Биологическое обоснование дозированной вибрационной тренировки спортсменов

12. При сравнении показателей красной крови в серии традиционных и вибрационных упражнений с нагрузкой 40 секунд и интервалами отдыха 20 секунд (n=10) различий в изменении содержания количества эритроцитов отмечено не было (увеличение на 4,8 % в обоих случаях). Изменение содержания гемоглобина при работе без вибрации незначительно превышало аналогичные сдвиги при ДВТ (4,2 и 3,5 % соответственно). Изменение среднего содержания гемоглобина в одном эритроците при выполнении этих серий практически не имело различий (снижение на 0,9 % после ДВТ и на 1,2 % после традиционных упражнений).

Во всех тренировочных сериях было отмечено возрастание гематокрита. Это свидетельствовало об увеличении кислородтранспортных возможностей крови. Однако, известно, что наряду с положительным влиянием на гемодинамику, при физических нагрузках возрастание гематокрита приводит к повышению вязкости крови, затрудняя тем самым кровоток и ускоряя время свертывания крови. Повышение сопротивляемости кровотоку и последующее напряжение других подсистем кровообращения приводит к активации сердечной деятельности. При выполнении упражнений до полного утомления в восьми подходах с интервалами отдыха 3-5 минут в серии ДВТ отмечалось меньшее возрастание гематокрита (0,71 %) по сравнению с равноценной серией без вибрационного воздействия (2,85 %). Повышение вязкости крови при выполнении тренировочных заданий с вибрационным воздействием происходило в меньшей степени, не сказываясь на снижении реологических свойств крови. При выполнении тренировочного протокола с жесткими интервалами отдыха (20 секунд) в серии ДВТ прирост гематокрита составил 5,1 %, а в традиционной серии - 5,8 %. Реакция лейкоцитарного звена периферической крови на выполнение упражнений до полного утомления в восьми подходах с интервалами отдыха

3-5 минут проявлялась в меньшем увеличении процентного содержания лимфоцитов (на 1,86 %) по сравнению с аналогичной работой без вибрации (на 5,5 %). В серии виброупражнений с интервалами отдыха 20 секунд аналогичных различий выявлено не было. Таким образом, сравнение гематологических параметров крови при вибротренинге и традиционной тренировке свидетельствовало о том, что для вибрационной тренировки характерны меньшие сдвиги показателей кислородтранспортной и дыхательной функций крови. Это, вероятно, связано с улучшением процессов тканевого дыхания: вибрация облегчает доставку кислорода к органам и тканям, что проявляется меньшей реактивностью системы красной крови. Дозированная вибрационная тренировка сопровождалась меньшим приростом уровня гематокрита по сравнению с нагрузкой без вибровоздействия. Количественные сдвиги гематологических показателей находились во взаимосвязи со временем вибрационного воздействия (экспозицией), что подтверждалось различиями в динамике этих показателей в серии ДВТ при работе до полного утомления (интервал отдыха 3-5 минут) и в серии виброупражнений с укороченными интервалами отдыха. По мере увеличения интенсивности нагрузки в физическом упражнении удельный вклад вибрации в изменение функционального состояния организма уменьшался. Приспособительные реакции системы крови во времени имели выраженный фазовый характер. Разные ростки кроветворения по-разному реагировали на вибрацию, но цикличность изменений сохранялась. Достоверные положительные сдвиги гематологических показателей наблюдались при длительности динамических упражнений равной

3 минутам. Это время может быть принято за минимально достаточную дозу в комбинированном (с последовательным потенцированием мышц рук и ног) динамическом вибрационном упражнении. В серии смежных занятий положительная динамика гематологических показателей наблюдалась на первых четырех тренировках с постепенно увеличивающимся объемом вибронагрузки от 3 до 9 минут. Увеличение количества стимуляционных тренировочных занятий свыше четырех при применении доз вибрации свыше 9 минут приводило к отрицательной динамике гематологических показателей. Таким образом, оптимальной дозой вибронагрузки на уровне малых циклов тренировки можно считать четыре смежных стимуляционных занятия с возрастающим объемом вибронагрузки от 3 до 9 минут.

13. В ходе сравнительного исследования вибрационных и традиционных упражнений (n=20) эквивалентной регламентации оценивалась их интенсивность по динамике ЧСС и по динамике биохимических показателей. Было обнаружено, что тренировочная нагрузка в серии с применением вибрации при равных условиях регламентации с традиционными упражнениями вызывала ответные реакции организма, характерные для более интенсивной нагрузки. То есть одинаковые по педагогическим характеристикам (по объему и интенсивности) традиционные и вибрационные упражнения вызывают физиологические эффекты, присущие упражнениям, выполняемым в разных зонах мощности. В ходе выполнения повторных вибрационных упражнений с интервалами отдыха до полного восстановления потребление кислорода на 25-35 % выше, чем в таких же по регламенту традиционных упражнениях

Анализ биохимических показателей выявил наличие характерных особенностей, к которым следует отнести, во-первых, интенсивность ответных реакций на традиционные и вибрационные упражнения в первом тренировочном занятии (один подход с продолжительностью упражнения до 3 минут). После выполнения традиционного упражнения уровень лактата составлял 4,7±1,2 ммоль/л, а после вибрационного упражнения - 8,0±0,7 ммоль/л, что на 70,2 % выше (рисунок 6). Однако уже после второго тренировочного занятия (2 подхода с суммарной нагрузкой до 6 минут) характер ответных реакций организма изменился. После традиционных упражнений уровень лактата достигал 15,2±5,8 ммоль/л, а после вибрационных - 10,2±0,6 ммоль/л. Разница составляла 5 ммоль/л (32,9 %). Далее эта тенденция сохранялась при полном совпадении динамики уровней лактата от занятия к занятию. На третьем занятии содержание лактата уменьшилось на 5,9; на четвертом - 4,1; на пятом - 4,0; на шестом - 3,5; на седьмом - 5,4 и на восьмом - 6,5 ммоль/л. Итак, при выполнении традиционных упражнений стандартной регламентации уровень лактата достоверно превышал уровень этого показателя после выполнения вибрационных упражнений. Динамика изучаемых показателей свидетельствовала о наличии хорошо различимых адаптационных фаз. На первой фазе, при малых объемах физической нагрузки (до 3-х минут), реакция организма обуславливается вибровоздействиями.

Рис. 6. Динамика уровня лактата в серии смежных тренировочных занятий с применением и без применения дозированной вибрации

Вторая фаза адаптационных изменений заканчивалась после четвертого стимуляционного занятия, а окончательная адаптация к работе достигалась после выполнения восьми тренировочных занятий (вторая фаза).

Для уточнения полученного метаболического ответа до и после выполнения каждой серии традиционных и вибрационных упражнений определялся уровень глюкозы, триглицеридов, мочевины, активность ферментов креатинфосфокиназы (рисунок 7) (КФК) и аспартатаминотрансферазы (АСТ).

Рис. 7. Динамика активности креатинфосфокиназы (КФК) в серии смежных тренировочных занятий с применением и без применения вибрационных упражнений

Наличие ответных реакций, связанных с особенностями динамики ферментов КФК и АСТ, указывало на то, что в течение пяти занятий с длительностью от 3 до 11 минут происходило приспособление к вибрационной нагрузке. Это подтверждалось фактом противоположной реакции организма тренированных спортсменов на традиционную нагрузку того же объема аналогичной регламентации.

14. При изучении динамики лактата в серии занятий с повышенным объемом вибронагрузки (рисунок 8) было выявлено, что первые четыре тренировки восьмиразововой серии при меньшем объеме физической нагрузки вызывали большую активацию гликолиза, что сопровождалось большим накоплением лактата в крови.

Рис. 8. Динамика содержания лактата в восьмиразовой и четырехразовой серии ДВТ

При сопоставлении остальных изучаемых показателей четырехразовой серии с графиками восьмиразовой серии с первого по четвертое занятие и с пятого по восьмое занятие обнаружилась их идентичность по динамике изменений и абсолютным величинам. Это указывает на то, что суммарный эффект вибрационных упражнений в серии тренировочных занятий зависит не от объема нагрузки, а от количества занятий.

15. Результаты исследования биохимических показателей при однократном применении повторных вибрационных упражнений с интервалами отдыха 3-5 минут (первая серия) и 20 секунд (вторая серия) (n=10) показали, что во второй серии уровень лактата составил 8,2±0,7 ммоль/л, что на 43,8 % превысило уровень лактата в первой серии (5,7±0,9 ммоль/л, р<0,05). Активность АСТ во второй серии упражнений оказалась на 30 % выше таковой в первой серии (37,2±2,1 и 28,6±2,1 Е/л, р<0,05), а превышение уровня мочевины составило 18 % (4,5±0,2 и 3,8±0,2 ммоль/л, р<0,05).

16. Анализ данных, полученных в процессе однократного выполнения повторных традиционных и вибрационных упражнений одинаковой регламентации с продолжительностью пауз отдыха до полного восстановления (3-5 минут) (n=10), выявил, что после выполнения традиционных упражнений уровень лактата был на 12,8 % выше (5,5±0,1 ммоль/л) (р<0,05), чем после серии вибротренинга (4,8±0,5 ммоль/л), что согласуется с результатами ранее проведенных исследований.

17. В ходе биохимических исследований при выполнения двух серий повторного строго регламентированного упражнения с применением и без применения вибрации при продолжительности нагрузки 40 секунд и продолжительности пауз отдыха 20 секунд (n=10) были получены данные (таблица 4), которые свидетельствовали о том, что выполнение интервальной нагрузки в обеих сериях сопровождалось расходом субстратов белкового, жирового и углеводного обмена при повышении активности мышечных ферментов.

Таблица 4

Биохимические показатели при выполнении однократной тренировочной серии (8 упражнений регионального характера) с применением вибрации (1) и без вибрационного воздействия (2) при продолжительности нагрузки 40 секунд и интервалах отдыха 20 секунд (n=10)

Оба варианта упражнений оказывали равное тренирующее воздействие на организм. Результаты исследования подтверждают выдвинутое нами предположение: чем интенсивнее сочетанная физическая нагрузка, тем меньше вклад вибрации в вызываемые этой нагрузкой адаптационные сдвиги.

18. Дальнейшие исследования были предприняты для сравнения изменений при выполнении упражнений регионального характера до полного утомления с применением и без применения вибрации при интервалах отдыха между подходами 3-5 минут (n=8). В серии традиционных упражнений уровень всех изучаемых биохимических показателей оставался практически без изменений. Концентрация лактата при этом повышалась до 9,6±0,2 ммоль/л. Выполнение упражнений с применением ДВТ приводило к снижению уровня мочевины на 24,3 % (с 4,28±0,10 до 3,24±0,11 ммоль/л, р<0,05), глюкозы - на 16,5 % (с 5,46±0,14 до 4,56±0,14 ммоль/л, р<0,05), триглицеридов - на 22,3 % (с 0,99±0,02 до 0,77±0,02 ммоль/л, р<0,05), активности фермента КФК - на 16,3 % (с 376,50±9,52 до 315,00±10,49 Е/л, р<0,05). Уровень лактата повышался до 8,1 ммоль/л. Это явилось свидетельством того, что применение ДВТ способствовало вовлечению в энергообеспечение мышечной деятельности спортсменов всех механизмов энергообразования. Более низкое (на 15,7 %) содержание лактата в крови при вибротренинге по сравнению с традиционными упражнениями свидетельствовало о том, что вибрация создает благоприятные условия для функционирования мышц.

19. Следующий этап исследований был связан с изучением динамики биохимических показателей в ходе выполнения строго регламентированных традиционных и вибрационных упражнений при продолжительности нагрузки 30 секунд и паузах отдыха 20 секунд (n=6). Полученные данные свидетельствовали о том, что эта серия упражнений, как с применением, так и без применения вибрации, не вызвала достоверных сдвигов изучаемых показателей. Повышение уровня лактата до 10,6±0,2 и 11,0±0,2 ммоль/л являлось с точки зрения энергообеспечения мышечной деятельности равнозначным для обеих тренировок. Это говорит о нерациональности применения ДВТ предложенного регламента в тренировке спортсменов.

В целом по результатам биохимических следований можно заключить, что вибрационные упражнения при равных условиях регламентации с традиционными упражнениями, вызывали ответные реакции организма, характерные для нагрузки большей интенсивности. Небольшие дозы вибрационных упражнений (3-5 минут), выполняемые в один и два подхода с суммарным количеством движений от 160 до 300 за тренировку (при общем времени, затраченном на тренировку не более 5-8 минут), оказывали такое же влияние на функциональное состояние нервно-мышечного аппарата, как и традиционные упражнения, выполняемые в 6 подходов с суммарным количеством движений до 800 за тренировку (при общем времени, затраченном на тренировку до 30 минут). То есть, дозированные вибрационные упражнения оказывали большее воздействие на нервно-мышечный аппарат спортсменов, чем традиционные упражнения аналогичной регламентации. Вибрация препятствовала накоплению лактата в крови. После повторных вибрационных упражнений уровень лактата был на треть ниже, чем после традиционных упражнений. Это, вероятно, связано с усилением окислительно-восстановительных процессов благодаря улучшению доставки кислорода к мышцам под действием вибрации. В серии смежных занятий динамика биохимических показателей имела фазовый характер. Положительная динамика наблюдалась в течение четырех тренировок, выполняемых ежедневно. При различных начальных объемах вибронагрузки адаптационные перестройки разворачивались в период с первого по четвертое стимуляционное занятие. Таким образом, оптимально достаточная доза вибронагрузки в серии смежных вибростимуляционных тренировок составляет четыре занятия с суммарным временем экспозиции по занятиям 3, 5, 7, 9 минут. Начальная фаза (первое тренировочное занятие) связана с реакцией на небольшие с точки зрения характеристик физического упражнения нагрузки продолжительностью до 3 минут (количество циклов движений 150-180). Минимально достаточная доза вибровоздействий, вызывающая достоверные изменения биохимических показателей, характеризуется следующими составляющими: продолжительность воздействия (экспозиция) - 3 минуты, количество движений - до 180 при темпе 1 цикл движения за 1 секунду при включении в работу наибольшего количества мышечных групп. Эффективность применения дозированного вибротренинга, оцениваемая по уровню накопления лактата в крови, измеряемого после выполнения нагрузки, зависит от первоначально задаваемого объема работы в тренировочном занятии и от количества таких занятий.

20. Выполнены исследования динамики гормонального статуса спортсменов-волонтеров в серии смежных вибростимуляционных занятий и в серии традиционных тренировок (n=8). Анализ полученных данных дал возможность сделать вывод о том, что динамика гормонального статуса по показателям уровня содержания тестостерона, кортизола, тироксина, трийодтиронина и пролактина в серии вибростимуляционных занятий противоположна динамике гормонального статуса в условиях традиционных тренировочных нагрузок с применением анаболического стероида ретаболила. Под воздействием дозированной вибрационной тренировки на 3-й день уровень тестостерона достоверно снизился (27,94±1,89 нмоль/л), не выходя за пределы физиологической нормы (рисунок 9). Далее происходило постепенное возрастание его уровня: в третьем тестировании было зафиксировано среднее значение показателя 39,53±1,55 нмоль/л, а в четвертом тестировании, выполненном через сутки после окончания тренировочной серии, - 42,06±2,60 нмоль/л.

Рис. 9. Динамика содержания тестостерона в венозной крови спортсменов при вибротренинге и в серии традиционных тренировочных занятий

По отношению к исходной величине уровень тестостерона возрос на 9,7 %, что оказалось гораздо выше границы физиологической нормы. Через одну неделю отмечалось снижение уровня гормона до нормальных физиологических величин - 33,76±2,23 нмоль/л. При этом общее время, затраченное на выполнение тренировочной программы ДВТ, составляет не более 15 % от времени, затраченного на традиционные тренировочные занятия. Через одну неделю после традиционных тренировочных занятий содержание тестостерона снизилось относительно исходного значения на 10,0 %, а в сравнении с уровнем гормона после применения вибротренинга - на 13,7 %. В традиционных тренировочных занятиях с применением анаболических стероидов явно выраженных изменений не произошло. К концу серии тренировок, т. е. после 4-го тестирования концентрация тестостерона увеличилась на 8,7 % в сравнении с исходной величиной, однако его содержание на 11,5 % было ниже, чем уровень гормона в этот же период после дозированных вибрационных упражнений. Динамика уровня содержания тестостерона в венозной крови испытуемых указывала на то, что адаптация к вибрационной нагрузке имеет фазовый характер: первая фаза адаптации завершается к четвертому стимуляционному занятию.

Анализ динамики содержания кортизола в процессе дозированных вибрационных тренировок показал, что его уровень резко (на 39,5 %) снизился после первых двух тренировок и составил во 2-ом тестировании 331,75±33,51 нмоль/л (рисунок 10). В процессе последующих тренировок его концентрация постепенно выравнивалась и по результатам 3-го тестирования составила 446,75±38,80 нмоль/л, а по результатам четвертого тестирования - 414,25±54,19 нмоль/л. В отсроченном периоде произошло повышение уровня гормона практически до исходного уровня (530,25±41,49 нмоль/л).

Рис. 10. Динамика содержания кортизола в венозной крови спортсменов при вибротренинге и в серии традиционных тренировочных занятий

Динамика содержания кортизола в серии традиционных занятий с применением ретаболила имела противоположенный характер. Так, было выявлено значительное достоверное повышение уровня гормона, составившее после первых двух тренировок 656,75±46,34 нмоль/л (2-е тестирование), а после четырех тренировок - 590,88±24,71 нмоль/л (3-е тестирование). Четвертое тестирование, проведенное через сутки после окончания тренировочной серии, показало, что содержание гормона снизилось на 14,5 % относительно исходного уровня, а в отсроченный период уровень кортизола был выше исходного на 9,85 % и превышал концентрацию уровня гормона после ДВТ в 1,1 раза - на 14,4 %. Учитывая то обстоятельство, что тестостерон и кортизол конкурируют в системе анаболических и катаболических реакций, очевидно, следует считать снижение уровня кортизола при ДВТ благоприятным фактом, позволяющим избежать конкуренции процессов, что в итоге приводит к более быстрой адаптации организма к стимуляционным вибронагрузкам.

Значение показателей содержания пролактина в сыворотке венозной крови спортсменов в серии вибротренинга устойчиво и достоверно возрастало - на 13,2 %, 39,3 % и 45,4 % (рисунок 11). В серии традиционных тренировочных занятий во втором и третьем тестировании отмечалось незначительное повышение пролактина, а после серии тренировочных занятий произошло снижение концентрации гормона. В отсроченный период, через 1 неделю после окончания серии вибростимуляционных занятий, содержание пролактина повысилось на 70,4 % относительно исходного уровня, содержание трийодтиронина - на 43,1 %, содержание тироксина - на 34,5 %. В то же время после серии традиционных силовых тренировочных занятий с применением ретаболила содержание пролактина относительно исходного уровня снизилось на 68 %, содержание трийодтиронина - на 26,9 %, содержание тироксина - на 8,6 %.

Рис. 13. Динамика содержания пролактина в венозной крови спортсменов при вибротренинге и в серии традиционных тренировочных занятий с

Проведенные сравнительные исследования динамики гормонального статуса организма спортсменов-волонтеров в серии смежных занятий с применением двух методов - дозированной вибрационной тренировки (ДВТ) и традиционных тренировочных занятий с дополнительным использованием анаболического стероида, свидетельствуют об актуальности использования вибротренинга в качестве альтернативы допинговым средствам.

21. Следующее исследование было посвящено изучению гормональных изменений по уровню содержания тестостерона, кортизола и соматотропина при максимальной вибрационной нагрузке в серии тренировочных занятий у лиц разных возрастных групп, занимающихся физической культурой и спортом в сравнении с традиционными упражнениями эквивалентного объема и интенсивности (n=24). В результате исследования выяснено, что выполнение двухнедельной тренировочной программы с применением традиционных интервальных упражнений вызывало недостоверное снижение уровня тестостерона и кортизола и такое же недостоверное увеличение содержания соматотропного гормона. При выполнении шести тренировочных вибростимуляционных занятий с применением интервальных упражнений до полного утомления в группах испытуемых разных возрастных категорий (двадцати и пятидесяти лет) была выявлена тенденция к достоверному уменьшению содержания тестостерона с одновременным достоверным возрастанием содержания соматотропного гормона. Вызываемые вибротренингом изменения этих показателей превышали изменения от эквивалентной традиционной тренировки. Под воздействием вибрационных упражнений содержание соматотропина в крови испытуемых возрастало в большей степени, чем при использовании традиционных тренировочных методов. У спортсменов - юниоров (19,5±3,4 лет, n=8) после шести тренировок это увеличение было в 2,3 раза, а у испытуемых старшего возраста (50,5±3,4 лет, n=7) в 28,3 раза больше, чем в контрольной группе. Под воздействием интервальных вибрационных упражнений до полного утомления на протяжении 14 дней у лиц старшего возраста происходило большее увеличение содержания гормона роста (+991,6 %) по сравнению с юными спортсменами (+79,4 %). После выполнения шести тренировочных занятий у испытуемых старшего возраста этот показатель в 28 раз превысил показатель, зарегистрированный в группе юных спортсменов. В группе испытуемых старшего возраста вибрационные упражнения вызывали наибольшее достоверное (p<0,05) уменьшение содержания тестостерона (на 20,6 %) и наибольшее достоверное (p<0,05) возрастание соматотропного гормона после трех тренировочных занятий. В группе испытуемых-юниоров наибольшее достоверное уменьшение содержания тестостерона (на 25,9 %) и наибольшее достоверное возрастание соматотропного гормона (на 79,4 %) происходило после шести вибростимуляционных занятий. Наибольшее достоверное (р<0,05) увеличение эритропоэтина относительно исходных показателей наблюдалось после трех тренировочных занятий: у испытуемых старшего возраста - на 45,8 %, а у спортсменов-юниоров - на 29,7 %. Наибольшее достоверное (р<0,05) увеличение миоглобина происходило после шести стимуляций: у испытуемых старшего возраста - на 26,5 %, а у спортсменов-юниоров - на 16,0 %. Очевидно, мужчинам старшего возраста (50,5±3,4 лет) для достижения наибольшего тренировочного эффекта было достаточно трех вибрационных занятий с суммарным временем вибровоздействий 24 минуты. Юношам (19,5±3,4 лет) для достижения наибольшего тренировочного эффекта необходимо было выполнять тренировочные серии, состоящие из шести вибростимуляционных занятий с суммарным временем вибронагрузки 48 минут. При этом эквивалентная традиционная тренировка не привела к достоверному изменению изучаемых показателей.

22. В результате исследования центральной гемодинамики у представителей циклических и сложнокоординационных видов спорта при вибротренинге (n=15) были получены следующие данные. При выполнении велоэргометрического ступенчатого теста в группе пловцов (n=10) после серии вибротренинга систолическое артериальное давление снизилось на 12,9 %, диастолическое - на 15,7 %. В группе гимнастов (n=5) систолическое давление после серии вибротренинга снизилось на 6,3 %, диастолическое - на 14,6 %. У пловцов по окончании серии вибротренинга показатели ЧСС после тестирования снизились на 8,4 % (с 121,44±4,56 до 111,09±5,19 уд/мин, р0,05), что указывало на экономизацию работы сердца. Показатели ударного объема (УО) в спокойном состоянии (до тестирования) в обеих группах достоверно (р0,05) возросли: у пловцов на 15 %, а у гимнастов - на 41 %. Показатель УО у пловцов после тестирования возрос на 46,5 % (с 75,78±9,73 до 109,91±15,31 мл). Полученные данные свидетельствуют об улучшении насосной функции сердца у представителей циклических видов спорта. Показатели минутного объема крови (МОК) в спокойном состоянии до тестирования в обеих группах возросли: у гимнастов на 42,2 % (с 4,33±0,51 до 6,16±0,63 л/мин, р0,05), у пловцов - на 17,2 % (с 4,60±0,52 до 5,39±0,35 л/мин). После вибротренинга значение этого показателя у пловцов возросло на 33 % по сравнению с исходным значением (с 9,20±0,69 до 12,09±0,28 л/мин). У гимнастов, наоборот, было зафиксировано некоторое снижение МОК. На основании полученных данных можно заключить, что под воздействием вибрационной тренировки количество крови, проходящее за одну минуту через поперечное сечение сосудов большого или малого круга кровообращения, возрастало. Увеличение минутного объема крови после нагрузки происходило в равной степени за счет повышения ЧСС и УО, т. е. за счет инотропного и хронотропного механизмов.

23. Анализ данных сравнительного исследования регионарной гемодинамики при выполнении традиционных и вибрационных упражнений (n=8) позволяет сделать вывод о том, что физическая нагрузка без применения вибрации не вызывала выраженных изменений периферического кровообращения. В то же время были выявлены характерные изменения после выполнения вибрационных упражнений. Показатели артериального кровотока (РИ) достоверно возрастали от первого (0,014±0,007 Ом) до третьего подхода (0,037±0,001 Ом), затем постепенно снижались до восьмого подхода (0,017±0,001 Ом), однако оставались достоверно выше (р<0,05) исходных показателей (0,011±0,003 Ом). Динамика РИ под действием вибрации свидетельствовала о рациональном перераспределении артериального кровотока.

Динамика эластичности артерий в серии упражнений с применением вибрации имела схожий характер (рисунок 14).

Рис. 14. Динамика эластичности артерий (ИЭ) в серии вибрационных и традиционных упражнений

Так показатель ИЭ достоверно (р<0,05) возрастал от первого (0,440±0,109 отн. ед.) до четвертого подхода (0,520±0,040 отн. ед.), после чего стабилизировался на достигнутом уровне вплоть до последней серии упражнений, после которой значение ИЭ увеличилось до (0,540±0,042 отн. ед.), что достоверно превышало исходный уровень (0,430±0,002 отн. ед.). Таким образом, при выполнении традиционного упражнения отмечался спазм артериальных сосудов, а при вибротренинге эластичность сосудов по сравнению с исходным уровнем достоверно улучшилась (р<0,05).

Динамика индекса периферического сопротивления при выполнении традиционных и вибрационных упражнений имела существенные различия. В процессе вибротренинга происходило постоянное и равномерное снижение ИПС от 0,270±0,001 отн. ед. в начале серии до 0,130±0,091 отн. ед. в конце тренировки (р<0,05). Следует отметить, что посттренировочное значение ИПС в серии с применением вибрации по абсолютной величине было в три раза ниже такого же значения в традиционных упражнениях.

На рисунке 15 представлены графики динамики венозного оттока (ВО) в серии упражнений с применением и без применения вибрации. Кривая показателей венозного оттока при выполнении традиционных физических упражнений носила волнообразный характер с плавным снижением от первого (0,440±0,124) до четвертого подхода (0,310±0,097 отн. ед.), плавным возрастанием до максимума в шестом подходе (0,470±0,098 отн. ед.) и последующем снижении вплоть до окончания серии (0,350±0,095 отн. ед.) с приближением к исходным показателям (0,420±0,129 отн. ед.).

Рис. 15. Динамика венозного оттока (ВО) в серии вибрационных и традиционных упражнений

Очевидно, что традиционные упражнения, выполненные по предложенной схеме, вызвали незначительные изменения в венозном оттоке. Под воздействием вибрационных упражнений изменения в показателях венозного оттока совпадали по своей динамике с показателями традиционных упражнениях, однако, были гораздо глубже по абсолютным значениям. На графике видно, что кривая показателей венозного оттока носит волнообразный характер. От подхода к подходу происходило постоянное снижение ВО от 0,420±0,015 отн. ед. в начале серии до 0,210±0,020 отн. ед. - в конце тренировки (р<0,05). Следует отметить, что посттренировочное значение ВО в серии с применением вибрации по абсолютной величине было гораздо ниже такого же значения в упражнениях без применения вибрации. Таким образом, под воздействием дозированных вибрационных упражнений достоверно улучшился венозный отток по сравнению с исходным уровнем (р<0,05). Показатели ВО в серии СБА также были достоверно ниже показателей, зафиксированных при выполнении упражнений без воздействия вибрации.

Таким образом, под воздействием дозированных вибрационных упражнений улучшились условия микроциркуляции. Это проявилось в достоверном снижении тонуса артериол по сравнению с исходным уровнем в серии СБА и достоверно более низком тонусе артериол при применении упражнений СБА по сравнению с показателями ИПС в традиционных упражнениях. В целом, основываясь на результатах исследования, можно утверждать, что позитивные изменения в состоянии регионарной гемодинамики были связаны именно с применением дозированных вибрационных упражнений. Вибротренинг вызывает перестройку периферического звена кровообращения, в частности, вырабатываются специфические сосудистые реакции, характеризующиеся снижением артериального кровотока и тонуса сосудов, что создает условия для облегченного и ускоренного оттока крови в периферические вены.

24. В ходе исследования мозговой гемодинамики при вибротренинге у представителей циклических и сложнокоординационных видов спорта (n=15) в обеих тестируемых группах наблюдались достоверные изменения показателя величины периферического сопротивления артериальных и артериолярных сосудов (В/А, %). Средний показатель В/А в правом полушарии у пловцов снизился на 40,4 % (с 50,72±4,82 до 30,27±6,61 %, р<0,05), а в левом полушарии - на 7,6 % (с 53,32±2,01 до 49,27±2,11 %, р>0,05). В группе гимнастов средний показатель В/А в правом полушарии снизился на 26,3 % (с 42,15±5,05 до 35,32±10,63 %, р>0,05), а в левом остался на прежнем уровне. Эти данные свидетельствовали о том, что под воздействием виброупражнений тонус артериальных сосудов в правом полушарии мозга снижался до уровня, который был ниже физиологических границ нормы (гипотония). Показатель венозного оттока (ВО) также имел тенденцию к уменьшению в обеих группах. Средний показатель ВО в правом полушарии у пловцов снизился на 94 % (с 9,92±2,11 до 1,66±4,65 %, р<0,05), а в левом полушарии повысился на 72 % (с 8,80±3,26 до 15,15±3,12 %, р<0,05). В группе гимнастов средний показатель ВО в правом полушарии снизился на 86,8 % (с 14,06±5,10 до 1,86±6,06 %, р<0,05), а в левом - на 77,6 % (с 12,45±6,92 до 2,80±2,01 %, р<0,05) Показатель скорости объемного кровотока F, в группе пловцов, находясь в пределах нормы, достоверно снизился (р<0,05) в правом полушарии с 0,17±0,02 до 0,13±0,01 %, а в левом полушарии - с 0,20±0,02 до 0,14±0,02 %. Это свидетельствовало о некотором снижении интенсивности кровоснабжения исследуемой сосудистой зоны. В группе гимнастов показатели не претерпели достоверных изменений. Анализ данных диастолической напряженности миокарда (ДО) говорит о том, что динамика показателя имела тенденцию к возрастанию в обеих группах обследуемых. Это, свидетельствовало о некотором уменьшении мощности диастолической активности миокарда, что означало увеличение длительности фазы отдыха.

25. Сравнительный анализ данных вариабельности сердечного ритма спортсменов (n=8) под влиянием вибрационной и традиционной тренировки (таблица 5) показал, что после выполнения серии традиционных упражнений произошло достоверное (р<0,05) снижение парасимпатической регуляции сердечного ритма. После трех подходов серии вибротренинга происходило достоверное снижение величины HF компоненты (27,9±6,7 %), а затем наблюдалась тенденция к ее увеличению (39,7±7,45 %). Обращает на себя внимание, что динамика HF компоненты отличалась в серии традиционных и вибрационных упражнений. Достоверно более высокая величина HF компоненты наблюдалась после серии вибрационных упражнений. Известен эффект повышения выраженности HF компоненты у спортсменов в состоянии хорошей «спортивной формы», сопровождающейся высокой эффективностью спортивной деятельности. После первого подхода традиционных физических упражнений наблюдалось умеренное ослабление активности симпатического подкоркового центра (VLF - 23,4±6,5 %). Однако после серии традиционных упражнений наблюдалось некоторое усиление активности симпатического подкоркового центра (40,9±7,6 %, р<0,05).

Таблица 5

Динамика показателей вариабельности сердечного ритма при выполнении традиционных и вибрационных упражнений (±), (n=8)

С первого по третий подход вибротренинга величина очень низкочастотной компоненты VLF увеличилась и составила 42,7±7,6 %. Повышение активности симпатического подкоркового центра свидетельствовало о функциональном резерве сосудистого звена регуляции. В серии традиционных физических упражнений наблюдалось волнообразное изменение активности вазомоторного центра. После восьмого подхода отмечалась тенденция к усилению активности сосудистого центра, величина LF составила 34,7±5,2 %. В результате применения дозированной вибрационной тренировки исходное состояние регуляторных механизмов существенно изменилось. Величина низкочастотной компоненты LF в покое соответствовала 33,3±4,5 %, а после серии вибрационных дозированных упражнений - 23,7±5,2 % (р<0,05). Таким образом, серия вибротренинга вызвала достоверное ослабление активности подкоркового вазомоторного центра. Анализ dRR свидетельствует о симпатотоническом типе регуляции сердечного ритма после третьего подхода традиционных упражнений (105±39 мс) и нормотонической регуляции после серии упражнений. Динамика dRR в серии вибротренинга отличалась от динамики в серии традиционных упражнений. После второго подхода вибротренинга вегетативный баланс сместился в сторону усиления активности симпатического отдела (120±31 мс), а после серии упражнений величина dRR составила 150±42 мс, что, видимо, обеспечивало более экономичное и эффективное расходование функциональных резервов, необходимое для поддержания сердечно-сосудистого гомеостаза. Симпатотонический тип регуляции проявлялся более медленной приспособляемостью к новым условиям, активной мобилизацией функциональных резервов и невысокой лабильностью. Дозированные вибрационные упражнения обусловили возникновение тормозящего влияния высших вегетативных центров на нижележащие уровни регуляции, что проявилось сравнительно более низкой мощностью всех компонентов спектра ВСР. По-видимому, наблюдаемые изменения были обусловлены необходимостью мобилизации функциональных резервов регуляторного механизма и связаны с включением в процесс адаптации высших вегетативных центров (снижение мощности спектра ВСР).

26. При изучении динамики морфологического статуса спортсменов (n=15) под влиянием вибротренинга было зарегистрировано достоверное (р0,05) увеличение показателей обхвата груди в спокойном состоянии на 2,6 % (с 83,56±5,57 до 85,73±5,28 см) и при вдохе - на 2,5 % (с 88,05±6,11 до 90,27±5,33 см). Отмечено значительное уменьшение кожно-жировой складки (КЖС) на голени на 24 % (с 14,20±4,45 до 10,80±2,95 мм, р0,05), а также уменьшение абсолютных и относительных значений массы жировой ткани на 11,3 % (с 16,40±2,17 до 14,55±2,38 %, р0,05), что свидетельствует об активизации липидного обмена.

27. Изучение влияния дозированной вибрационной тренировки на показатели поверхностной и стимуляционной ЭМГ у спортсменов (n=8) выполнялось поэтапно. На первом этапе анализ основных показателей поверхностной ЭМГ m. biceps femoris при выполнении статических упражнений в двух режимах растягивания показал достоверное (р<0,05) превышение максимальной амплитуды ЭМГ на 122 и 94 %, средней амплитуды - на 78 и 47 %, частоты ЭМГ - на 129 и 125 % при вибротренировке по сравнению с аналогичными показателями ЭМГ без применения вибрации. Такая же тенденция наблюдалась при растягивании m. triceps surae (рисунок 16). При вибротренинге значения параметров максимальной амплитуды ЭМГ были на 112 % выше, чем при обычных растягиваниях, а значения средней амплитуды и средней частоты были выше на 37 и на 79 %.

Рис. 16. Динамика максимальной и средней амплитуды ЭМГ (поз. 1), а так же средней частоты ЭМГ (поз. 2) m. triceps surae при выполнении растягиваний с применением и без применения вибрации

На втором этапе исследования проанализированы параметры ЭМГ m. quadriceps femoris в ходе традиционных изометрических упражнений и с применением вибрации (рисунок 17). Выяснилось, что значения максимальной амплитуды ЭМГ при углах сгибания 90о в тазобедренных и коленных суставах в процессе вибротренировки были на 199 % выше, чем при выполнении традиционного изометрического упражнения (р<0,05), значения средней амплитуды ЭМГ - на 190 %, а значения средней частоты ЭМГ - на 33 %. Аналогичная тенденция была выявлена при выполнении упражнения с углом сгибания в коленных суставах равным 130о, а также при стимуляции m. triceps surae и m. triceps brachii.

На третьем этапе исследования изучались особенности ЭМГ m. quadriceps femoris, m. triceps surae, m. triceps brachii в процессе выполнения динамических упражнений с применением и без применения дозированной вибрации. При анализе полученных данных были выявлены достоверные различия в показателях максимальной амплитуды ЭМГ m. quadriceps femoris и m. triceps brachii. Так, при выполнении приседаний с применением вибрации значения изучаемого показателя на 58 % превышали показатели, зафиксированные при традиционном варианте этого упражнения. При выполнении сгибательно-разгибательных движений руками с опорой на виброустройства максимальная амплитуда ЭМГ превышала аналогичный показатель, зафиксированный в традиционном упражнении на 16 %. Значения средней амплитуды ЭМГ имели достоверные различия только в упражнении для мышц рук. Соответствующее превышение показателей при вибрационном упражнении составило 84 % (р<0,05). Средняя частота ЭМГ m. triceps surae, m. triceps brachii была недостоверно (р0,05), а средняя частота m. quadriceps femoris достоверно (р<0,05) ниже в тренировке с вибрацией по сравнению со значениями, зафиксированными при традиционном тренинге.

Рис. 17. Динамика амплитуды ЭМГ m. quadriceps femoris в процессе выполнения изометрических упражнений при углах сгибания в коленных суставах 90о и 130о с применением и без применения вибрации:

1, 2 - при углах сгибания 130о; 3, 4 - при углах сгибания 90 о;

1, 3 - максимальная амплитуда ЭМГ; 2, 4 - средняя амплитуда ЭМГ

На четвертом этапе сравнивалось влияние вибрационной и традиционной тренировки в серии смежных занятий на параметры стимуляционной ЭМГ-СРВм, амплитуду и длительность М-ответа. Анализ полученных данных позволил выявить тенденцию к снижению амплитуды М-ответа и СРВм на фоне увеличения длительности М-ответа через 15 и 60 минут после первой вибротренировки, непосредственно после завершения сеанса, а также спустя 120 и 180 минут после второй вибротренировки, что сопровождалось сменой полярности М-ответа с негативной на позитивную. Причем после 2-ой вибротренировки эти изменения были менее выражены и им предшествовала стадия неполного восстановления (15-60 минут после завершения сеанса). После третьей вибротренировки амплитуда и полярность М-ответа постепенно восстанавливались на фоне относительно нормальных значений СРВм и длительности М-ответа, а к началу 4-ой тренировки все показатели имели нормальные значения, сохранившиеся и далее, вплоть до завершения программы ДВТ, а также в течение последующих семи дней постстимуляционного периода.

Анализ полученных данных позволил сделать выводы о том, что дозированная вибрация, на фоне которой выполняются изометрические упражнения, является фактором, стимулирующим дополнительное увеличение значений частотных и амплитудных характеристик ЭМГ мышц верхних и нижних конечностей по сравнению со значениями этих характеристик, фиксируемых при выполнении традиционных упражнений (без применения вибрации). Непродолжительные, по 4 минуты, ежедневные вибрационные воздействия частотой 28-30 Гц в течение 3-х дней приводят к стимуляции компенсаторных реакций в мышечной и периферической нервной системе. При таких же упражнениях, выполняемых в обычных условиях, подобных приспособительных изменений не обнаружено. На основании анализа динамики параметров стимуляционной ЭМГ можно считать, что минимально достаточная доза вибрационной нагрузки в серии смежных тренировок составляет 3 вибростимуляционных занятия продолжительностью не более 4-х минут каждое, при суммарном времени вибронагрузки не более 12 минут за три занятия.

ВЫВОДЫ

1. В результате теоретических исследований произведена классификация механических вибраций. С учетом феномена вибрационных упражнений вся совокупность механических вибраций делится на случайные и дозированные. В свою очередь, дозированные вибрации делятся на трансверсальные и лонгитудные. Последние являются биологической основой вибрационной тренировки, так как при выполнении лонгитудных виброупражнений механическая работа, совершаемая мышцами, возрастает на 50 % по сравнению с работой в обычных условиях. Мишенью вибрации является нервно-мышечный аппарат, стимуляция которого вызывает системные реакции всего организма. Функциональные изменения являются прогнозируемыми, контролируемыми и управляемыми, благодаря возможности дозирования вибрационных упражнений по их педагогическим критериям и механическим параметрам вибрации. 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.

2. При равных условиях регламентации вибрационные упражнения более эффективны для ускоренного развития физических качеств, чем традиционные упражнения. После 120 минут статических виброупражнений активная гибкость в плечевых суставах достоверно улучшается на 12-16 % при неизменных показателях в традиционных тренировочных сериях. После 48 минут динамических виброупражнений сила мышц рук и плечевого пояса увеличивается на 44,2 %, а силовая выносливость - на 13,5 %.

3. Вибрационная тренировка оказывает позитивное влияние на психофизиологические качества спортсменов. После 110 минут суммарной вибронагрузки в течение двух недель максимальный темп движений возрастает на 10 %, быстрота простой двигательной реакции улучшается на 5 %, быстрота сложной двигательной реакции - на 13 %, точность сложной реакции выбора - на 56 %. Достоверно улучшаются показатели удержания вертикальной позы, отражающие уровень координаторных возможностей. Уменьшение амплитуды колебаний общего центра масс в сагиттальной плоскости при вибротренинге составляет 46 %, а при обычной тренировке - 5 %. После вибротренинга показатели длины и площади статокинезиограммы улучшаются на 22 и 51 %, а после традиционной тренировки, напротив, ухудшаются на 2 и 21 %. После завершения вибротренинга позитивные изменения сохраняются на протяжении 4 недель.

4. Вибрация усиливает физиологический эффект упражнений малой интенсивности. Потребление кислорода при выполнении виброупражнений на 25-35 % превышает аналогичный показатель в традиционных упражнениях. По мере увеличения интенсивности вклад вибрации 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. Вибротренинг способствует экономизации обменных процессов: уменьшается напряженность в покое и повышается эффективность функционирования фосфатного звена энергопродукции во время нагрузки (на 215 % снижается активация гликолиза, на 26,7 % снижается стимуляция жирового обмена, на 16,6 % повышаются показатели физической работоспособности на уровне анаэробного порога).

5. Изменения гематологических показателей имеют выраженный фазовый характер и зависят от суммарной дозы вибронагрузки. Вибрационные упражнения малой экспозиции (от 3 до 9 минут в трех занятиях) вызывают достоверное увеличение содержания гемоглобина на 6,25 %, содержания эритроцитов - на 2,6 %, содержания гемоглобина в эритроцитах - на 3,5 %, средней концентрации гемоглобина в эритроците - на 4,5 %, а также снижение среднего объема эритроцитов - на 1,2 %, что свидетельствует об улучшении кислородтранспортных и дыхательных возможностей крови. Содержание лейкоцитов относительно исходного уровня снижается на 13,6 %. При экспозиции свыше 10 минут за тренировку происходит снижение гематологических показателей, которые достигают минимальных величин после проведения 8 сеансов стимуляции: снижение гемоглобина относительно исходных значений на 2,1 %, содержания эритроцитов - на 2 %, гематокрита - на 3,7 %, содержание лейкоцитов возрастает на 11,8 %, содержание лимфоцитов уменьшается на 13,2 %, а количество тромбоцитов - на 13,5 %.

6. Вибрационные и традиционные упражнения равнозначной регламентации вызывают различные посттренировочные состояния организма. Содержание лактата после традиционных упражнений на 47-49 % превышает аналогичные показатели при вибротренинге. За счет усиленной доставки кислорода к мышцам вибрация препятствует накоплению лактата в крови, что создает благоприятные условия для функционирования мышц. При вибротренинге активность фермента КФК на 340-550 % выше, чем при выполнении традиционных упражнений, что свидетельствует о мощном воздействии вибрации на нервно-мышечный аппарат спортсменов.

7. Применение вибрационных упражнений, объединенных в цикл, состоящий из шести тренировок с суммарным временем экспозиции 18 минут и временем экспозиции в отдельном занятии 3 минуты, вызывает позитивные изменения со стороны гуморального и клеточного звеньев иммунитета. После вибротренинга отмечается нормализация всех основных показателей иммунитета.

8. Краткосрочный вибротренинг оказывает большее позитивное влияние на гормональный статус организма, чем традиционные тренировки силовой направленности с применением анаболических стероидов. После 6 сеансов вибротренинга с суммарным временем 24 минуты в течение двух микроциклов содержание тестостерона на 11,5 % превышает содержание этого гормона после традиционной силовой тренировки. При этом, общее время, затраченное на выполнение вибрационной тренировочной программы, составляет не более 15 % от времени, затраченного на традиционные тренировочные занятия. Содержание тироксина увеличивается на 34,0 %, а пролактина - на 70,4 %, в то время как в ходе традиционной тренировки наблюдается снижение концентрации этих гормонов соответственно на 8,7 и 32,9 %.

В группе испытуемых старшего возраста вибрационные упражнения вызывают наибольшее достоверное возрастание соматотропного гормона на после трех тренировочных занятий с суммарной продолжительностью вибровоздействий 24 минуты. В группе испытуемых-юниоров наибольшее достоверное возрастание соматотропного гормона на 79,4 % происходит после шести вибростимуляционных занятий с суммарной продолжительностью вибровоздействий 48 минут. Наибольшее достоверное (р<0,05) увеличение эритропоэтина относительно исходных показателей наблюдалось после трех тренировочных занятий: у испытуемых старшего возраста - на 45,8 %, а у спортсменов-юниоров - на 29,7 %. Наибольшее достоверное (р<0,05) увеличение миоглобина происходило после шести стимуляций: у испытуемых старшего возраста - на 26,5 %, а у спортсменов-юниоров - на 16 %.

9. Вибрационные упражнения в различных режимах оказывают большее влияние на нервно-мышечный аппарат, чем традиционные упражнения эквивалентной регламентации. Вибрационные упражнения в режиме растягивания стимулируют дополнительное увеличение частоты ЭМГ на 129 %, максимальной амплитуды ЭМГ - на 122 %, средней амплитуды - на 78 %. Изометрические силовые упражнения стимулируют рост максимальной амплитуды ЭМГ на 204 %, средней амплитуды ЭМГ - на 93 %, средней частоты - на 52 %. Динамические виброупражнения вызывают увеличение показателей максимальной амплитуды ЭМГ на 58 % относительно показателей при традиционных вариантах выполнения упражнений. В отличие от традиционных упражнений непродолжительные, по 4 минуты, ежедневные вибрационные воздействия частотой 28-30 Гц в течение трех дней приводят к стимуляции компенсаторных реакций в периферической нервной системе.