Биологическое обоснование дозированной вибрационной тренировки спортсменов

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

14.00.51 - Восстановительная медицина, лечебная физкультура и спортивная

медицина, курортология и физиотерапия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Биологическое обоснование дозированной вибрационной тренировки спортсменов

Михеев Александр Анатольевич

Москва 2008

Диссертационная работа выполнена в Центре медико-биологического обеспечения подготовки высококвалифицированных спортсменов Всероссийского научно-исследовательского института физической культуры и спорта

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор Шарова Людмила Васильевна

Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Воронов Андрей Владимирович

Доктор медицинских наук, старший научный сотрудник Чекирда Игорь Федорович

Ведущая организация: Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма

Защита диссертации состоится «____» _______________2008 г. в ___ на заседании диссертационного совета Д 311.002.02 при Всероссийском научно-исследовательском институте физической культуры и спорта по адресу:

105005, Москва, Елизаветинский переулок, 10

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИФК

Автореферат разослан «____»_____________2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор А.Г. Пономарева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы определяется как теоретической, так и практической значимостью проблемы воздействия на организм спортсмена регламентированных (дозированных) по частоте, амплитуде, времени и локализации механических вибрационных воздействий, направленных вдоль мышечных волокон. Одной из наиболее важных задач подготовки высококвалифицированных спортсменов является проблема оптимизации управления тренировочным процессом (В.Н. Платонов, 1997; Л.П. Матвеев, 1999; Н.Г. Озолин, 2003; Ж.К. Холодов, В.С. Кузнецов, 2004). В этой связи актуальным является вопрос о создании и внедрении в процесс подготовки спортсменов таких педагогических, медико-биологических и технических разработок, которые обеспечивали бы неуклонный рост спортивных результатов (И.П. Ратов, 1994; М. Уильямс, 1997). Логика развития проблемы привела к идее использования альтернативных методов тренировки (Ф.К. Агашин, 1973; В.Т. Назаров, 1997; C. Bosco, 1999). Известно, что в результате систематически выполняемых физических нагрузок в организме происходят адаптационные изменения, повышаются его резервные возможности (Д.Х. Уилмор, Д.Л. Костилл, 1997; Р.М. Энока, 1998). По мере использования определенного раздражителя (характер выполняемых упражнений, объем и интенсивность тренировочных нагрузок и т. д.), организм адаптируется к нему, что приводит к уменьшению ответной реакции на нагрузку и остановке роста спортивных результатов. В таких случаях действенным средством преодоления адаптационных барьеров являются необычные для организма тренировочные воздействия. К таким воздействиям, несомненно, относятся вибрации. Вибрационные упражнения краткосрочны и легковоспроизводимы. К преимуществам виброупражнений, следует отнести их неинвазивность и немедикаментозность. Они не вызывают дополнительных психических напряжений, связанных с координаторной сложностью, максимальными нагрузками и, как следствие, травмоопасностью. Одним из наиболее разработанных отечественных методов вибрационной тренировки является стимуляция биологической активности организма (СБА) (А.А. Михеев, 1999). Этот метод предполагает использование физических упражнений на фоне вибрации с частотой 28-30 Гц при амплитуде 4-5 мм и ускорениях 0,6-0,7 g. Анализ литературы свидетельствует о том, что за рубежом изучается возможность использования других частотных и амплитудных диапазонов для улучшения спортивных результатов (V.B. Issurin, 1994; M. Cardinale, 2003), однако таких исследований еще недостаточно для осуществления широких обобщений. В отечественных работах эффективность вибрационных упражнений определяется по педагогическим критериям при явной недостаточности исследований медико-биологического характера.

Цель исследования - изучение влияния дозированной вибрационной тренировки по методу стимуляции биологической активности на функциональный статус организма спортсменов, а также определение минимально достаточной дозы вибронагрузки в отдельном занятии и оптимальной дозы вибронагрузки в системе смежных тренировок.

Задачи исследования.

1. Выполнить таксонометрические исследования и произвести классификацию и систематизацию механических вибраций.

2. Исследовать системные реакции организма спортсменов по показателям динамики физических качеств при выполнении вибрационных и традиционных упражнений равной регламентации.

3. Исследовать влияние вибрационных и традиционных упражнений равной регламентации на психофизиологический статус и функцию вестибулярного аппарата спортсменов.

4. Исследовать динамику общей физической работоспособности и морфологический статус спортсменов под влиянием дозированной вибрационной тренировки.

5. Исследовать динамику гематологических показателей под влиянием эквивалентных вибрационных и традиционных упражнений различного объема и интенсивности.

6. Исследовать динамику биохимических показателей под влиянием эквивалентных вибрационных и традиционных упражнений различного объема и интенсивности.

7. Исследовать влияние дозированных вибрационных упражнений на иммунный статус организма спортсменов.

8. Исследовать гормональный статус организма спортсменов под влиянием традиционных упражнений силового характера и вибрационных повторных упражнений.

9. Исследовать биоэлектрическую активность нервно-мышечного аппарата спортсменов в различных режимах его функционирования под влиянием вибрационных и традиционных упражнений эквивалентной регламентации.

10. Исследовать реакции центральной, регионарной и мозговой гемодинамики на применение вибрационных и традиционных упражнений эквивалентной регламентации.

11. Обосновать минимально достаточную дозу вибрационной нагрузки при однократном применении виброупражнения и оптимальную дозу вибрационной нагрузки в серии смежных тренировочных занятий спортсменов.

Методы исследования. Теоретические методы: анализ и обобщение литературных данных, таксонометрия. Экспериментальные физиологические методы исследования: психофизиологические, иммунологические, биохимические, гематологические, гормональные, морфологические, а также методы контроля изменения статуса функций организма спортсменов под влиянием вибрации, направленной вдоль мышечных волокон (стабилометрия, электромиография, радиопульсометрия, компьютерная реовазография, вариационная пульсометрия, компьютерная реоэнцефалография, импедансная плетизмография, эргометрия); экспериментальные психолого-педагогические методы исследования: педагогические наблюдения, педагогический эксперимент, педагогические тестирования (гониометрия); биомеханические методы (видеосъемка); методы математической статистики.

Для создания вибрационной нагрузки применялся метод стимуляции биологической активности организма. Частота вибрации составляла 28-30 Гц, амплитуда - 4-5 мм.

Для создания физической нагрузки применялся метод повторного упражнения с регламентацией по педагогическим характеристикам: объему, интенсивности, продолжительности подходов и интервалов отдыха между подходами. Для корректности сравнения результатов исследований упражнения, предлагаемые участникам экспериментальных и контрольных групп, были унифицированы.

Научная гипотеза исследования заключается в том, что применение оптимальных доз вибрационных физических упражнений вызывает прогнозируемое и управляемое изменение функционального состояния организма спортсменов, ведущее к более интенсивному развитию физических качеств по сравнению с традиционными упражнениями эквивалентной регламентации.

Объект исследования - функциональное состояние спортсменов под воздействием дозированных вибрационных упражнений по методу стимуляции биологической активности.

Предмет исследования - интенсификация процесса развития физических качеств спортсменов на основе применения оптимальных доз вибрационных воздействий в серии смежных стимуляционных занятий.

Теоретико-методологическими основаниями явились научные знания и положения о биологических основах спортивной тренировки, а именно, об альтернативных подходах к проблематике направленного воздействия на развитие физических качеств спортсмена и закономерностях оптимизации тренирующих факторов в процессе спортивной подготовки при обеспечении морфофункциональных перестроек, связанных с повышением уровня функциональных резервов организма (Л.П. Матвеев, В.Н. Платонов, Д.Х. Уилмор, Н.Г. Озолин, Д.Л. Костилл, Ю.В. Верхошанский, Р.М. Энока).

Теоретическая значимость результатов исследования заключается в разработке и биологическом обосновании новой технологии повышения работоспособности спортсменов - вибрационной тренировки на основе метода механической вибромиостимуляции. Новая технология вибрационной тренировки спортсменов предполагает использование системы взаимосвязанных элементов, определяемых медико-биологическими и педагогическими средствами воздействия на организм человека.

Научная новизна. На основе теоретических исследований с учетом феномена вибрационных упражнений произведена классификация механических вибрационных воздействий. Впервые определены особенности дозированных вибраций с подразделением их на трансверсальные и лонгитудные. Показано, что мишенью лонгитудной (направленной вдоль мышечных волокон) вибрации является нервно-мышечный аппарат, активизация которого механическими вибрационными стимулами вызывает прогнозируемые и управляемые реакции различных систем организма. На основе проведенных инструментальных исследований получены новые данные, позволяющие обосновать применение вибрационных упражнений по методу стимуляции биологической активности в спортивной тренировке. Установлено, что вибрационные упражнения при незначительной внешней нагрузке на нервно-мышечный аппарат вызывают приспособительные изменения со стороны функций и систем организма, сравнимых с изменениями, происходящими в ходе выполнения традиционных упражнений гораздо большего объема и интенсивности. Установлено, что вибрация усиливает физиологический эффект упражнений малой интенсивности. Однако, по мере возрастания интенсивности вклад вибрационных воздействий в функциональные сдвиги уменьшается, а роль педагогических факторов физического упражнения возрастает и, при выполнении упражнений большой интенсивности, разница между реакциями организма на вибрационные и традиционные упражнения нивелируется. Направленная вдоль мышечных волокон вибрация рекрутирует большее количество двигательных единиц, что является фактором внутреннего отягощения. Благодаря этому, при отсутствии внешних сопротивлений, развитие силы и силовой выносливости происходит в более короткие сроки. По результатам сравнительных исследований выявлено позитивное влияние вибрационных упражнений на периферическое кровообращение, центральную и церебральную гемодинамику. Исследованы реакции белой и красной крови на применение вибрационных воздействий различного объема и интенсивности. Изучены изменения гормонального и иммунного статуса организма при выполнении серии вибрационных тренировок. Выявлены особенности биоэлектрической активности мышц, общего функционального состояния и морфологических показателей под влиянием вибрационных упражнений

По итогам работы установлено, что выраженный тренировочный эффект вибрационных упражнений при частоте 28-30 Гц, амплитуде - 4-5 мм и экспозиции - от 30 секунд до 11 минут обусловлен суммированием и взаимным потенцированием этих факторов. В частности показано, что применение вибрационных упражнений в течение трех стимуляционных занятий приводит к улучшению межмышечной координации, улучшению кислородтранспортной и дыхательной функций красной крови, усилению биоэлектрической активности мышц и интенсификации гормональной секреции. Установлено, что дозированная вибрация, направленная вдоль мышечных волокон, приводит к повышению работоспособности. Показано, что мишенью вибрации является нервно-мышечный аппарат, в связи с чем, все функциональные перестройки связаны с обеспечением деятельности мышц при выполнении вибрационного упражнения. Впервые определена минимально достаточная доза вибрационной нагрузки в отдельном упражнении (МДДВ) и оптимальная доза вибрационной нагрузки (ОДВ) в серии смежных тренировочных занятий. Научная новизна работы подтверждается авторским свидетельством на изобретение способа вибромиостимуляции.

Практическая значимость работы состоит в том, что результаты исследования внедрены в тренировочный процесс спортсменов национальных команд Республики Беларусь с целью интенсификации развития физических качеств. Также дозированная вибромиостимуляция применяется в комплексе реабилитационно-востановительных мероприятий спортсменов, что подтверждено 10 актами внедрения.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Международного государственного экологического университета имени. А. Д. Сахарова (г. Минск, Республика Беларусь) на кафедре экологической медицины и радиобиологии по курсу «Нормальная и экологическая физиология», что подтверждено 1 актом внедрения.

Результаты исследования также могут быть использованы в преподавании медико-биологических дисциплин в других профильных высших учебных заведениях, на семинарах и курсах повышения квалификации тренеров, инструкторов ЛФК, врачей команд по видам спорта.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Систематизация и классификация механических вибраций позволяет оптимизировать процесс научного поиска и провести исследования по определению оптимальных и минимально достаточных доз вибровоздействий в виде вибрационных упражнений.

2. Дозированная по частотным, амплитудным и временным характеристикам механическая вибрация в процессе выполнения физических упражнений активизирует деятельность нервно-мышечного аппарата, благодаря возникновению в мышцах продольно направленных резонансных вибрационных волн. Это вызывает системную реакцию всего организма, приводит к прогнозируемым и управляемым изменениям функционального состояния и ускоренному развитию физических качеств спортсменов.

3. Непродолжительные малоинтенсивные вибрационные упражнения вызывают более значительные функциональные сдвиги, чем традиционные упражнения эквивалентной регламентации. Повышенный тренирующий эффект малых доз вибрационных упражнений зиждется на сочетанном действии двух факторов - вибрации определенной частоты и амплитуды и физическом упражнении определенного объема и интенсивности.

4. Адаптационные реакции организма при выполнении упражнений по методу стимуляции биологической активности имеют фазовый характер, что позволяет определить минимально достаточную дозу однократной вибрационной нагрузки и оптимальную дозу вибрационной нагрузки в серии смежных стимуляционных занятий.

Организация исследования. Исследование проводилось поэтапно в соответствии с поставленными задачами.

Первый этап был связан с анализом и обобщением литературных данных по проблеме воздействия вибраций различного происхождения на организм человека. С биологических позиций были рассмотрены негативные стороны вибрации. Проанализированы положительные свойства дозированной локальной вибрации и особенности ее применения в медицине. Выполнен анализ отечественных и зарубежных источников по проблеме использования вибрации с целью улучшения спортивного результата. Теоретические исследования позволили определить проблематику и направление предстоящей научной работы, выдвинуть гипотезу, осуществить постановку цели, определить задачи и выбрать методы исследования.

На втором этапе были проведены констатирующие исследования эффектов вибрационных упражнений на организменном уровне. Результаты экспериментов явились основанием для дальнейшего изучения биологических эффектов дозированной вибрации.

Третий этап был связан с выполнением биологических исследований реакций организма спортсменов на применение вибрационной и традиционной тренировки эквивалентной регламентации. Изучались срочные реакции организма на вибронагрузку в отдельных упражнениях и в сериях упражнений в рамках отдельных тренировочных занятий. Отдельно были рассмотрены кумулятивные эффекты дозированной вибрационной тренировки, состоящей из серии стимуляционных занятий.

На четвертом этапе были критически проанализированы полученные материалы и осуществлено внедрение результатов в практику.

Участники экспериментов находились под постоянным медицинским контролем и каких-либо функциональных нарушений у них выявлено не было. Достоверность результатов базируется на лонгитудиальном характере исследований, корректной и обоснованной постановке задач, выборе объективных методов исследования при соблюдении требований надежности и воспроизводимости процедур, адекватной постановке экспериментов, в которых приняли участие 160 спортсменов, имеющих квалификационный уровень от I разряда до Заслуженных мастеров спорта, включая чемпионов и призеров Олимпийских игр, чемпионатов мира и Европы, из них 149 мужчин и 11 женщин, представляющих художественную гимнастику, спортивную гимнастику, биатлон, борьбу греко-римскую, восточные единоборства, хоккей с шайбой, спортивное плавание, гандбол.

Математико-статистическая обработка полученных данных производилась согласно общепринятым требованиям с помощью компьютерной программы Statistiсa, версия 6.0 для Windows.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты научных исследований отражены в 67 публикациях, в том числе в материалах 13 международных и республиканских конференций и конгрессов (Беларусь, 2005, 2006, 2007; 2008, Литва, 2006; Россия, 2005, 2006, 2007; Украина, 2005; США, 2005), статьях в зарубежных научно-теоретических журналах, брошюрах, монографиях в республиканских и международных изданиях общим объемом свыше 50 печатных листов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, списка литературы и 16 приложений. Текст работы изложен на 353 страницах, включает 75 рисунков и 48 таблиц. Список литературы содержит 608 источников, из них 159 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследование реакций организма спортсменов на воздействие механических вибраций, направленных вдоль мышечных волокон

Теоретические исследования. Классификация вибрационных воздействий. В связи с тем, что современное человечество обитает в условиях созданной им самим окружающей среды, тема влияния вибрационных воздействий на организм имеет социальный смысл и рассматривается комплексно. С одной стороны, исследуются вредные последствия случайных вибраций и разрабатываются средства защиты от них. С другой стороны, полезные свойства дозированных вибраций используются в медицинских физиотерапевтических методиках. В последние десятилетия были предприняты попытки использования вибрации в спортивной практике. В результате возникло новое явление: специфические вибрационные возмущения, изменяющие функциональное состояние организма в соответствии с алгоритмом деятельности человека. Специфика этих вибраций состоит в том, что они концентрируются в определенных мышцах по всей их длине и сечению. Однако этот факт, кардинально влияющий на характер ответных реакций организма, не был отмечен исследователями. Анализ литературы свидетельствует о том, что вибрационные упражнения в спорте рассматривались и рассматриваются с тех же позиций, что и вибрации в промышленности и быту. Не учитывается, что при выполнении вибрационного упражнения на организм действуют два фактора: вибрация, имеющая собственные механические характеристики (частоту, амплитуду, ускорение) и физическое упражнение определенного объема и интенсивности. Сочетанное действие этих двух факторов является основой высокой эффективности вибрационных упражнений. Как известно, педагогическая эффективность в спорте подразумевает улучшение соревновательного результата. Последний в немалой степени зависит от развития физических качеств, показатели которых являются интегративным критерием физиологических процессов, происходящих в организме на всех уровнях - от клеточного до межсистемного. Соответственно, изучение эффектов вибрационных упражнений, как явления, должно выполняться на всех уровнях. Причем рассмотрению подлежат реакции организма на механические характеристики вибрации и на педагогические характеристики упражнения. При этом должны изучаться срочные эффекты отдельных вибрационных упражнений, а также кумулятивные эффекты серий занятий на уровне малых, средних и больших циклов спортивной подготовки. Однако системное изучение явления невозможно без его научной идентификации. В нашем исследовании впервые предпринята попытка систематизации и классификации механических вибраций с учетом феномена вибрационных упражнений, а также предложена система терминов и аббревиатур, решающих проблему идентификации понятий, используемых в этой области знаний. Всю совокупность механических вибрации мы подразделяем на случайные (деструктивные, разрушительные) и дозированные (креативные, созидательные). В свою очередь, дозированные вибрации делятся на трансверсальные, то есть поперечные (Т-вибрации или ДТВ) и лонгитудные, то есть продольные (L-вибрации или ДЛВ). Трансверсальные вибрационные удары направлены перпендикулярно к поверхности тела и подразделяются на локальные и генерализованные. Трансверсальные локальные вибрации характеризуются малой площадью контакта с источниками вибрации, а трансверсальные генерализованные вибрации, наоборот, действуют на все тело. В нашей работе исследовалась лонгитудная вибрация, которая может быть осуществлена только в том случае, когда преднамеренно создаются условия для ее возникновения. Преднамеренно создаваемые условия это не что иное, как дозирование, которое осуществляется, во-первых, по механическим характеристикам (частота и амплитуда), во-вторых, по педагогическим характеристикам упражнения. При выполнении вибрационных упражнений, базирующихся на принципах L-вибрации, происходят прогнозируемые, контролируемые и управляемые изменения в организме, позволяющие улучшить спортивный результат или состояние здоровья. Теоретические расчеты показали, что при равных условиях в единицу времени вибрация вынуждает мышцу совершать работу на 50 % превышающую работу, выполняемую мышцей в обычных условиях. На наш взгляд, это является основой стимулирующего эффекта лонгитудных вибрационных упражнений.

На следующей ступени теоретического анализа находится метод стимуляции биологической активности (СБА), который предполагает систему упражнений для эффективного потенцирования нервно-мышечного аппарата на базе L- вибрации без учета объема и интенсивности физической нагрузки. Дозированная вибрационная тренировка (ДВТ), предполагает системное использование упражнений по методу СБА в тренировке спортсменов, в оздоровительной физической культуре, а педагогические параметры упражнения рассматриваются как важнейший элемент данной системы. Это, в свою очередь, предопределяет необходимость знания минимально достаточных доз вибронагрузки в отдельном занятии и оптимальных доз вибронагрузки в системе смежных тренировок. Доза вибронагрузки - это реальный инструмент управления функциональным состоянием организма. В нашей интерпретации термин «доза вибрационной нагрузки» подразумевает наличие трех компонентов: объема (экспозиции), интенсивности и напряженности. Биологическое значение «интенсивности» и «объема» вибрационного упражнения совпадает с их педагогической интерпретацией в теории и методике физического воспитания. «Напряженностью вибрационной нагрузки» мы предложили называть качественное состояние организма, в котором он оказывается в зависимости от количества мышечных групп, подвергшихся вибровоздействиям. Таким образом, в результате теоретических исследований создана классификация механических вибраций, разработаны основные положения идентификации вибрационных упражнений, разработан понятийный аппарат и предложено соответствующее терминологическое обеспечение изучаемого явления. Это позволит в дальнейшем корректно оценивать и сравнивать результаты научных исследований в данной области знаний. В целом таксонометрические исследования дали возможность корректно определить направление научного поиска, связанного с определением оптимальной дозы вибротренинга в серии смежных тренировочных занятий и минимально достаточной дозы виброупражнения при однократной нагрузке.

Констатирующие исследования системных реакций организма при выполнении вибрационных упражнений. Для того чтобы удостовериться в заявляемой высокой эффективности дозированных вибрационных воздействий, были проведены констатирующие эксперименты. Исследования эффективности применения виброупражнений с целью ускоренного развития подвижности в плечевых суставах (n=16) показали, что после 6 стимуляционных занятий (суммарное время вибронагрузки 120 минут) показатели активной гибкости плечевого пояса у испытуемых экспериментальной группы достоверно возросли в горизонтальном направлении на 16,9±6,2 %, в сагиттальном направлении - на 12,2±9,5 % (таблица 1). Показатели активной гибкости плечевого пояса у спортсменов контрольной группы не достигли уровня статистической значимости. Анализ результатов эксперимента по развитию силы и силовой выносливости мышц рук и плечевого пояса (n=18) дал основание сделать вывод о большей эффективности развития этих качеств при использовании вибрационных упражнений. Так, у испытуемых экспериментальной группы (n=9) наблюдались достоверные приросты (р<0,05) в показателях силы 33,56±5,13 кг до начала и 48,44±10,67 кг после завершения эксперимента, что составило 44,21±22,07 %. Показатели силовой выносливости также достоверно возросли (р<0,0001). Количество циклов сгибаний-разгибаний рук в упоре лежа на груди до серии стимуляций равнялось 52,22±9,09 кол-во раз. После завершения серии этот показатель возрос на 13,49±6,39 % (58,89±8,48 циклов). У испытуемых контрольной группы (n=9) изменения не достигли уровня статистической значимости.

Таблица 1

Среднегрупповые показатели подвижности в плечевых суставах

у испытуемых контрольной и экспериментальной групп

Таким образом, результаты педагогических исследований показали, что на организменном уровне вибрационные упражнения более эффективны, чем традиционные упражнения эквивалентной регламентации.

Биологические исследования реакций организма спортсменов на воздействие механических вибраций, направленных вдоль мышечных волокон посредством физических упражнений. Для решения поставленных задач были проведены отдельные исследования, результаты которых представлены ниже в соответствии с очередностью их выполнения.

1. При изучении влияния вибрационных упражнений на психофизиологические качества спортсменов (n=10) было выявлено, что вибрационная тренировка оказала позитивное воздействие на динамику этих качеств: максимальный темп движений увеличился на 10 %, быстрота простой двигательной реакции улучшилась на 5 %, быстрота сложной двигательной реакции - на 13 % (рисунок 1), точность сложной реакции выбора - на 56 % (р<0,05).

Рис. 1. Динамика показателей быстроты сложной двигательной реакции до начала, после завершения и через 1 месяц после выполнения программы дозированной вибрационной тренировки

Позитивные изменения сохранялись на протяжении четырех недель после завершения вибротренинга.

2. Стабилометрические исследования параметров вертикальной позы спортсменов при выполнении традиционных и вибрационных упражнений различной регламентации выполнялись поэтапно. Сначала, на протяжении одного тренировочного микроцикла, изучались изменения длины и площади статокинезиограммы, амплитуды колебаний ОЦМ во фронтальной и сагиттальной плоскостях, а также скорости перемещения ОЦМ у представительниц художественной гимнастики (n=5). Было выявлено, что дозированные упражнения оказывали более активное влияние на функциональное состояние вестибулярного аппарата спортсменок, чем эквивалентные традиционные тренировочные программы (рисунок 2).

Рис. 2. Динамика площади статокинезиограммы до и после традиционного тренировочного микроцикла и серии ДВТ (по тесту с открытыми глазами)

Так, под воздействием дозированных вибрационных упражнений площадь статокинезиограммы достоверно (р<0,05) уменьшилась на 51 % (с 855,06±14,43 до 421,84±18,23 мм2), а после традиционной тренировки, напротив, увеличилась на 21 % и составила 876,58±19,23 мм2, что является негативным показателем. Улучшение амплитуды колебаний ОЦМ в сагиттальной плоскости при вибротренинге составило 46 %, а при обычной тренировке - 5 %. После вибротренинга наблюдалось улучшение показателя постурального контроля (по длине статокинезиограммы) на 22 %, а после традиционной тренировки, напротив, наблюдалось ухудшение на 2 %.

3. Полученные результаты дали основание для проведения углубленных стабилометрических исследований, целью которых было определение оптимальных и минимально достаточных доз вибронагрузки. Предположительно оптимальные дозы можно определить на основании динамики показателей удержания вертикальной позы при различных дозах вибровоздействий с учетом регламентации физических упражнений. Сначала было изучено действие вибрационных упражнений в серии, состоящей из восьми смежных стимуляций (n=10). В приведенном примере нами рассмотрена динамика постурального контроля по скорости перемещения центра давления. Скоростные характеристики восстановления баланса вертикальной позы являются важными для диагностики текущего состояния спортсмена. Увеличение скорости ЦД более 5 мм/с относительно исходных значений является признаком большого напряжения функций, а уменьшение этого показателя является признаком позитивного протекания приспособительных реакций. Было отмечено, что на протяжении 1 микроцикла адаптационные изменения носили фазовый характер и состояли из трех циклов (рисунок 3). Первый цикл перестроечных процессов охватил период от 1-го до 6-го занятия (второе-седьмое тестирование) и был связан с активацией зрительного компонента коррекции движений на первом-третьем занятиях (второе-четвертое тестирование) и проприоцептивного компонента на третьем-шестом занятии (четвертое-седьмое тестирование). Вторая фаза перестроечных процессов началась после 5-го и завершилась к 8-му занятию (6-й и 9-й тесты).

Рис. 3. Динамика скорости ЦД в тесте с открытыми глазами у спортсменов в серии ДВТ с возрастающей нагрузкой и в постстимуляционном периоде (2-9 тесты соответствуют 1-8 стимуляционным занятиям, 10-13 тесты выполнены в посттренировочный период)

Третий цикл был связан с наличием отставленных эффектов вибротренинга. На протяжении четырех недель после окончания тренировок (девятое-тринадцатое тестирование) продолжала возрастать активность проприоцептивных систем организма, прямо влияющих на межмышечную координацию, что выразилось в улучшении двигательных актов поддержания баланса тела.

Далее сравнивалось влияние традиционных и вибрационных упражнений на состояние функции постурального контроля. Строго регламентированные вибрационные упражнения с продолжительностью нагрузки 40 секунд и отдыха 20 секунд вызывали позитивные постстимуляционные эффекты по показателям площади статокинезиограммы и скорости перемещения ОЦМ. Традиционный же тренинг оказывал преимущественно позитивное влияние по показателям длины статокинезиограммы и амплитуды колебаний ЦД в сагиттальной плоскости. Показатели опорной реакции свидетельствовали о том, что вибрационные упражнения оказывали большее стимулирующее воздействие на проприоцепцию. В серии смежных занятий дозированного вибротренинга наибольшие изменения наблюдались в период первой-третьей стимуляции с суммарным временем вибронагрузки от 3 до 9 минут. Найденные параметры могут быть приняты за характеристики оптимальной дозы вибротренинга в серии смежных тренировочных занятий. Минимально достаточной дозой вибронагрузки, которая вызывала достоверные положительные реакции организма, явилось комбинированное упражнение динамического характера, выполняемое непрерывно в течение 3 минут в темпе 1 движение за 1 секунду, включавшее стимуляцию наибольшего объема мышечной массы (упражнения для мышц рук и ног).

4. В ходе иммунологических исследований изучалось влияние вибрационной тренировки на состояние специфической и неспецифической резистентности организма спортсменов в предсоревновательном периоде подготовки (n=6). До проведения курса стимуляций у испытуемых был выявлен ряд отклонений от нормы со стороны иммунной системы, что расценивалось как снижение статуса адаптационных возможностей организма. После завершения программы вибротренинга у спортсменов отмечалась нормализация всех основных показателей иммунитета, в первую очередь, со стороны неспецифической резистентности организма. Так, под влиянием вибрации достоверно возросли (р<0,01) показатели функциональной активности нейтрофилов, особенно значения фагоцитарного показателя на 120 минуте (увеличение с 51,0±2,2 до 74,7±4,2). Достоверно возросла (р<0,05) комплементарная активность сыворотки крови по 50 % гемолизу бараньих эритроцитов (с 142,4±5,9 до 192,9±13,8 Ед/мл). Уровень С4 достоверно возрос (р<0,01) с 176,8±7,9 до 202,9±6,7 Ед/мл. При этом, отмечена тенденция к снижению показателей кислородного метаболизма фагоцитов. После вибротренинга достоверно снизились индекс активации метаболизма с 0,70±0,01 до 0,60±0,02 (р<0,05), коэффициент стимуляции с 3,5±0,2 до 2,6±0,2 (р<0,05). Постстимуляционные тесты зафиксировали стабилизацию показателей ЦИК за счет активации фагоцитоза. Анализ результатов исследований позволяет сделать вывод о том, что применение вибрационных упражнений, объединенных в цикл, состоящий из 6 тренировок с суммарным временем экспозиции 18 минут и временем экспозиции в отдельном занятии до 3-х минут, вызывает определенные позитивные изменения со стороны гуморального и клеточного звеньев иммунитета.

5. В рамках биохимических и гематологических исследований изучалось влияние дозированных вибрационных упражнений на эффективность восстановления на уровне обменных процессов у биатлонистов высокой квалификации в малых циклах подготовки (n=14). Анализ данных показал, что выполнение низкоинтенсивных интервальных виброупражнений вызывало ответные реакции организма, характерные для традиционных упражнений более высокой интенсивности (рисунок 4).

Поскольку между ЧСС и VO2max имеется прямая зависимость, можно констатировать, что при выполнении интервальных вибрационных упражнений потребление кислорода на 25-30 % было выше, чем в таких же по регламенту традиционных упражнениях. О степени сбалансированности энергообменных процессов в мышцах биатлонистов судили по активности фермента креатинфосфокиназы (КФК), которая в спортивной практике используется как критерий восстановления мышц. На протяжении двух микроциклов было определено, что спортсмены, выполнявшие вибрационные упражнения, ко второму тренировочному микроциклу восстановились лучше. Так, у мужчин, помимо основного тренинга, выполнявших виброупражнения, разброс абсолютных показателей активности фермента КФК составил 72-167 Е/л, а у мужчин, не выполнявших виброупражнения -165-176 Е/л. У женщин эти показатели составили соответственно 72-86 и 110-204 Е/л. Очевидно, вибрационные упражнения улучшают тканевый обмен за счет более эффективного использования имеющихся запасов кислорода.

Рис. 4. Динамика ЧСС у биатлонистов до и после выполнения интервальных упражнений с применением и без применения вибромиостимуляции

6. При исследовании биохимических показателей у спортсменов (n=6) на этапе предсоревновательной подготовки в условиях предельной велоэргометрической нагрузки было выявлено влияние вибротренинга на состояние процессов энергообеспечения и состав крови спортсменов. После вибротренировки обнаружено меньшее повышение лактата (до вибротренинга 11,6±0,58 ммоль/л, после вибротренинга - 7,30±0,56 ммоль/л, р<0,05) и триглицеридов (до вибротренинга 1,50±0,30 ммоль/л, после вибротренинга - 0,70±0,10 ммоль/л, р0,05). Активность КФК повысилась на 28,9 %. При этом без изменений оставались показатели мочевины и креатинина. Выявлено, что на фоне дозированной вибрации активация гликолиза снизилась на 215,0 %, а стимуляция жирового обмена - на 26,7 % (р0,05). Отмечена меньшая напряженность в покое и большая эффективность функционирования фосфатного звена энергопродукции во время нагрузки. Так после вибротренинга активность КФК в покое снизилась на 25,5 % (с 185,0±18,2 до 138,0±39,9 Е/л). Под нагрузкой до вибротренинга активность КФК возрастала на 25 % (с 185,0±18,2 до 232,0±23,2 Е/л), а после вибротренинга - на 54 % (с 138,0±39,9 до 213,0±48,7 Е/л).

После серии стимуляций в покое содержание креатинина возросло на 36,8 % (с 57,00±5,61 до 78,00±4,32 мкмоль/л). Под нагрузкой до вибротренинга содержание креатинина повышалось на 22,8 % (с 57,0±5,61 до 70,0±5,33 мкмоль/л), а после вибротренинга, напротив, уменьшилось на 2,6 % (с 78,00±4,32 до 76,00±7,84 мкмоль/л). Показатели максимальной физической работоспособности оставались на прежнем уровне, а на уровне анаэробного порога повысились на 16,6 % (с 900±60 до 1050±50 кГм/мин), что свидетельствует о повышении окислительных способностей работающих мышц и усилении аэробной ориентации энергообмена. После курса стимуляций отмечалось уменьшение числа лейкоцитов: в пробах до нагрузки на 28,5 % (с 10,2±1,6 до 7,3±0,4Ч109/л), в пробах после нагрузки - на 27,2 % (с 15,1±1,3 до 11,0±1,1Ч109/л, р0,05). В то же время было выявлено повышение числа тромбоцитов: в пробах до нагрузки на 85,5 % (с 214,8±16,9 до 397,0±19,7Ч109/л), в пробах после нагрузки - на 150 % (с 213,0±12,5 до 534,0±55,3Ч109/л). Кроме того, после вибротренинга достоверно (р0,05) возрос показатель среднего содержания гемоглобина в одном эритроците (на 12 % - с 34,2±1,2 до 38,6±0,7 пг). Уменьшение числа лейкоцитов в покое можно рассматривать как фактор повышения скорости их перераспределения, а меньшая степень увеличения их числа после нагрузки на фоне вибротренинга свидетельствует, возможно, о меньшей необходимости включения в кровоток депонированной крови. Повышение числа тромбоцитов после вибротренинга может быть связано с уменьшением плазменной части крови вследствие выхода под действием физической нагрузки части плазмы из кровеносного русла во внесосудистое пространство.

7. Исследование влияния вибрационной тренировки на процессы энергообеспечения и состав крови спортсменов в циклических (плавание) и сложнокоординационных (гимнастика спортивная) видах спорта (n=15) выполнялось с применением субмаксимального велоэргометрического теста со ступенчато повышающейся нагрузкой. Данные тестирования общей физической работоспособности спортсменов-пловцов до проведения курса СБА свидетельствовали о повышенном энергозапросе при низкой эффективности использования мобилизованных углеводных и жировых энергоресурсов (при выполнении нагрузки малой мощности отмечалось повышение уровня глюкозы в 1,5 раза и триглицеридов - в 2 раза). При этом отмечалась достаточно высокая активация гликолиза, т. к. уровень лактата имел значительный прирост в ответ на низкую величину выполненной нагрузки (9,0±0,6 ммоль/л у пловцов, 10,0±0,8 ммоль/л - у гимнастов). После серии вибрационных тренировок в тесте до нагрузки биохимические показатели имели меньшие значения, чем до серии вибротренинга: мочевины на 21,4 %, глюкозы - на 9,6 %, триглицеридов - на 16 % и креатинина - на 19,3 %. Это свидетельствовало об экономизации обменных процессов. После выполнения велоэргометрического теста у пловцов отмечался меньший прирост показателей углеводного, жирового и белково-азотистого обмена, что указывает на устойчивость к тестовой нагрузке. Об этом же свидетельствовало снижение на 23 % уровня активности фермента аспартатаминотрансферазы с 38,40±1,22 до 37,60±1,67 Е/л. Признаком экономичности процессов энергообмена явилось снижение уровня лактата после нагрузки на 20 % (9,0±0,6 и 7,2±0,4 ммоль/л, р<0,05). Такие же тенденции были выявлены в динамике биохимических показателей гимнастов. Очевидно, вибрационные упражнения активизировали использование имеющихся запасов кислорода и улучшали тканевое дыхание. Анализ гематологических показателей позволил сделать вывод о том, что после проведения серии вибростимуляционных занятий каких-либо значительных отклонений от нормы не произошло. Это свидетельствовало об отсутствии отрицательных воздействий дозированной вибрации на систему кроветворения. При этом у гимнастов отмечалось достоверное (р<0,05) снижение показателя числа лейкоцитов с 6,76±0,61 до 5,78±0,38 Ч109/л (24,5 %), что свидетельствовало об улучшении адаптации системы белой крови к выполнению физических нагрузок после проведения вибротренинга, в частности, к работе на выносливость. У пловцов эти показатели практически не изменились. Отмечалось также различное влияние стимуляции биологической активности на реологические свойства крови у пловцов и гимнастов. У представителей плавания после вибротренинга достоверно (р<0,05) снизилась вязкость крови (снижение гематокрита на 7,4 % с 44,72±0,88 до 41,40±0,71 %), что могло положительным образом влиять на работоспособность. Отмечалось также достоверное (р<0,05) снижение числа эритроцитов на 8,3 % (с 5,23±0,11 до 4,85±0,07 Ч1012/л) и уровня гемоглобина на 7,5 % (с 15,04±0,51 до 13,92±0,26 г/дл). Возможно, это было связано с увеличением жидкой (плазменной) части крови в результате адаптации системы красной крови к тренировочным нагрузкам. У гимнастов после проведения вибротренинга изменения реологических свойств крови отмечено не было.

8. Исследования гематологических показателей крови под влиянием вибрационной тренировки в зависимости от дозы вибровоздействий и характера тренировочных нагрузок (n=20) выполнялись поэтапно. На первом этапе изучались адаптационные изменения кислородтранспортной и дыхательной функций крови под влиянием традиционной и дозированной вибрационной тренировки в малых циклах (микроциклах) спортивной подготовки. В крови спортсменов определялись гемоглобин (HGB), гематокрит (HCT), количество эритроцитов (RBC), средний объем эритроцитов (МCV), среднее содержание гемоглобина в эритроците (МСН), средняя концентрация гемоглобина в эритроците (МСНС). Сравнительный анализ данных показал, что динамика гематологических показателей носила фазовый характер, связанный с особенностями реакций организма спортсменов на применение двух типов нагрузки. По нашему мнению первая фаза, связанная с возрастанием уровня гематологических показателей, отражала приспособление в течение трех занятий (длительностью от 3 до 9 минут) к ранее неизвестному, а потому мощному фактору - вибрации. Это подтверждалось фактом противоположной реакции организма тренированных спортсменов на традиционную нагрузку эквивалентного объема. Максимальный размах в разнице ответных реакций (по абсолютным показателям) наблюдался на третьем занятии, а на четвертом - пятом занятии наблюдалось своеобразное "сужение" - размах в разнице между абсолютными показателями был либо минимален, как в случае среднего содержания гемоглобина в эритроците (рисунок 5), либо эти показатели полностью совпадали.

Рис. 5. Динамика среднегрупповых показателей среднего содержания

гемоглобина в эритроците (МСН) в серии смежных тренировочных занятий

по программам вибротренинга и традиционной тренировки

Точка пересечения линий указывала на окончание первой фазы приспособительных реакций. Здесь же мы находим ответ на вопрос об определении оптимальной дозы вибронагрузки (ОДВ) в серии смежных тренировочных занятий. На временной оси эта доза маркировалась точкой совпадения абсолютных значений гематологических показателей при применении традиционной и вибрационной тренировок. Далее, начиная с 5-го занятия, наступала вторая фаза приспособительных изменений, которая продолжалась вплоть до 8-го занятия. На втором этапе сочетанная вибрационная нагрузка вызывала более глубокие изменения в гематологических показателях. Достигнутый после первой фазы положительный эффект практически нивелировался к восьмой тренировке. Это может быть объяснено кумулятивными (суммарными) изменениями, которые разворачивались на протяжении микроцикла. То есть, применение тренировочных серий, состоящих из более чем трех стимуляционных занятий, приводило к снижению кислородтранспортной и дыхательной функций крови.

Для определения ведущего фактора изменений, происходящих в организме (дозы вибрационной нагрузки либо количества тренировочных занятий), сравнивались гематологические показатели в процессе выполнения четырехразовой серии стимуляций при увеличенном времени вибровоздействий с полученными ранее данными в восьмиразовой тренировочной серии (таблица 2). В серии смежных занятий при применении начальных доз вибрации на первых тренировках продолжительностью свыше 9 минут наблюдалась отрицательная динамика гематологических показателей, что, очевидно, явилось реакцией организма на чрезмерную нагрузку.

Таблица 2

Среднегрупповые показатели гематологических параметров в четырехразовой серии ДВТ (±), (n = 10)

9. Исследование адаптационных изменений лейкоцитарного и тромбоцитарного звена системы кроветворения по среднегрупповым (n=10) данным содержания тромбоцитов, лейкоцитов и их субпопуляций в периферической крови до и после традиционных и вибрационных тренировочных занятий выявило наличие характерных фаз в динамике гематологических показателей. Первая фаза протекала на протяжении трех тренировочных занятий. К третьей тренировке содержание лейкоцитов увеличилось на 28,8 % и достигло достоверно максимального уровня (7,6±0,5Ч109/л), а к четвертому занятию наблюдался их спад на 13,6 % (5,1±0,5Ч109/л). Дальнейшие стимуляции от занятия к занятию вызывали плавное повышение значения показателя, который после завершающей восьмой стимуляции по абсолютной величине (6,6±0,6Ч109/л) превышал исходное значение на 11,8 % (5,9±0,4Ч109/л), но все же не достигал максимального уровня, наблюдавшегося на третьем занятии. Традиционная тренировка от 1 до 3-го занятия вызывала прямо противоположные реакции. К третьему тренировочному занятию расхождение значений показателей имело максимальный размах: 5,7±0,2Ч109/л в традиционной серии и 7,6±0,5Ч109/л - в серии ДВТ. Однако к четвертому занятию разница в показателях практически нивелировалась: 5,8±0,4Ч109/л - в традиционной серии и 5,1±0,5Ч109/л - в стимуляционной серии. Динамика количества лимфоцитов и нейтрофилов имела различия. Процентное содержание лимфоцитов к третьей тренировке падало на 4,4 %, а к пятой тренировке возрастало на 20,5 %. Процентное содержание нейтрофилов, наоборот, к третьей тренировке возрастало на 0,9 %, а к пятой уменьшалось на 24,3 %. Начиная с пятой тренировки, при возросших объемах физической нагрузки, наступала вторая фаза адаптационных процессов. Под действием виброупражнений показатели плавно возрастали к концу серии. Традиционные упражнения вызывали их резкий подъем, а затем такое же резкое падение до уровня более низкого, чем значения показателей при вибротренинге. Динамика количества тромбоцитов также имела две фазы: увеличение на 4 % ко второму занятию и уменьшение на 27,1 % - к шестому занятию, после чего показатели приходили к исходному значению (недостоверное снижение значений относительно исходного уровня на 13,5 %). Увеличение продолжительности вибрационных упражнений свыше 9 минут за тренировку сопровождалось снижением содержания лейкоцитов во второй части тренировочной серии, что свидетельствовало об адаптации системы белой крови к предлагаемой сочетанной нагрузке. Однако этот тезис нуждался в подтверждении, поскольку подобная динамика могла быть следствием кумулятивного эффекта большого количества стимуляционных занятий. Для ответа на этот вопрос было решено изучить ответные реакции организма на применение вибровоздействий увеличенного объема (до 15 минут) в серии, состоящей из 4-х тренировок, и сравнить полученные данные с показателями 5, 6, 7 и 8-го занятий в восьмиразовой серии ДВТ. Полученные данные (таблица 3) позволили сделать вывод о том, что ведущую роль в реакциях различных ростков кроветворения на сочетанное действие физического упражнения и вибрации играет доза вибронагрузки.

Таблица 3

Динамика количества лейкоцитов после тренировочных занятий

в восьмиразовой и четырехразовой сериях ДВТ (±), (n=10)

10. Изучение гематологических показателей в ответ на однократное применение серий повторных вибрационных упражнений до полного утомления с интервалами отдыха 3-5 минут и 20 секунд (n=10) показало, что после вибрационных упражнений с жесткими интервалами отдыха (20 секунд) сдвиг показателей красной и белой крови был достоверно выше, чем при выполнении упражнений с интервалами отдыха до полного восстановления (3-5 минут), что, очевидно, было обусловлено педагогическими факторами физического упражнения.

11. Результаты исследования динамики гематологических показателей при однократном применении вибрационных и традиционных упражнений позволили заключить, что наиболее выраженные различия в изменении показателей красной крови отмечались в упражнениях, выполняемых до полного утомления в восьми подходах с интервалами отдыха 3-5 минут (n=10). Вероятно, это было связано с большей суммарной вибронагрузкой в этом тренировочном протоколе по сравнению с тренировкой, предполагающей укороченные интервалы отдыха (14,6 и 5,2 минут). Так, увеличение количества эритроцитов после традиционных упражнений составляло 2,83 %, а после ДВТ - 1,01 %. Аналогичная взаимосвязь обнаружилась и в динамике содержания гемоглобина (увеличение на 1,40 % после ДВТ и на 2,80 % - после традиционных упражнений). Среднее содержание гемоглобина в одном эритроците (МСНС) после виброупражнений возрастало на 0,59 %, а при выполнении аналогичной физической нагрузки без вибровоздействия снижалось на 0,29 %.