еще более существенно (р < 0,01) различались угловые скорости при отталкивании: при динамической электростимуляции она составила 195,3 град/с, при обычном передвижении – 178,2 град/с. Большая скорость разгибания ноги характерна для спортсменов более высокой квалификации (рис.13).


При динамической электростимуляции нога в момент отталкивания производит значительно большую работу (р < 0,01), чем при обычном передвижении Соответственно, абсолютная, вертикальная и горизонтальная механическая работа только левых ног составила при динамической электростимуляции 16, 6 и 10 Дж, без динамической электростимуляции – 9; 3,5 и 5,5 Дж. При этом, абсолютная работа левых ног за весь цикл была больше при обычном передвижении: при динамической электростимуляции – 67 Дж, без динамической электростимуляции – 78 Дж. Работа за весь цикл по вертикали была больше при электростимуляции на 6 Дж (24 Дж при динамической электростимуляции. 18 Дж – без динамической электростимуляции).

Существенные различия (р < 0,05) обнаружены в углах наклона туловища к горизонту. При динамической электростимуляции наиболее согнутое положение тела в момент окончания отталкивания палками составило 52 градуса, наименее согнутое 75 градусов. При обычном передвижении спортсмены больше задействовали руки, видимо, поэтому углы наклона туловища, соответственно, были меньше: 32 и 71 градус.

Биомеханический анализ, таким образом, подтвердил общую позитивную биологическую направленность влияния разработанной технологии на кинематику и динамику специальных локомоций. Результаты этой части исследования показали, что аспектами биологического обоснования эффективности представленной концепции является консолидированная оптимизация параметров, приводящая к срочной адаптивной и квалификационной перестройке структуры соревновательного упражнения.


Влияние метода биологического моделирования на гормональную регуляцию энергообеспечения


Применение динамической электростимуляции в начале микроцикла способствовало относительно большему приросту концентрации кортизола (на 10%) и меньшему снижению уровня инсулина (на 16%, табл.6). Динамическая электростимуляция послужила дополнительным стрессором (к физической нагрузке) для организма при выполнении стандартной работы (различия статистически недостоверны).

По окончании тренировочного микроцикла в ответ на стандартную нагрузку отмечалась тенденция к повышению концентрации в крови кортизола, его предшественника прогестерона и существенное снижение уровня инсулина (р<0,01) на фоне недостоверных изменений содержания в крови тиротропина (ТТГ), тироксина и трийодтиронина. В конце микроцикла прирост кортизола (с 37 до 17%) и прогестерона (с 49 до 11%) в экспериментальной группе по сравнению с контрольной уменьшился. Таким образом, кумулятивный эффект тренировочных занятий проявился в выраженной тенденции к увеличению уровня адаптации глюкокортикоидной функции коры надпочечников, что отразилось в меньшей величине прироста концентрации кортизола в крови в ответ на стандартную нагрузку. Снижение прироста секреции кортизола свидетельствует о меньшем участии в энергообеспечении процессов глюконеогенеза за счет пластического резерва организма (аминокислоты), что является важнейшим фактором адаптации организма к предложенной физической нагрузке. Эффект экономизации глюкозы из ее белковых предшественников в энергообеспечении продолжительной мышечной работы циклического характера при значительном увеличении использования наиболее энергоемких липидных субстратов является стратегией адаптации организма к специфическим физическим нагрузкам.

Таблица 6

Средние значения уровней гормонов крови в ответ на стандартную нагрузку в начале и в конце тренировочного микроцикла с применением (э) и без применения (к) электростимуляции



Гормоны


Первый день


Девятый день


Исход


Финиш

Δ1

(финиш-исход)


Δ1,%


Исход


Финиш

Δ2

(финиш-исход)


Δ2,%


Δ2 - Δ1,%



Кортизол, нг/мл к

Э


105,63

95,2



140,8

136,6


35,17

41,4


33,3

43,5



106,3

104,6


126,4

119,9


20,1

15,3


19,3

14,6


- 14

- 28

Прогестерон, нг/мл к

Э


22,8

22,15



34,05

31,5


11,25

10,35


49,3

48,9


26,1

22,46


26,95

27,82


0,85

5,36


3,3

23,9


- 46

- 25

Инсулин, мкед/мл к

Э


32,02

27,82



6,37

9,8


25,65

17,88


- 80

- 64,3


26,35

39,32


10,51

7,54


-15,84

-31,78


- 60

- 80



+20

- 16,5

ТТГ, нг/мл

К

Э


2,4

1,81



2,94

1,35


0,54

- 0,46


22,6

25,4


2,14

1,83


3,05

1,99


0,91

0,15


42,4

8,2


+ 19,8

+33,6

Тироксин, нг/мл

К

Э


67,65

71,62



72,26

89,63


4,61

18,01


6,8

25,4


65,97

64,32


61,01

73,16


- 5,0

8,83



- 7,5

13,7


- 14,3

- 11,7

Трийодтиронин, нг/мл К

Э


1,49

1,55



1,46

1,66


- 0,03

0,10


- 2.2

6,4


1,22

1,34


1,16

1,37


- 0,06

0,03


- 5,2

2,2


- 3

- 4,2



Влияние применения биологических обратных связей в качестве бесконтактного внетренировочного средства опосредованного действия на локомоторную функциональную систему бега


Было выявлено, что лимитирующими факторами бегового шага являются не вся фаза отталкивания от опоры, как это можно было бы предположить заранее. Основным препятствием при поддержании скорости бега было торможение, возникающее при постановке ноги на опору и повышенные вертикальные колебания тела в начальной фазе полета. Наиболее информативными параметрами, характеризующие эти явления были горизонтальное ускорение, возникающее в момент постановки ноги на опору и вертикальная составляющая ускорения при отталкивании.

Результаты исследования приведены в таблицах 7 и 8.


Таблица 7

ЧСС и биомеханические параметры бегового шага при выполнении задания «Уменьшить ускорение в фазе амортизации », (х ± σ)


№ ПП


Параметры


Естественный бег

Бег с уменьшением ускорения в фазе амортизации

Разница и достоверность изменений

1

ЧСС (уд/мин)

136,6± 2,7

134,7± 2,7

1,9 (р < 0,01)

2

Время опоры (мс)

214,4± 14,6

207,7± 13,8

6,7 (р < 0,05)

3

Время полета (мс)

116,3± 7,4

115,7± 7,6

0,6

4

Горизонтальная составляющая ускорения тела (q)

1,96± 0,20

1,73± 0,18

0,23 (р <0,05)

5

Вертикальная составляющая ускорения тела (q)

2,50± 0,64

2,43± 0,63

0,07

6

Частота шагов (Гц)

3,02± 0,07

3,17± 0,07

-0,15 (р < 0,05)

7

Длина шага (см)

132,4± 7,8

126,2± 7,3

6,2 (р < 0,05)

8

Результирующая горизонтального и вертикального ускорений (q)

4,46

4,16

0,30 (р < 0,01)



Оказалось, что при выполнении задания по уменьшению отрицательного горизонтального ускорения, в среднем, на 0,23g (р < 0,05) существенно снизились ЧСС, время опоры, длина шага и результирующая ускорений тела. При этом произошло значительное повышение частоты шагов. Время полета и вертикальная составляющая практически не изменились (табл. 7).

При выполнении задания по уменьшению вертикальных колебаний тела, что отразилось в уменьшении этого параметра на 0,59g по сравнению с естественными вариантами бега, было обнаружено следующее. Существенно (р < 0,05) снизились критерий экономичности – ЧСС и время полетной фазы. Остальные параметры не претерпели достоверных изменений (табл. 8)


Таблица 8

Изменение средних значений ЧСС и биомеханических параметров бегового шага у бегунов при выполнении задания «Уменьшить вертикальные колебания тела», (х ± σ)


№ ПП

Параметры

Естественный бег

Бег с уменьшением вертикальных колебаний

Разница и достоверность изменений

1

ЧСС (уд/мин)

136,1± 6,7

134,4± 7,1

1,7 (р<0,05)

2

Время опорной фазы (мс)

215,8± 11,9

219,2± 12,6

-3,4

3

Время полетной фазы (мс)

110,2± 7,9

102,1± 8,2

8,1 (р<0,05)

4

Горизонтальная составляющая ускорения тела (q)

1,98± 0,21

2,07± 0,19

-0,09

5

Вертикальная составляющая ускорения тела (q)

2,75± 0,43

2,16 ±0,41

0,59 (р<0,05)

6

Частота шагов (Гц)

3,06± 0,06

3,11 ±0,09

-0,06

7

Длина шагов (см)

130,7± 5,8

128,9± 6,1

1,8


Биологическая целесообразность влияния дополнительных обратных связей выразилась, таким образом, в повышении разрешающей возможности проприорецептивной системы организма спортсменов. Показателями биологического обоснования эффективности разработанной технологии в данном случае являются: снижение нагрузки на сердечно-сосудистую систему, уменьшение излишних ускорений тела, оптимизация биомеханических параметров. Динамика изменений этих показателей является признаком срочной адаптации и квалификационного роста мастерства спортсменов.