Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
В. Тендряков. «Весенние перевертыши». Р. Погодин. «Трень-брень». В. Шекспир. «Ромео и Джульетта». В. Гюго. «Отверженные». П. Мериме. «Таманго». Э....полностью>>
'Документ'
Человек всегда был любознателен. С древних времен он искал ответы на вопросы сновидений и ощущений. На этих, основных размышлениях появились: науки, р...полностью>>
'Кодекс'
До 1 января 2012 года по всему тексту Кодекса Республики Казахстан «О таможенном деле в Республике Казахстан», за исключением подпункта 4) пункта 1 с...полностью>>
'Документ'
Тематика конференції: - методи математичного та імітаційного моделювання систем; - інструментальні засоби математичного та імітаційного моделювання си...полностью>>

Влияние экспериментальной и природной гипоксии на функциональные резервы организма и физическую работоспособность спортсменов 03. 03. 01 физиология

Главная > Автореферат
Сохрани ссылку в одной из сетей:

На правах рукописи

ПУПЫРЕВА ЕКАТЕРИНА ДМИТРИЕВНА

ВЛИЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ И ПРИРОДНОЙ ГИПОКСИИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВЫ ОРГАНИЗМА И ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СПОРТСМЕНОВ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Ульяновск - 2011

Работа выполнена на кафедре адаптивной физической культуры в Федеральном Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ульяновский государственный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Балыкин Михаил Васильевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Каталымов Леонид Лазаревич

доктор биологических наук, профессор

Ванюшин Юрий Сергеевич

Ведущая организация: Федеральное государственное

бюджетное образовательное

учреждение высшего

профессионального образования

«Российский государственный

университет физической культуры,

спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)» г. Москва.

Защита состоится « 25 » ноября 2011 г. в 12 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.278.07 при ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет» по адресу: г. Ульяновск, ул. Набережная реки Свияги, д.106, корпус 1, ауд.703

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного университета, а с авторефератом – на сайте ВУЗа и на сайте Высшей аттестационной комиссии при Министерстве образования и науки РФ

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 432017, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого д.42, Ульяновский государственный университет, управление научных исследований.

Автореферат разослан «___»_______2011 года

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат биологических наук, доцент С.В. Пантелеев

  1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Изучение механизмов адаптации к физическим нагрузкам является одной из основных проблем современной физиологии и медицины, поскольку в процессе жизнедеятельности организм человека постоянно сталкивается с изменениями гомеостаза, возникающими в процессе выполнения движений. Спортивная деятельность сопряжена с предельными по интенсивности и длительности физическими нагрузками, которые связаны с мобилизацией физиологических функций систем, определяющих общую физическую работоспособность и спортивный результат (Ванюшин, 1998).

Адаптация к физическим нагрузкам, составляющая основу тренированности сопровождается морфофункциональными изменениями соматических и висцеральных органов, определяющих толерантность к мышечной деятельности (Балыкин с соавт, 2011). В процессе длительных занятий циклическими видами спорта в организме происходит целый ряд структурных изменений, обеспечивающих высокую производительность систем, ответственных за доставку кислорода, поскольку именно они играют определяющую роль в обеспечении повышенного обмена веществ, вызванного мышечной деятельностью. Высокий уровень развития функциональных способностей систем дыхания, кровообращения и крови, как правило, определяют высокую общую и специальную работоспособность организма спортсменов (Граевская, 2004).

В настоящее время не прекращается поиск немедикаментозных способов повышения функциональных резервов организма и спортивных результатов спортсменов. В практике большого спорта, реабилитации и спортивной физиологии широко используются различные типы гипоксических воздействий, которые выступают мощным фактором мобилизации всех систем организма и повышения работоспособности. Одним из эффективных способов гипоксических воздействий является пребывание и тренировки в условиях среднегорья и умеренного высокогорья (до 2500 - 2700 м над ур. м.), которые показали высокую эффективность в повышении общей физической работоспособности и улучшении спортивных результатов спортсменов (Айдаралиев, 1978; Тимушкин,1985, 2007; Суслов, 1995, 1999; Платонов, 1998; Агаджанян с соавт, 1999 – 2001). При этом существуют трудности в организации и планировании учебно – тренировочных сборов в горной местности, связанные с длительностью переездов, изменением часовых поясов, режимом питания, материальными затратами и т.д. Кроме того, отмечается, что в первые дни пребывания в условиях горного климата у спортсменов происходит снижение общей и специальной работоспособности, что создает трудности для планирования и дозирования мышечной деятельности, поскольку в условиях гипоксии спортсмены теряют возможность выполнять привычные по объему и интенсивности физические нагрузки (Колчинская, 1993). Снижение работоспособности сопровождается неадекватным усилением деятельности сердечно – сосудистой и дыхательной систем в первые дни пребывания на высоте и требует продолжительной акклиматизации в условиях средне - и высокогорья. Установлено, что после возвращения на равнину у спортсменов отмечается вариабельность уровня работоспособности (Айдаралиев, 1978), что ставит актуальную проблему определения оптимальных сроков реадаптации, во время которых спортсмены способны показать высокий спортивный результат.

В последние десятилетия широкое применение в спорте получил метод экспериментальной гипоксической тренировки, который предполагает использование гипобарической и/или нормобарической гипоксии в прерывистом (интервальном) режиме. Имеются многочисленные сведения о высокой эффективности интервальной гипоксической тренировки в повышении физической работоспособности и спортивных результатов в различных видах спорта (Смирнов с соат, 1994; Радзиевский, 1994; Волков, 2000; Афонякин, 2003; Нудельман, 2005; Арбузова, 2009). При этом имеются сведения, что 2-х недельный курс интервальной гипоксической тренировки по эффективности соответствует месячному пребыванию спортсменов в среднегорье (Колчинская, 1993). Следует отметить, что, несмотря на многочисленные исследования о влиянии различных типов гипоксии на организм спортсменов разных видов спорта главным образом рассматриваются изменения спортивных результатов и физической работоспособности. При этом механизмы действия гипоксии на организм часто остаются вне поля зрения исследователей. Исходя из этого, была определена цель исследования: изучить влияние экспериментальной и природной гипоксии на функциональные резервы организма и уровень физической работоспособности у высококвалифицированных спортсменов, специализирующихся в беге на средние дистанции.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

  1. Изучить особенности газотранспортной системы и функциональные резервы организма мужчин и женщин, специализирующихся в беге на средние дистанции.

  2. Исследовать влияние прерывистой нормобарической гипоксической тренировки на реактивность газотранспортных систем, аэробные и анаэробные резервы организма спортсменов легкоатлетов.

  3. Изучить механизмы перекрестной адаптации к прерывистой нормобарической гипоксии и физическим нагрузкам у спортсменов легкоатлетов высокой квалификации.

  4. Определить влияние спортивных тренировок в условиях горного климата на изменение функциональных резервов и физической работоспособности спортсменов легкоатлетов высокой квалификации в период реадаптации на равнине.

  5. Провести сравнительный анализ действия различных режимов гипоксических воздействий на физическую работоспособность и спортивный результат спортсменов легкоатлетов высокого класса.

Научная новизна работы. Получены новые данные о снижении реактивности кардиореспираторной системы на гипоксическое воздействие после применения курса ПНГТ. Установлено, что двухнедельный курс прерывистой нормобарической гипоксической тренировки приводит к экономизации функций кислородтранспортной системы в покое, снижению реактивности кардиореспираторной системы, кислородной стоимости работы при нагрузках умеренной и большой мощности, увеличению аэробной работоспособности и спортивных результатов на 3-е и 10-е сутки после окончания тренинга.

Получены новые данные об эффективности перекрестной адаптации к прерывистой гипоксии в сочетании с физической нагрузкой, для расширения функциональных резервов дыхательной и сердечно – сосудистой систем, увеличения аэробной работоспособности у высококвалифицированных спортсменов на 3-е сутки после ее окончания.

Установлено, что тренировка в условиях среднегорья приводит к достоверному увеличению аэробной работоспособности и спортивных результатов с пиком на 10 – е сутки реадаптации.

Получены новые данные о сроках повышения аэробной работоспособности и спортивных результатов спортсменов мужчин и женщин в зависимости от типов гипоксической тренировки.

Научно – практическая значимость работы. Проведенные исследования уточняют представления о механизмах адаптации спортсменов к гипоксии различного генеза. Показано, что курс прерывистой нормобарической гипоксической тренировки приводит к повышению уровня максимального потребления О2 и спортивных результатов сразу после отмены гипоксического тренинга. Это позволяет рекомендовать ее как в подготовительный, так и в соревновательный периоды тренировочного цикла. Адаптация к гипоксии в сочетании с физическими нагрузками приводит к выраженному повышению функциональных резервов газотранспортной системы и уровня VO2max при незначительных вариациях спортивного результата на 3 – 10 - е сутки после окончания тренинга. Показано, что после тренировки в среднегорье уровень работоспособности и спортивных результатов у спортсменов имеет тенденцию к снижению на 3 - е сутки и повышается на 10-е сутки реадаптации на равнине, что позволяет использовать ее в соревновательном периоде, планируя старт на 7-10 сутки после спуска с гор.

Данные, полученные в ходе исследования, используются при чтении лекций и проведении практических занятий по курсам: «Легкая атлетика», «Технология физкультурно – спортивной деятельности», «Физиология спорта», «Спортивная медицина», «Врачебный контроль» на кафедре адаптивной физической культуры факультета физической культуры и реабилитации УлГУ.

Результаты исследования внедрены в практическую деятельность областной детско – юношеской спортивной школы олимпийского резерва г. Ульяновска, а так же центра спортивной подготовки легкоатлетов г. Ульяновска.

Работа выполнена в рамках НИР Ульяновского государственного университета код: 02 0302 531 0365 код ГРНТИ № 01.200. 211667 «Изучение механизмов адаптации и резистентность организма при гипоксии различного генеза». Работа поддержана грантом ФЦП «Научные и научно – педагогические кадры инновации России на 2009 - 2013гг» № П255 от 29 апреля 2010г код ГРНТИ 01201057608 «Морфофункциональные механизмы адаптации сердца человека и животных к большим физическим нагрузкам и экстремальным факторам среды».

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Прерывистая нормобарическая гипоксическая тренировка приводит к снижению реактивности кардиореспираторной системы, кислородной стоимости работы умеренной и большой мощности и сопровождается повышением функциональных резервов внешнего дыхания, крови, сердечно–сосудистой системы, определяющих увеличение аэробных возможностей организма у мужчин и женщин легкоатлетов высокой квалификации.

  2. Двухнедельный курс прерывистой нормобарической гипоксической тренировки в сочетании с физической нагрузкой приводит к достоверному расширению функциональных резервов организма и повышению физической работоспособности спортсменов легкоатлетов высокого класса.

  3. В период реадаптации после тренировки в среднегорье уровень максимального потребления кислорода и спортивных результатов снижается на 3- е сутки и повышается на 10 –е сутки реадаптации на равнине.

Апробация работы. Результаты исследований представлены на Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные вопросы спортивной медицины, лечебной физической культуры, физиотерапии и курортологии» (Москва, 2007, 2010), Конференции молодых ученых медико – биологической секции Поволжской ассоциации государственных университетов (Ульяновск, 2007, 2009), IV международной научно – практической конференции «Физическая культура и здоровье студентов ВУЗов» (Санкт – Петербург, 2008), Всероссийской конференции с международным участием «Медико – физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009, 2011), Всероссийском форуме «Молодые ученые 2010» (Москва, 2010), XXI съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва – Калуга 2010).

Публикации. По материалам диссертации было опубликовано 23 работы, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 166 страницах машинопечатного текста, содержит 28 таблиц и 3 рисунка. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы с изложением собственных результатов исследования, обсуждения, выводов и списка литературы. Список литературы содержит 290 источников, включая 187 работ отечественных и 103 работы иностранных авторов.

  1. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. В исследовании приняли участие 44 спортсмена (23 женщины, 21 мужчина) легкоатлета высокой квалификации (кандидаты в мастера, мастера спорта), специализирующиеся в беге на средние дистанции в возрасте 23.6 + 1.5 лет. Исследования проводились на базе медико – биологической лаборатории Ульяновского государственного университета. В соответствии с задачами было проведено 4 серии исследований.

Первая серия включала исследование особенностей газотранспортной системы (внешнее дыхание, сердечно – сосудистая система, система крови) у мужчин и женщин легкоатлетов в покое и при физических нагрузках различной мощности.

Частота сердечных сокращений определялась при помощи электронного кардиомонитора POLAR ELECTRO S610i, Измерение артериального давления проводилось по общепринятой методике методом Рива-Рочи в модификации Короткова. Показатели ударного объема сердца и минутного объема кровообращения определяли в соответствии с рекомендациями (Аронов, 2002). Насыщение крови кислородом определялось при помощи пульсового оксигемометра SO 3 DX (USA) модель Mini SpO2.

Регистрация ЭКГ проводилась на электрокардиографе одноканальном АК1Т-07 «Аксион» (Россия), в 3-х стандартных и 6 грудных отведениях по Небу.

Измерения функций внешнего дыхания производились с использованием спирографа микропроцессорного СМП 21/01 (Россия). Исследование включало в себя исследование показателей минутного объема дыхания (VE), частоты дыхательных движений (f), дыхательного объема (VT).

Определение содержания и О2 и СО2 в выдыхаемом воздухе и потребление организмом кислорода проводилось на газоанализаторе Спиролит-2 (Германия).

Анализ крови проводился в пробах, которые брали утром натощак из фаланги 4-го пальца руки. В образцах крови определяли содержание эритроцитов, гемоглобина (Hb), кислородной емкости крови (КЕК) по общепринятой лабораторной методике.

Реактивность отдельных звеньев газотранспортных систем и уровень аэробных возможностей организма оценивали с использованием велоэргометрической нагрузки возрастающей мощности (Карпман с соавт, 1988; Аулик, 1990; Белоцерковский, 2005). Для исследования анаэробной работоспособности использовали одноминутный велоэргометрический анаэробный тест по Szogy – Cherebetiu (Карпман с соавт., 1988). Для оценки специальной работоспособности определяли время пробегания контрольных отрезков, длина которых определялась для каждого участника эксперимента индивидуально в зависимости от специализации спортсмена. Время пробегания дистанций в группе контроля условно было принято за 100%.

Для решения поставленных задач оценивалась реактивность газотранспортной системы на физическую и гипоксическую нагрузку. Спортсмены выполняли нормобарические гипоксические тренировки, которые моделировались при помощи гипоксикатора «Тибет - 4» (Сертификат соответствия № РОСС US. ИМО4.АО4336 от 27.11. 2003г., Россия, Новосибирск). Каждая гипоксическая тренировка включала в себя шесть гипоксических циклов (дыхание газовой смесью с 10% О2) по 5 минут, которые чередовались с 5 – ти минутными нормоксическими интервалами. Двухнедельный курс интервальных гипоксических тренировок проводился ежедневно шесть раз в неделю.

В отдельной серии гипоксические воздействия сочетались с физическими нагрузками, которые выполнялись в третбане. Один тренировочный цикл включал 6 подходов, в которых спортсмены выполняли бег в третбане со скоростью 10 км/час в течении 5 минут с последующим 5 – ти минутным интервалом отдыха. При беге спортсмен дышал воздухом с пониженным содержанием О2, который подавался через маску. Содержание О2 во вдыхаемом воздухе при первой тренировке составило 16%. По мере индивидуальной адаптации спортсменов концентрация кислорода снижалась до 12,7%. Всего было проведено 14 тренировок, которые выполнялись ежедневно на фоне общего тренировочного процесса в дневное время.

В серии исследований спортсмены были обследованы до и после тренировочного сбора в горах. Тренировка проводились в среднегорье Кавказа (г. Кисловодск) в течение трех недель, на высотах 800-1200м. н. ур.м. Тренировочный процесс включал в себя три периода: на первом преобладали нагрузки аэробного характера, на втором анаэробно – аэробного характера, на третьем аэробно- анаэробного характера.

Статистическая обработка данных проводилась с использованием компьютерной программы Statistiсa 5.5, MS Exel 2003, адаптированной для биологических исследований. В качестве достоверности оценки использовалась вероятность p≤0.05, принятая в биологических исследованиях (Лакин, 1990).

  1. Результаты исследования и их обсуждение

  1. Функциональные особенности и уровень физической работоспособности спортсменов легкоатлетов высокого класса

В соответствии с поставленными задачами на первом этапе были проведены исследования функционального состояния и аэробной работоспособности спортсменов легкоатлетов КМС и МС, специализирующихся в беге на средние дистанции. Результаты исследования показали, что величина VO2 у спортсменок составляет 9.2+0.02 мл*мин/кг, у мужчин 7.2+0.01 мл*мин/кг, что указывает на высокий уровень окислительных процессов в группах в состоянии относительного мышечного покоя (табл.1). Можно предположить, что отмеченный высокий уровень VO2 является следствием некоторого недовосстановления физиологических функций после предшествующих тренировочных нагрузок и связан с ликвидацией фракций кислородного долга. На фоне сравнительно высокой легочной вентиляции и метаболических процессов дыхательный коэффициент в группе женщин составляет в среднем 0.95+0.03, что указывает на наличие смешанной формы белкового и углеводного обмена. У мужчин дыхательный коэффициент составляет 0.9+0.04, что соответствует белковому типу обмена веществ, который по видимому, сопряжен с пластическими процессами в организме спортсменов в период между тренировками (Михайлов, 2006; Volkov, 2010).

Результаты исследования показали, что в состоянии относительного мышечного покоя в группах мужчин и женщин отмечено высокое содержание эритроцитов и гемоглобина в периферической крови, что соответствует верхним границам физиологической нормы, и определяет уровень КЕК (табл.1), характеризующих резервы кислородтранспортной функции крови. Полученные данные соответствуют литературным и характерны для тренированных спортсменов (Назаренко, Кишкун, 2000; Макарова с соавт, 2006).

Оценивая показатели сердечно – сосудистой системы в состоянии относительного мышечного покоя установлено, что абсолютный уровень минутного объема крови находится в пределах возрастной физиологической нормы для спортсменов женщин и мужчин, на фоне выраженной брадикардии покоя. Эти особенности широко известны в литературе и являются признаком высокой тренированности и экономизации функций сердца (Дембо, 1988; Земцовский, 1995; Граевская с соавт, 1997; Гаврилова, 2007; Maron et all, 1995; Fagart, 2003).

Таблица 1

Показатели кислородтранспортной системы организма у спортсменов в покое при нагрузке с VO2max (M+m)

Показатели

женщины (n – 23)

мужчины (n – 21)

Покой

Нагрузка с VO2max

Покой

Нагрузка с

VO2max

f , в мин

12.6+1.8

41.3+4.4*

12.2+0.9

37.5+2.0*

Vт, л

0.8+0.1

2.3+0.1*

0.9+0.1

3.4+0.1*

VЕ, л/мин

11.4+0.5

99.2+3.9*

12.1+2.1

129.0+4.9*

SO2, %

98.3+0.4

95.4+1.4*

98.1+0.3

95.2+0.7*

RQ, у.е

0.95+0.03

0.9+0.03

0.9+0.04

1.0+0.03*

VO2, мл*мин/кг

9.2+0.02

75.8+2.1*

7.2+0.01

82.2+3.4*

Q, л/мин

3.0+0.23

21.7+2.5*

3.4+0.32

24.1+0.2*

HR, уд/мин

50.4+2.5

179.1+4.2*

44.6+2.1

181.0+3.2*

Qs, мл

60.7+2.6

120.2+6.1*

78.1+2.6

132.2+4.5*

Ps, мм.рт.ст

111.0+3.5

161.0+3.1*

116.1+2.0

160.0+3.6*

Pd, мм.рт.ст

68.0+1.2

46.2+3.2*

68.8+2.1

33.3+4.2*

ОПСС, динxсек/см5

2229.3 +14.6

374.9+6.8*

2084.1+15.3

358.0+9.1*

Эритроциты ,x1012

4.5+0.03

4.8+0.02

Гемоглобин, г/л

142.0+2.9

153.0+2.7

КЕК, об.%

19.0+0.02

20.5+ 0.01



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Возрастные изменения кардиореспираторной системы и физической работоспособности спортсменов-пловцов при нормобарической гипоксической тренировке 03. 00. 13 Физиология

    Автореферат
    Работа выполнена на кафедре адаптивной физической культуры Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ульяновский государственный университет»
  2. Физиологическая характеристика оздоровительных и экстремальных видов спортивной деятельности в условиях среднегорья и высокогорья 03. 00. 13 физиология

    Автореферат
    Работа выполнена на кафедре медико-биологических дисциплин Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Сочинский государственного университета туризма и курортного дела
  3. Закономерности возрастного морфофункционального развития детей на севере при различных режимах двигательной активности 03. 00. 13 физиология

    Закон
    Защита диссертации состоится « » 2009 г. в 9 часов на заседании диссертационного cовета ДМ.208.079.01, созданного при ФГУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им.
  4. Донозологический контроль соматического здоровья населения 03. 00. 13- физиология

    Автореферат
    Защита состоится «11» декабря 2008 г. на заседании Диссертационного совета Д 002. .01 при Государственном научном центре Российской Федерации – Институте медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ – ИМБП РАН).
  5. Отчет имэифк об итогах научной работы за 2006 год и планах на 2007 год Ведущие научные школы

    Публичный отчет
    1.14. Работа, проводимая по развитию связей школы с производством, инновационными предприятиями и научными организациями. В рамках проведения научных исследований члены научного коллектива школы сотрудничают как с коллективами ведущих

Другие похожие документы..