Направляется в журнал: «Биомедицина»
Сведения об авторах: Калинин Евгений Михайлович – РГУФКСМиТ, научный сотрудник НИИ спорта, к.п.н.
Селуянов Виктор Николаевич – МФТИ, заведующий лабораторией «Информационные технологии в спорте» к.б.н., профессор.
Сарсания Сергей Константинович – РГУФКСМиТ, ведущий научный сотруднк НИИ спорта, к.м.н., профессор.
Заборова Виктория Александровна – доцент кафедры лечебной физкультуры и спортивной медицины ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития РФ, к.м.н.
Аль Халили Моханед – РГУФКСМиТ, к.п.н., доцент кафедры ТиМ тенниса
Учреждения:
1. Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма, Научно-исследовательский институт спорта.
2. Московский физико-технический институт.
3. ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития РФ, кафедра лечебной физкультуры и спортивной медицины
Ответственный за переписку:
Заборова Виктория Александровна – доцент кафедры лечебной физкультуры и спортивной медицины Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, к.м.н.
e-mail: vaz111v@gmail.com, тел.моб: (916) 654-70-68
Направляется в журнал: «Биомедицна»
Метод кардиоинтервалометрии при оценке аэробных возможностей спортсменов (на примере спортивных игр).
Калинин Е.М., Селуянов В.Н., Сарсания С.К., Заборова В.А., Аль Халили Моханед
1. ФГБОУ ВПОРоссийский государственныйуниверситет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)
2. Московский физико-технический институт
3. ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова, Москва, кафедра лечебной физкультуры и спортивной медицины
РЕЗЮМЕ: Основная цель работы изучить аэробные возможности футболистов различного амплуа и квалификации с использованием метода кардиоинтервалометрии. Для решения поставленной цели были обследованы футболисты от уровня второго дивизиона до уровня команд премьер лиги (n=115, возраст футболистов 17-36 лет, вес 77,3±7,8 кг, рост 182,4±6,6 см). Все спортсмены выполнили тест со ступенчато повышающейся мощностью на велоэргометре, исходная мощность 37,5 Вт, каждые 2 мин мощность увеличивалась на 37,5 Вт, при постоянном темпе педалирования – 75 об/мин. Одновременно регистрировали ЧСС, вариативность кардиоинтервалов и определяли кардиоинтервальный порог для каждого футболиста с помощью пульсометра Polar rs800. Были рассчитаны средние значения показателей кардиоинтервального порога (КАнП): дисперсия кардиоинтервалов SD 1 (мс); мощность МКАнП (Вт), МоКАнП (Вт/кг); ЧСС КАнП (уд/мин). Показано, что у защитников и полузащитников выступающих в премьер-лиги относительная мощность МоКАнП (Вт/кг) статистически достоверно выше по сравнению с игроками первого и второго дивизиона (p<0,001). Достоверных различий между нападающими премьер-лиги и первого дивизиона по относительной мощности (МоКАнП, Вт/кг) не выявлено (p>0,05), при этом дисперсия SD 1(мс), при фиксировании кардиоинтервального порога, в среднем равна – 2,00±0,55 (мс) у всех футболистов. Метод кардионтервалометрии имеет высокую надежность (Rtt=0,97) и позволяет с высокой точностью определять по статистическому анализу кардиоинтервалов аэробные возможности футболистов.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: анаэробный порог, методика, вариативность ритма сердца.
ABSTRACTION : For the solution of a goal football players of different sports skill were surveyed (the second division to level of teams of premieres of league, including players of a national team of team), all n=115 of players (age of 17-36 years, mass of a body 77,3±7,8 kg, growth 182,4±6,6 by sm) was surveyed. All examinees carried out the test with in steps raising capacity on bicycle ergometer. The initial capacity was 37,5 W and increased by 37.5 W every 2 min. The pedaling rate remained constant (75 rpm). At the same time registered HR, the cardiac rhythm and cardio interval threshold for each football player was studied using a Polar rs800cx.By results of the carried-out testing average values of indicators of a heart rate threshold (KANP) were calculated: dispersion (variability) cardio interval SD 1 (ms); capacity МКАnP (W), MoKANP (W/kg); ChSS KANP (heartbeat / mines). Were as a result defined and) indicators of aerobic possibilities of football players of various level of skill and role according to a cardiointervalometriya, than level of skill of the football player is higher, than subjects is statistically authentically higher absolute МКАnP and relative capacity of a cardio interval threshold of MOKANP, above ChSSКАnP and mass of a body of football players; б) dispersion of SD1 (ms), at fixation of a cardio interval threshold, is on the average equal – 2,00±0,55 (ms) at all football players; в) the method allowing with high reliability (Rtt=0,97) to define aerobic possibilities of football players on the statistical analysis of variability cardio interval is developed.
KEYWORDS : anaerobic threshold, method, cardio interval variability.
Введение. Критерием смены биоэнергетических механизмов энергообеспечения являются аэробный и анаэробный пороги [1, 2]. По ЧСС не возможно определить зоны энергетической производительности, необходимы более информативные показатели. В спортивной практике стали использовать показатели молочной кислоты в крови, регистрируемые при прохождении дистанции с различной скоростью [1, 13].
В полевых условиях (в тренировочном процессе) многократно брать пробы крови трудно – неудобно для испытуемого. В связи с этим остается актуальным поиск полевых методов определения анаэробного порога, например, по анализу ритма сердца [8, 11]. Делается это на основе анализа вариативности сердечного ритма, т.е. вариации кардиоинтервалов (в миллисекундах, мс) между последовательными сердечными сокращениями [3, 4, 6, 14, 15].
В работе С.К. Сарсания [6] было замечено, что с ростом ЧСС вариативность RR-интервалов уменьшается, поэтому интересно более подробно изучить это явление. Позже в работах J.R.P. Lima et al. (1999), G.K. Karapetian et al. (2008), Simões, Rodrigo P. (2010) было показано, что существует корреляционная связь между лактатным АнП и мощностью (скоростью) в момент появления минимальной величины дисперсии кардиоинтервалов. Однако величины коэффициентов корреляции были получены недостаточно высокими (r=0,6-0,8). Возможной причиной увеличения дисперсии показателей является несовершенство методики определения момента появления АэП и АнП.
В нашей работе [8] было показано, что во время выполнения теста со ступенчато повышающейся нагрузкой вентиляционный АнП (по легочной вентиляции) и найденный кардиоинтервальный порог в момент появления плато на кривой «SD 1 – мощность» не совпадают по показателям мощности.
Для изучения зависимостей между мощностью АнП и «плато SD 1 / мощность» был проведен регрессионный анализ.
В результате была установлена связь между потреблением кислорода на уровне вентиляционного анаэробного порога (ВАнП) и дисперсии «плато SD1 / мощность», были вычислены коэффициенты уравнения множественной регрессии :
VO 2 AnT = 0,35 + 0,01 * SD 1 W + 0,0016 * SD 1 HR + 0,106 * SD 1 ,
(R=0,98, D=96%, σ=0,10 погрешность оценки функции 0,26 л/мин, р<0,001),
где W (Вт) – мощность, HR – ЧСС (уд/мин), SD 1 – дисперсия кардиоинтервалов (мс) в момент регистрации кардиоинтервального порога.
Эти физиологические закономерности можно использовать (цель исследования) для определения анаэробного порога футболистов различной квалификации и амплуа по кардиоинтервальному порогу.
Методика. В ходе исследования определялся анаэробный порог по кардиоинтервальному порогу у футболистов различной квалификации и амплуа при выполнении теста со ступенчато повышающейся нагрузкой.
Для решения поставленной цели были обследованы футболисты от уровня второго дивизиона до уровня команд премьер лиги (n=115, возраст футболистов 17-36 лет, вес 77,3±7,8 кг, рост 182,4±6,6 см). Все спортсмены выполнили тест со ступенчато повышающейся мощностью на велоэргометре «Monark-828E», исходная мощность 37,5 Вт, каждые 2 мин мощность увеличивалась на 37,5 Вт, при постоянном темпе педалирования – 75 об/мин. Одновременно регистрировали мощность, ЧСС, вариативность кардиоинтервалов с помощью пульсометра Polar rs800 для каждого футболиста (рис. 1).
Статистический анализ проводился с использованием пакета анализа данных Microsoft Excel.
Результаты исследования. Определение анаэробного порога по кардиоинтервальному порогу у футболистов различного амплуа и квалификации .
Рис. 1. Схема динамики изменения ЧСС (уд/мин) и дисперсии кардиоинтервалов SD1 (мс) при выполнении теста со ступенчато повышающейся нагрузкой
Таблица 1
Результаты тестирования аэробных возможностей футболистов (n=115)
Показатели |
КАнП SD, мс |
МКАнП, Вт |
МКАнП, Вт/кг |
ЧСС КАнП уд/мин |
Вес, кг |
ВАнП мл/кг/мин |
||||||
x |
|
x |
|
x |
|
x |
|
x |
|
x |
|
|
ВРАТАРИ |
||||||||||||
ПЛ n=6 |
1,9 |
0,47 |
272,0 |
37,1 |
3,05 |
0,42 |
151,8 |
9,6 |
89,2 |
4,1 |
39,5 |
4,0 |
ПД n=5 |
2,6 |
0,94 |
251,6 |
43,7 |
2,96 |
0,52 |
154,2 |
6,2 |
85,1 |
2,9 |
39,9 |
4,8 |
ВД n=5 |
2,2 |
0,06 |
210,0 |
30,0 |
2,65 |
0,27 |
148,6 |
16,7 |
79,1 |
7,8 |
36,9 |
2,5 |
|
ЗАЩИТНИКИ |
|||||||||||
ПЛ n=11 |
1,9 |
0,84 |
279,9 |
33,9 |
3,50 |
0,38 |
155,6 |
6,7 |
80,2 |
7,0 |
44,9 |
3,7 |
ПД n=11 |
2,0 |
0,49 |
240,7 |
48,0 |
2,93 |
0,54 |
150,9 |
12,5 |
82,0 |
4,3 |
39,1 |
5,5 |
ВД n=11 |
2,2 |
0,50 |
191,1 |
31,1 |
2,60 |
0,29 |
142,4 |
9,8 |
73,3 |
7,5 |
37,2 |
3,1 |
|
ПОЛУЗАЩИТНИКИ |
|||||||||||
ПЛ n=11 |
1,9 |
0,61 |
278,0 |
25,0 |
3,55 |
0,33 |
167,5 |
30,7 |
78,5 |
4,5 |
46,0 |
3,8 |
ПД n=21 |
1,9 |
0,43 |
209,2 |
42,2 |
2,81 |
0,58 |
149,6 |
12,8 |
74,6 |
5,6 |
38,7 |
6,3 |
ВД n=14 |
1,8 |
0,32 |
171,6 |
23,5 |
2,49 |
0,35 |
146,0 |
9,1 |
69,3 |
4,6 |
36,1 |
3,7 |
|
НАПАДАЮЩИЕ |
|||||||||||
ПЛ n=7 |
2,0 |
0,24 |
273,4 |
19,5 |
3,34 |
0,16 |
152,9 |
10,7 |
82,0 |
5,9 |
43,2 |
2,4 |
ПД n=7 |
1,8 |
0,38 |
225,3 |
40,0 |
2,95 |
0,47 |
146,9 |
10,2 |
76,4 |
6,7 |
39,8 |
5,2 |
ВД n=6 |
1,9 |
0,16 |
187,8 |
21,7 |
2,59 |
0,13 |
141,8 |
6,0 |
72,6 |
8,1 |
36,8 |
2,1 |
Примечание: ПЛ – Премьер-лига, ПД – Первый дивизион, ВД – Второй дивизион, КАнП – кардиоинтервальный порог, МКАнП – мощность кардиоинтервального порога, ВАнП – вентиляционный анаэробный порог.
Были рассчитаны средние значения показателей кардиоинтервального порога (КАнП) :
Из табл. 1 видно, что кардиоинтервальный порог наблюдается в момент появления плато на кривой, у всех футболистов на уровне SD 1=2,00±0,55 мс, при этом мощность у футболистов разной квалификации и амплуа достоверно различается.
Показано, что у защитников и полузащитников выступающих в премьер-лиги относительная мощность МоКАнП (Вт/кг) статистически достоверно выше по сравнению с игроками первого и второго дивизиона (p<0,001). Статистически достоверных различий между нападающими премьер-лиги и первого дивизиона по относительной мощности (МоКАнП, Вт/кг) не выявлено (p>0,05), но, у нападающих премьер-лиги наблюдается большая масса тела (p>0,1), а по абсолютной мощности кардиоинтервального порога между двумя группами футболистов наблюдаются достоверные различия (p<0,05).
При сравнении вратарей была выявлена тенденция к увеличению абсолютной и относительной мощности кардиоинтервального порога (МоКАнП, Вт/кг) с ростом спортивного мастерства (от второго дивизиона до уровня премьер-лиги), различия не достоверны (p>0,1).
Как показано в табл.1, футболисты премьер-лиги при высокой относительной мощности кардиоинтервального порога (МоКАнП, Вт/кг) характеризуются более высокими значениями SD 1 (мс), различия статистически достоверны (p<0,05).
Так же была выявлена тенденция к росту массы тела футболистов разного амплуа от уровня второго дивизиона до уровня премьер-лиги, различия достоверны (p<0,05), при чем за счет увеличения мышечной массы, обхвата бедра и скоростно-силовых возможностей [7, 9].
Показатели потребления кислорода на уровне вентиляционного ВАнП были вычислены по ранее разработанной [8] формуле:
Данные о потребление кислорода представлены в табл.1 в относительных значениях.
Полученные результаты согласуются с данными [7, 9], где проводилось сравнение футболистов разного уровня мастерства по оценке аэробных возможностей мышц ног (потребления кислорода на уровне вентиляционного ВАнП), однако не согласуются с приводимыми величинами ПК АнП футболистов ведущих команд России [5], по нашим данным соответствующих только уровню игроков второго дивизиона. Такое различие возможно, например, при обследовании футболистов в разные периоды годичного цикла, в данной работе обследование футболистов проводилось в середине соревновательного периода, а в приводимой работе З.Г. Орджоникидзе (2007) в переходный период.
Однако не всегда низкие аэробные возможности мышц ног футболистов характерны для переходного периода. Например, после смены главного тренера, в связи с неудовлетворительным выступлением команды, по результатам обследования были получены низкие значения ПК АнП (35,6±4,2 мл/кг/мин) для начала соревновательного периода команды первого дивизиона. Квалификация нового главного тренера позволила учесть при планировании физической, технико-тактической подготовки индивидуальные особенности футболистов и применить для повышения аэробных возможностей – биологически целесообразные средства и методы тренировки. В результате после завершения соревновательного периода произошло статистически достоверное увеличение ПК АнП (с 35,6±4,2 до 49,0±7,5 мл/кг/мин, p<0,001), что в итоге привело к успешному выступлению команды.
Надежность теста. С целью определения надежности разработанного теста была сформирована группа из n=48 футболистов, которая через две недели прошла повторное тестирование, в результате которого степень надежности полученных результатов при повторном тестировании была Rtt=0,97. Коэффициент корреляции был достоверен при уровне значимости р<0,01, что говорит о высокой надежности разработанного метода.
Выводы
Литература