WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Колесникова Анна Александровна

Физиологическое обоснование коррекции

водно-электролитного и энергетического баланса ВЕЛОСИПЕДИСТОВ-ШОССЕЙНИКОВ

03.03.01 – Физиология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Краснодар – 2012

Работа выполнена в Кубанском государственном университете физической культуры, спорта и туризма.

Научный руководительдоктор биологических наук, профессор

Артемьева Надежда Константиновна

Научный консультант:  кандидат педагогических наук, профессор

Тарасенко Алексей Александрович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

                              Сентябрёв Николай Николаевич

                              Волгоградская государственная

  академия физической культуры        

  (г. Волгоград)

  доктор медицинских наук, профессор

  Павлюченко Иван Иванович

  Кубанский государственный медицинский

  университет

  (г. Краснодар)

                                       

Ведущая организация:  Ярославский государственный педагогический  университет им. К.Д. Ушинского

  (г. Ярославль)

Защита диссертации состоится «___»_____________ в _______ часов на заседании диссертационного совета Д 311.009.01, созданного на базе Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма по адресу: 350015, г. Краснодар, ул. Будённого, 161.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма.

Автореферат разослан «____»____________

Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор педагогических наук,

профессор  М.М. Шестаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В современном спорте значительно возрос объем тренировочных и соревновательных нагрузок. Спортсмены, как правило, тренируются в режимах близких к пределам функциональных возможностей организма (Г.В. Марков с соавт., 2003; С.С. Михайлов, 2004; А.Д. Викулов, 2004;  Г.А. Макарова, 2008; А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2008; Р.Д. Сейфулла с соавт., 2009; Н.Н. Сентябрёв, 2011; J.L. Minigh, 2007; J. Kurz, 2008).

Особый интерес в этом плане представляет велосипедный спорт – олимпийский вид спорта, который предъявляет высокие требования к энергообеспечивающей системе организма. Специальная работоспособность и уровень спортивных достижений определяются здесь, прежде всего, эффективностью мобилизации и использования энергетических ресурсов организма. Одним из факторов, лимитирующих развитие специальной выносливости велосипедистов-шоссейников, является снижение энергетических потенций на фоне выраженной дегидратации (А.О. Карелин, 2003; А.И. Пшендин, 2003; И.В. Коваль с соавт., 2007; Н.К. Артемьева, 2008; И.Н. Солопов, 2009; S.J. Montain, 2006). Физическая нагрузка в условиях дегидратации провоцирует более выраженное нарушение энергетического баланса, водно-электролитного статуса, развитие тканевой гипоксии, уменьшение ферментативной активности под влиянием «рабочего» метаболизма тканей, изменение гомеостаза, снижение параметров функционального состояния и эффективности адаптации в целом.

Данной проблеме посвящено достаточно большое число исследований, позволивших разработать рекомендации по коррекции водно-электролитного режима представителей различных спортивных специализаций, в том числе и путём использования напитков функциональной направленности (Е.А. Дегтярева, 2000; Г.В. Марков, Е.К. Смолина, 2002; Н.И. Волков, Л.А. Игуменова, 2003;  А.И. Пшендин, 2003; Л. Армстронг, К. Кармайкл, 2004; В.А. Тутельян с соавт., 2004; Н.К. Артемьева, 2008; Павлюченко И.И., 2010; S.A. Kavouras, 2005). Особое внимание уделяется применению различных методов насыщения организма кислородом, в том числе разработке кислородных коктейлей, и применению воды, обогащённой кислородом (В.Л. Воейков, 2003; Р.Н. Фомин, 2005; Н.К. Артемьева, 2012). Однако работы, касающиеся сравнительного анализа дегидратации велосипедистов-шоссейников с учётом уровня их квалификации и энергетической направленности выполняемой нагрузки, носят единичный характер, что не позволяет в полной мере физиологически обосновать закономерности дегидратации и определить эффективные пути компенсации водно-электролитного и энергетического баланса.

В этой связи проблема создания рабочего метаболического фона для реализации педагогических задач и повышения энергетического потенциала велосипедистов-шоссейников во время тренировок и соревнований в условиях дегидратации требует комплексного подхода, включающего не только коррекцию водно-электролитного и энергетического баланса, но и оптимизацию пищевого статуса спортсменов с учётом индивидуальных особенностей организма. Весьма перспективным направлением повышения эффективности тренировочного процесса велосипедистов-шоссейников остаётся решение задач индивидуальной коррекции нутриционного статуса путём разработки природных композиций недопинговой природы на основе воды, обогащённой кислородом, оказывающих регулирующее воздействие на отдельные звенья обмена веществ, которые способствуют восстановлению водно-электролитного баланса и сохранению параметров гомеостаза, а также улучшению функционального состояния и управлению процессами адаптации. Это и послужило основанием для проведения настоящей работы, определило цель и задачи исследования.

Работа выполнялась в рамках тематического плана НИОКР Министерства спорта, туризма и молодежной политики РФ по теме: «Обоснование индивидуальной коррекции пищевого статуса велосипедистов-шоссейников с использованием альтернативных допингу природных функциональных продуктов» (№ госрегистрации 01201061994).

       Цель работы – физиологическое обоснование коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников с позиции её срочного и кумулятивного влияния на метаболический статус, функциональное состояние организма и развитие специальной выносливости.

Задачи исследования:

– дифференцировать степень дегидратации велосипедистов-шоссейников, специализирующихся в разных видах гонки, в зависимости от уровня квалификации и энергетической направленности тренировочной нагрузки;

– разработать интегральную модель коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников с позиции индекса пищевого статуса, оценить адекватность питания и провести его оптимизацию;

– обосновать физиологическую направленность компонентов регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом;

– выявить физиолого-биохимические закономерности срочного влияния разработанного напитка на параметры метаболического статуса и установить характер взаимосвязи степени дегидратации, компонентного состава массы тела и параметров функционального состояния организма велосипедистов;

– оценить кумулятивное влияние курсового приёма регидратационого эргогенического напитка на функциональное состояние и специальную выносливость велосипедистов-шоссейников.

Научная новизна работы заключается в реализации комплексного подхода, объединяющего физиологические, биохимические, морфологические, гигиенические и педагогические аспекты проблемы регидратации и коррекции энергетического баланса, направленной на повышение специальной выносливости велосипедистов-шоссейников. При этом впервые:

– выявлено неоднозначное отношение ведущих спортсменов и тренерского состава к проблемам коррекции водно-электролитного баланса и энергетических потенций организма во время выполнения тренировочных и соревновательных нагрузок, что требует дополнительных физиологических знаний;

– установлена зависимость степени дегидратации от вида выполняемой нагрузки, при этом абсолютные показатели скорости дегидратации в индивидуальной, командной и групповой гонках достоверно менее значимы, чем в гонке-критериуме, а потери жидкости у низкоквалифицированных спортсменов больше по сравнению с высококвалифицированными;

– разработана интегральная модель коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников с позиции индекса пищевого статуса, включающего эргогенические вещества, параметры электролитного компонента, инициирующие процессы сокращения мышечных волокон, а также содержание витаминов, участвующих в реализации окислительного фосфорилирования;

– проведено компьютерное моделирование состава композиции нового напитка на основе воды, обогащённой кислородом, позволяющего компенсировать дефицитные состояния энергетического, водно-электролитного баланса и витаминного статуса; разработана технология его получения, физиологически обоснована схема проведения регидратации;

– выявлены физиолого-биохимические закономерности влияния срочной коррекции водно-электролитного и энергетического баланса на фоне приёма напитка, выразившиеся в сохранении массы тела и перераспределении её компонентного состава, а также в снижении ЧСС и систолического артериального давления крови, что обеспечивает экономизацию функций ССС на фоне нормализации метаболического статуса организма велосипедистов-шоссейников;

– доказан кумулятивный эффект от приёма разработанного напитка, направленный на расширение функциональных возможностей, повышение уровня общей и специальной выносливости, а также ускорение процессов отставленного восстановления высококвалифицированных спортсменов, специализирующихся в велосипедных шоссейных гонках.

Теоретическая значимость. Результаты исследования расширяют представление о физиолого-биохимических закономерностях влияния дегидратации на организм велосипедистов разной спортивной квалификации в условиях различных видов гонок на шоссе. Полученные данные дают объективную возможность концептуально шире представить роль нутриционного фактора в процессе адаптации велосипедистов-шоссейников, а также с физиологических позиций обосновать закономерности дегидратации и необходимость одновременной коррекции водно-электролитного и энергетического баланса спортсменов на фоне интенсивной мышечной деятельности, направленной на развитие специальной выносливости.

Получены дополнительные факты, позволяющие с физиологических позиций оценить сложившиеся представления о повышении специальной выносливости велосипедистов-шоссейников в условиях дегидратации.

Практическая значимость исследования состоит в разработке физиологически обоснованных рекомендаций по коррекции водно-электролитного и энергетического баланса организма с учётом выявленных основных нарушений пищевого статуса спортсменов, занимающихся велосипедным спортом.

В качестве эффективного метода регидратации предложена схема приёма разработанного регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом, способствующего повышению специальной выносливости и позволяющего ускорять процессы восстановления.

Полученные рекомендации могут использоваться для велосипедистов и представителей других видов спорта на развитие выносливости, а также для решения прикладных вопросов в сферах деятельности человека, связанных с вредными условиями труда, перегрузками, утомлением на фоне дегидратации.

Основные научно-методические разработки настоящего диссертационного исследования используются в учебном процессе курса физиологии и биохимии спорта при подготовке специалистов и магистров по направлению «физическая культура и спорт».

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Система коррекции водно-электролитного и энергетического баланса спортсменов, специализирующихся в гонках на шоссе, носит комплексный характер и должна учитывать пищевой статус, индивидуальные особенности организма спортсмена, его квалификацию, вид гонок и специфику энергетической направленности выполняемых нагрузок.

2. Физиологическое обоснование состава композиции природных биологически активных компонентов определяет функциональную направленность регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом, его приём позволяет одновременно воздействовать на функции организма, отвечающие за повышение адаптации к специфическим нагрузкам в гонках на шоссе.

3. Срочный и кумулятивный эффект на фоне комплексной коррекции водно-электролитного и энергетического баланса выражается в нормализации метаболического фона, расширении функциональных возможностей организма, повышении уровня общей и специальной выносливости в условиях дегидратации, а также в ускорении процессов отставленного восстановления организма.

Апробация работы и внедрение полученных результатов

Результаты диссертации доложены и обсуждены на: XXXII научной конференции студентов и молодых ученых вузов южного федерального округа (Краснодар, 2005); научно-практической конференции КГУФКСТ «Актуальные вопросы физической культуры и спорта» (Краснодар, 2005); научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана «Научные подходы к решению региональных гигиенических проблем сохранения здоровья человека» (Липецк, 2005); I Съезде физиологов СНГ (Москва, 2005); научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана «Гигиенические проблемы оптимизации окружающей среды и охраны здоровья населения» (Самара, 2006); II Съезде физиологов СНГ (Москва – Кишинэу, 2008);  ХХХVI научной конференции студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа, посвященной 40-летнему юбилею КГУФКСТ (Краснодар, 2009); научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, посвященной 40-летию КГУФКСТ (Краснодар, 2009); международной научно-практической конференции «Функциональные продукты питания: ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья, гигиенические аспекты и безопасность» (Краснодар, 2009); конференции «Инновационные технологии и перспективы развития спортивной науки» в рамках всероссийского форума «Молодые ученые – 2009»  (Москва, 2009); научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава КГУФКСТ (Краснодар, 2010); научно-практической конференции КГУФКСТ «Актуальные вопросы физической культуры и спорта» (Краснодар, 2010); III Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2011); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Ресурсы конкурентоспособности спортсменов: теория и практика реализации» (Краснодар, 2011).

Разработанные практические рекомендации используются для организации тренировочного и соревновательного процесса велосипедистов-шоссейников, что подтверждено актами о внедрении результатов в практику спорта (СДЮСШОР по велосипедному спорту, Краснодар, 2008; Федерация велосипедного спорта Кубани, Краснодар, 2008), для повышения эффективности занятий фитнесом (фитнес-клуб «Анита-плюс», Краснодар, 2009; фитнес-клуб «Икс-фит Солнечный», Краснодар, 2009)  а также рекомендованы для различных профессиональных групп, работающих на промышленных предприятиях (ФГУН «федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана», Институт общей и профессиональной патологии, Москва, 2008).

Научно-исследовательская работа является победителем конкурса «Лучшая научная и творческая работа аспирантов, соискателей высших учебных заведений Краснодарского края», Краснодар, 2008 (1 место), всероссийского форума «Молодые ученые - 2009», Москва, 2009 (3 место). На всероссийском конкурсе молодежных инновационных проектов «Зворыкинский проект» (Селигер, 2009) вошла в число 100 лучших проектов России и 3-х лучших проектов Краснодарского края.

По результатам исследований получено 2 патента РФ на изобретение и полезную модель (2010, 2011 гг.).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Общий объём работы составляет 177 страниц компьютерного текста, содержит 24 рисунка, 22 таблицы. Библиография включает 320 наименований, в том числе 100 иностранных изданий.

Организация и методы исследования

Участниками исследования являлись высококвалифицированные спортсмены, специализирующиеся в велосипедном спорте на шоссе (СДЮСШОР г. Краснодара по велосипедному спорту, КМС и МС); спортсмены (1 разряд – МСМК) из 19 команд, участвовавших в Чемпионате России по велосипедному спорту на шоссе в г. Анапе Краснодарского края, и  участники II летней спартакиады учащихся Кубани (2 разряд – КМС). 

Общая схема исследования представлена на рисунке 1.

       

Рисунок 1. Общая схема организации исследования

Методы исследований: анализ научно-методической литературы, интервьюирование, антропометрические измерения и анализ компонентного состава массы тела, оценка степени дегидратации, индекса пищевого статуса и адекватности питания, определение энергетического баланса, компьютерное моделирование, биохимические методы исследования метаболического фона организма и водно-электролитного баланса, определение энергетической направленности тренировочных нагрузок, функционального состояния кардиореспираторной системы, специальной выносливости, физической работоспособности, педагогическое тестирование, оценка уровня физического здоровья и психоэмоционального состояния спортсменов.

Биохимические исследования крови, мочи и пота проводили в клинико-биохимической лаборатории и на кафедре биохимии и естественнонаучных дисциплин КГУФКСТ.

Для оценки пищевого статуса, коррекции водно-электролитного и энергетического баланса использовали авторскую программу «Диета ФП» (Н.К. Артемьева, 2004). Графическое оформление и статистическую обработку результатов исследования проводили с применением пакета компьютерных программ Statistica 6.0.

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ интервьюирования квалифицированных спортсменов и тренеров из 19 команд, участвовавших в Чемпионате России, позволил выявить неоднозначное отношение к физиологической необходимости использования специализированных напитков для поддержания водно-электролитного баланса и повышения энергетических потенций организма. При этом большинство спортсменов (98%) не удовлетворены применяемыми способами регидратации. Одни тренеры считают, что регидратация не оказывает влияния на развитие специальной выносливости, другие убеждены, что напитки необходимо применять только в дни соревнований, а во время тренировок они не дают положительного эффекта. Очевидно, что, несмотря на большой интерес к проблеме дегидратации, спортсмены и тренеры затрудняются с физиологических позиций обосновать необходимость и пути её коррекции.

Исследование степени дегидратации во время соревнований велосипедистов-шоссейников разной квалификации в условиях четырёх видов гонок различной энергетической направленности позволило установить достоверные различия изучаемых показателей во всех видах, кроме командной и гонки-критериум. При этом абсолютные показатели скорости потери воды в условиях гонки-критериум составили в среднем 1,4 кгчас-1, а в остальных видах гонок колебались в пределах 0,81 - 0,92 кгчас-1. Вероятно, достоверно более значимая степень дегидратации в гонке-критериуме (p<0,05) связана с эмоциональным фактором, возникающим в результате тесного контакта с другими гонщиками и постоянно меняющимися условиями, что, по данным литературы (Н.И. Волков, 2000), способствует усилению секреции пота под действием адреналина, ацетилхолина, а также холиномиметических веществ.

Следует отметить, что у спортсменов разной квалификации наблюдается идентичная направленность динамики степени дегидратации (рисунок 2).

       

* - различия статистически достоверны (p<0,05)

Рисунок 2. Динамика степени дегидратации спортсменов разной квалификации,

участвующих в различных гонках (n=62)

Однако атлеты более высокой квалификации теряют достоверно меньше воды по сравнению с низкоквалифицированными независимо от энергетической направленности нагрузки, что свидетельствует о менее развитых механизмах регуляции водно-электролитного обмена у последних и низкой толерантности к эмоциональным нагрузкам.

Анализ характера видов деятельности велосипедистов-шоссейников показал, что тренировочные занятия составляют 26,5% суточных энергозатрат и включают нагрузки аэробной, аэробно-анаэробной и анаэробно-алактатной направленности (рисунок 3).

Рисунок 3. Характеристика энергетической направленности тренировочной деятельности, %

Как видно из представленных данных, в развитии специальной выносливости преобладают нагрузки аэробной направленности (62,9%) с достаточно высоким вкладом аэробно-анаэробного энергообеспечения (31,8%), что предполагает совершенствование системы окислительного фосфорилирования и требует комплексного подхода и физиологического обоснования индивидуальной коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников с учётом пищевого статуса спортсменов, уровня квалификации и энергетической направленности тренировки.

Для оценки адекватности питания нами использовалась авторская программа «Диета ФП» (Н.К. Артемьева, 2004), основу которой составляет интегральный критерий качества – индекс пищевого статуса, учитывающий основные и эссенциальные нутриенты (56 показателей). Полученные данные позволили констатировать количественные и качественные нарушения нутриентного состава базовых пищевых рационов спортсменов. индекс пищевого статуса составил 60,8±2,1%, что свидетельствует о существенном нарушении сбалансированности основных и эссенциальных пищевых веществ. Энергетическая ценность суточного набора продуктов на 835,0±9,5 ккал меньше среднесуточных энергозатрат спортсменов. При этом обнаружены дефицитные состояния всех калоригенов и особенно углеводов. Существенные отклонения от физиологических норм выявлены в потреблении аскорбиновой кислоты, витаминов группы В и РР, участвующих в регуляции углеводного обмена и входящих в состав окислительно-восстановительных ферментов митохондрий, обеспечивающих аэробный компонент выносливости. Минеральный состав также не сбалансирован и имеет дефицитные состояния по незаменимым нутриентам (Na, K, Ca, Mg, P), которые участвуют в реализации процессов аэробного окисления веществ и инициируют химизм мышечного сокращения. Все это указывает на необходимость проведения оперативной оптимизации пищевого статуса с целью создания рабочего метаболического фона, способствующего повышению специальной выносливости велосипедистов-шоссейников в условиях дегидратации.

Оптимизация качественного и количественного состава пищевых рационов осуществлялась путём приближения его к индивидуальным физиологическим нормам с учётом пищевых предпочтений и энергетической направленности тренировочных занятий. Для дополнительной коррекции выявленных нарушений, с помощью компьютерного моделирования, тщательно подобраны состав и количественные соотношения природных компонентов композиции напитка на основе воды, обогащённой кислородом (Патент РФ № 2415613). Компоненты разработанного напитка в совокупности обеспечивают его регидратационные и эргогенические свойства. С учетом введения с напитком недостающих ингредиентов, содержание важнейших витаминов и минеральных элементов приблизилось к физиологической норме (рисунок 4).

Рисунок 4. Повышение витаминного и минерального статуса велосипедистов-шоссейников после оптимизации и введения разработанного напитка

Углеводный компонент напитка представлен легкоусвояемыми дисахаридами и мальтодекстринами с разным гликемическим индексом в соотношении, обеспечивающем пролонгированное эргогеническое действие, что способствует поддержанию концентрации глюкозы в крови и повышению специальной работоспособности, задерживая развитие утомления во время выполнения дистанции. Сочетание углеводов с Na увеличивает интенсивность всасывания жидкости до максимума, усиливая регидратационные свойства напитка (В.М. Смульский, 1996).

Содержащийся в полученном напитке активный кислород (43 мгл-1) обеспечивает стимуляцию окислительных процессов в организме, в первую очередь за счет повышения эффективности усвоения органами и тканями кислорода не только из крови, но и из лимфы, что усиливает клеточный метаболизм и активизирует кровообращение. Известно, что повышение содержания кислорода в крови положительно влияет на обмен и перекисное окисление липидов в клеточных мембранах, сохраняя их функциональную активность (Р.Н. Фомин, 2005).

Срочное влияние регидратационного эргогенического напитка оценивалось по уровню дегидратации, показателям компонентного состава массы тела, параметрам функционального состояния, водно-электролитного обмена и метаболического статуса организма спортсменов. Все обследуемые после фонового тестирования были разделены на 2 равнозначные группы. Спортсмены основной группы получали по 200 мл разработанного напитка за 30 минут до выполнения нагрузки и через каждые 15 км пути, а представители контрольной группы по идентичной схеме – «плацебо». Тестирующая нагрузка (до отказа) выполнялась в лабораторных условиях на велоэргометре типа «Монарк».

Полученные результаты исследования свидетельствуют о том, что участники основной группы на фоне приёма разработанного напитка работали более длительное время (пройденный путь составил 81±3,8 км), что на 29% (p<0,05) превышало среднее время удержания нагрузки в контрольной группе (57,4±2,1 км). Степень дегидратации в исследовании с приемом регидратационного напитка на основе воды, обогащённой кислородом, на 32% (p<0,05) ниже по сравнению с группой, принимавшей «плацебо». При этом у велосипедистов-шоссейников более высокой квалификации (МС) в обеих группах этот показатель достоверно меньше (p<0,05) по сравнению с низкоквалифицированными спортсменами, независимо от вида регидратации, что ещё раз подтверждает рост адаптационных возможностей механизмов регуляции водно-электролитного обмена, способствующих повышению специальной выносливости у высококвалифицированных спортсменов.

Результаты изучения компонентного состава массы тела выявили значимое снижение в контрольной группе массы тела на 3,2%, а в основной – при сохранении массы тела (p<0,05), жировой компонент снизился на 0,9%,. Это, вероятно, связано с более длительной работой «до отказа», в энергообеспечении которой наряду с углеводами активно участвовали жирные кислоты. Висцеральный жир в обеих группах остался без изменения. Показатель базального метаболизма в основной группе имел тенденцию к увеличению, в то время как в контрольной – достоверно уменьшился, что указывает на дефицитное состояние энергетического баланса в период выполнения нагрузки.

Средний уровень сатурации кислорода в крови (SpO2) в контрольной группе после нагрузки достоверно снизился (с 96,1±0,3 до 94,9±0,3%), в то время как в основной группе – не изменился (p>0,05), что можно объяснить наличием в напитке кислорода, способствующего сохранению уровня насыщения крови кислородом во время работы. Параметры респираторной системы: пиковый экспираторный поток, объёмная скорость потока в средней части экспираторного потока (25-75%), пиковый инспираторный поток, после нагрузки в основной группе свидетельствуют о более экономичной и эффективной работе дыхательной системы спортсменов, принимавших напиток. Максимальная вентиляция лёгких после работы достоверно снизилась в обеих группах, однако у представителей основной группы – в меньшей степени, что является результатом повышенной согласованности дыхательных актов с сокращением дыхательных мышц.

Эффективность влияния регидратации на функциональное состояние и компонентный состав массы тела спортсменов оценивалась с помощью однофакторного дисперсионного анализа. Степень дегидратации нами условно дифференцирована на 3 уровня: слабый (1-2%), сильный (2-3%) и очень сильный (3-5%).

В таблице 1 представлены достоверные различия степени дегидратации в контрольной и основной группах велосипедистов (доля соответствующей дисперсии в общей составила 54,8 %), что указывает на более высокую степень дегидратации в группе «плацебо» при выполнении равнозначной по объёму и интенсивности нагрузки.

Таблица 1

Дисперсионный анализ степени дегидратации и показателей систолического артериального давления велосипедистов-шоссейников основной и контрольной групп (n=70)

Изменчивость

Степени свободы (df)

Средний квадрат (MS)

Критерий

Фишера

Дисперсия (2)

Доля в общей дисперсии, %

степень дегидратации

Основная и контрольная группы

1

10,00

43,2**

0,28

54,8

Остаточная

68

0,23

0,23

45,2

Систолическое артериальное давление

Основная и контрольная группы

1

378,93

5,6*

8,90

11,6

Остаточная

68

67,49

67,49

88,4

* – различия статистически достоверны (p<0,05); ** – различия статистически достоверны (p<0,01).

Доля влияния напитка на систолическое артериальное давление составляет 11,6%, вероятно, у представителей группы, принимавшей «плацебо», статистически достоверное снижение этого параметра вызвано падением венозного возврата за счёт снижения общего и центрального объёма циркулирующей крови во время работы на фоне высокой степени дегидратации.

Дисперсионный анализ выявил достоверное влияние потребления регидратационного эргогенического напитка на массу тела (сохраняя её) и ЧСС (обеспечивая экономизацию функций ССС), при этом доля влияния фактора потребления разработанного напитка составила 19,5 и 16,6% соответственно. Кроме этого установлена обратная зависимость степени дегидратации и снижения жирового компонента массы тела у представителей основной группы (доля влияния в общей дисперсии составила 23,0%). У спортсменов контрольной группы выявлены статистически значимые различия только по уровню дегидратации и по признаку «жировой компонент массы тела» (доля дисперсии составила 21,2%).

Дегидратация оказывает существенное влияние на состояние гомеостатических процессов, регулирующих водно-электролитный обмен велосипедистов-шоссейников. На фоне потребления разработанного напитка в основной группе отмечены достоверно менее значимые изменения экскреции с мочой и выделения с потом всех исследуемых электролитов: Cl-, Na+, Са2+, К+, РО4+3. При этом у спортсменов контрольной группы существенное снижение в моче концентрации Cl-  (на 11,4%), Na+ (на 8,3%) и Са2+ (на 11,4%),  повышение на 14,2% К+ и на 29,3% РО4+3 отражает нарушение гомеостаза, сократительной деятельности мышечной ткани, нормального функционирования нервной ткани, что, как следствие, может привести к снижению специальной работоспособности. С потом спортсмены теряли в большей степени ионы Cl- и  Na+, которые содержатся в плазме и тканевой жидкости. потери ионов К+, связанные, в основном, с внутриклеточной средой, были значительно меньше. При этом у спортсменов высокой квалификации концентрация изучаемых параметров в биологических жидкостях ниже по сравнению с низкоквалифицированными.

Экскреция аскорбиновой кислоты у представителей основной группы повысилась на 84,4% (p<0,001), что изменило насыщение организма от «недостаточного» до «умеренного». В контрольной группе достоверных изменений не наблюдалось.

Результаты экскреции метаболитов белкового обмена после нагрузки у представителей обеих групп обнаружили достоверное изменение креатинина и мочевины, что характеризует реакцию организма на повышенную физическую нагрузку как адекватную. В то же время в период отставленного восстановления концентрация мочевины у представителей основной группы восстановилась до исходного уровня, а у спортсменов контрольной – через 12 часов отдыха значения изучаемого параметра достоверно (на 36,4%) превышали дорабочий уровень (p<0,001), что косвенно свидетельствует о недовосстановлении организма после тренировочной нагрузки. Относительно параметров углеводного обмена снижение глюкозы в крови у представителей группы «плацебо» позволяет констатировать необходимость дополнительного углеводного питания во время нагрузки. в основной группе концентрация глюкозы и показатели кислотно-щелочного равновесия крови соответствовали характеру выполняемой нагрузки, что обеспечивалось эргогеническими свойствами разработанного напитка. Появление кетоновых тел в моче свидетельствует об активном участии липидных источников энергообразования.

Психоэмоциональное состояние по результатам субъективной оценки в основной группе велосипедистов-шоссейников по всем исследуемым показателям САН выше, что позволяет констатировать более легкую переносимость тренировочных нагрузок на фоне достоверного повышения уровня физического здоровья.

Следующим этапом работы являлось изучение кумулятивного влияния курсового приёма регидратационного эргогенического напитка на функциональное состояние, компонентный состав массы тела и специальную выносливость велосипедистов. Данное исследование позволило установить у спортсменов основной группы достоверное увеличение мышечного компонента и уменьшение жирового. В контрольной группе статистически значимых изменений компонентного состава массы тела не наблюдалось. 

Коррекция нутриционного статуса спортсменов основной группы в совокупности с тренировочными занятиями и регидратацией привела к существенному улучшению (p<0,05) таких показателей сердечно-сосудистой системы, как проба Руффье (42,2%) и индекс Робинсона (15,96%). У обследуемых контрольной группы наблюдалась аналогичная тенденция, однако достоверных изменений не отмечено. Проба Летунова выявила нормотоническую реакцию спортсменов основной группы на физическую нагрузку, представители контрольной группы показали различные атипичные реакции.

Для оценки функциональных возможностей внешнего дыхания определялась  жизненная емкость легких, величина которой проявила тенденцию к повышению у представителей обеих групп. Улучшение показателей пробы Розенталя и достоверное (p<0,05) снижение частоты дыхания (на 17,4%) обнаружено только в основной группе. Уровень физической работоспособности по показателям PWC170 (велоэргометрия) и максимальное потребление кислорода также выявили достоверный прирост результатов только в основной группе (на 15,3%).

Анализ параметров заключительного тестирования специальной выносливости в основной группе позволил установить наиболее значимые изменения критической мощности работы и достоверный прирост показателей скоростного компонента скоростной силы, силового компонента скоростной силы и силовой выносливости. В контрольной группе достоверный прирост результатов обнаружен только для силового компонента скоростной силы (таблица 2).

Таблица 2

Кумулятивное влияние приёма регидратационного эргогенического

напитка на специальную выносливость велосипедистов-шоссейников

Показатели тестирования

Основная группа, n=20

Контрольная группа, n=20

М

±m

t

p

М

±m

t

p

Быстрота, об.·кг-1

И

0,75

0,07

1,10

>0,05

0,70

0,03

0,48

>0,05

З

0,79

0,07

0,71

0,04

Скоростной компонент скоростной силы,  об.·кг-1

И

0,58

0,02

2,36

<0,05

0,55

0,02

0,33

>0,05

З

0,64

0,03

0,55

0,03

Силовой компонент скоростной силы, об.·кг-1

И

0,43

0,01

3,52

<0,01

0,40

0,01

2,32

<0,05

З

0,49

0,02

0,43

0,01

Силовая выносливость, об.·кг-1

И

0,60

0,03

3,04

<0,01

0,58

0,02

1,76

>0,05

З

0,68

0,02

0,60

0,03

Критическая мощность работы, с·кг-1

И

7,50

0,43

4,43

<0,001

6,93

0,63

1,59

>0,05

З

8,69

0,30

7,39

0,62

Тестирование: И – исходное; З – заключительное.

Таким образом, комплексная коррекция водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников путём дополнительного введения регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом, позволяет направленно воздействовать на метаболический фон организма, создавать оптимальные условия для экономизации физиологических функций, повышая специальную выносливость необходимую для реализации педагогических задач с высоким спортивным результатом.

ВЫВОДЫ

1. Целесообразность разработки проблемы физиологического обоснования регидратации велосипедистов-шоссейников обусловлена необходимостью повышения уровня физиологических знаний спортсменов и тренеров о влиянии дегидратации на развитие специальной работоспособности, а также об эффективности использования регидратационных напитков для поддержания водно-электролитного баланса и энергетических потенций организма.

2. Степень дегидратации находится в прямой зависимости от длины дистанции и характера выполняемой нагрузки, при этом достоверные различия изучаемых показателей зарегистрированы во всех видах, кроме командной и гонки-критериум, наиболее выраженные изменения обнаружены в условиях групповой гонки. Абсолютные показатели скорости потоотделения в условиях гонки-критериум составили 1,4 кгчас-1, в то время как в остальных видах гонок колебались в пределах 0,81-0,92 кгчас-1, что, вероятно, связано с эмоциональным фактором. При этом у спортсменов разной квалификации наблюдается идентичная направленность динамики степени дегидратации, однако, независимо от вида гонки и способа регидратации, потери массы тела достоверно менее выражены у спортсменов высокой квалификации, что свидетельствует о совершенствовании адаптационных возможностей механизмов регуляции водно-электролитного обмена в процессе повышения уровня тренированности.

3. Интегральная модель коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников с позиции индекса пищевого статуса, учитывающего основные и эссенциальные нутриенты, позволяет оптимизировать изучаемые параметры путём приближения к индивидуальным физиологическим нормам с учётом энергетической направленности тренировочных занятий, уровня квалификации и степени дегидратации.

4. Состав композиции сбалансированных природных биологически активных компонентов определяет функциональную направленность регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом (43 мгл-1), что позволяет одновременно сохранять сатурацию кислорода в крови, обеспечивая стимуляцию окислительных процессов в организме, и восполнять дефицитные состояния следующих нутриентов: 

– Na, K, Ca, Mg, P, регулирующих процессы аэробного окисления веществ и инициирующих химизм мышечного сокращения;

– аскорбиновой кислоты, витаминов группы В и РР, участвующих в регуляции углеводного обмена и входящих в состав окислительно-восстановительных ферментов митохондрий, развивающих аэробный компонент выносливости;

– углеводов с разным гликемическим индексом в соотношении, обеспечивающем пролонгированное эргогеническое действие, что способствует срочному восстановлению энергетических ресурсов во время выполнения нагрузки.

5. Срочное влияние приёма разработанного напитка заключается в снижении степени дегидратации в среднем на 32% (p<0,05) и повышении среднего времени удержания нагрузки по сравнению с группой «плацебо» на 29% (p<0,05). Наличие в напитке кислорода способствует сохранению уровня насыщения крови кислородом во время работы в основной группе, в то время как средний уровень SpO2 в контрольной группе после нагрузки снижается на 1,2%. Параметры респираторной системы свидетельствуют о более экономичной и эффективной её работе. Динамика метаболических критериев, особенно белкового и электролитного статуса, наглядно иллюстрирует положительное влияние природной композиции на процессы адаптации организма к интенсивной мышечной деятельности и сокращение периода отставленного восстановления. Дисперсионный анализ позволил установить высокую долю влияния фактора потребления разработанного напитка на степень дегидратации, компонентный состав массы тела и функциональное состояние организма представителей основной группы.

6. Кумулятивный эффект коррекции водно-электролитного и энергетического баланса велосипедистов-шоссейников на фоне курсового приёма регидратационного эргогенического напитка выражается в расширении функциональных возможностей кардиореспираторной системы организма и повышении общей и специальной выносливости.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Система коррекции водно-электролитного и энергетического баланса спортсменов, специализирующихся в велогонках на шоссе, носит комплексный характер и должна учитывать индивидуальные особенности организма, пищевой статус, уровень квалификации спортсмена, вид гонок и специфику энергетической направленности выполняемых нагрузок. Такой подход позволит обеспечить поддержание стабильного метаболического фона в организме при выполнении физических нагрузок в условиях дегидратации.

Состав композиции природных биологически активных компонентов определяет функциональную направленность регидратационного эргогенического напитка на основе воды, обогащённой кислородом, что позволяет одновременно сохранять сатурацию кислорода в крови, обеспечивать быстрое всасывание жидкости, стимуляцию окислительных процессов в организме и восполнять дефицитные состояния основных электролитов, выводимых из организма с потом, и углеводов, обеспечивающих срочное восстановление энергетических потенций во время выполнения нагрузки.

Рекомендуемая схема приёма напитка: 200 мл принимают за 30 минут до начала выполнения длительной нагрузки, затем по 200 мл через каждые 15 км дистанции. Температура напитка 8-13оС, что способствует охлаждению полости рта, увеличению скорости всасывания, сохранению насыщения воды кислородом.

разработанный регидратационный эргогенический напиток на основе воды, обогащённой кислородом, может быть рекомендован в велоспорте и видах спорта на выносливость, а также может эффективно использоваться в сферах деятельности человека, связанных с перегрузками, переутомлением, вредными условиями труда на фоне дегидратации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Труды, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

Капустина, А.А. Биохимические аспекты коррекции питания в условиях интенсивной мышечной деятельности / А.А. Капустина, Н.К. Артемьева, В.В. Степуренко, И.И. Иванов // Научные труды Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана «Научные подходы к решению региональных гигиенических проблем сохранения здоровья человека». – Липецк: Министерство Здравоохранения РФ, 2005. – Вып. 15. – С. 400-403.

Капустина, А.А. Состояние водно-минерального обмена при напряженной мышечной работе / А.А. Капустина, Н.К. Артемьева // Научные труды Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана «Гигиенические проблемы оптимизации окружающей среды и охраны здоровья населения». – Самара: Министерство Здравоохранения РФ, 2006. – Вып. 17. – С.120-122.

Капустина, А.А. Изменение компонентного состава массы тела и функционального состояния велосипедистов на фоне приема специализированного напитка / А.А. Капустина, А.А. Тарасенко, Н.К. Артемьева, С.Н. Щеглов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2012. – № 02(76). С. 158 – 167. – Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/ 2012/02/pdf/13.pdf, 0,625 у.п.л.

Патенты

Установка для насыщения жидкости кислородом : Патент 92000 Российская Федерация : МПК7 C 02 F 1/24 (2006.01) / Н.К. Артемьева, А.А. Капустина, Б.В. Бурцев, О.О. Бут ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «КГУФКСТ». – № 2009147385/22 ; заявл. 21.12.2009 ; опубл. 10.03.2010, Бюл. № 7. – 2 с. : ил.

Способ получения кислородного напитка функционального назначения : Патент 2415613 Российская Федерация : МПК7 А 23 L 2/54 (2006.01) / Н.К. Артемьева, А.А. Капустина, Б.В. Бурцев, О.О. Бут ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «КГУФКСТ». – № 2009141656/13 ; заявл. 10.11.2009 ; опубл. 10.04.2011, Бюл. № 10. – 2 с.

Труды, опубликованные в других изданиях

Капустина, А.А. Анализ энергетической направленности тренировочной нагрузки велосипедистов в подготовительном периоде / А.А. Капустина // Тезисы докладов XXXII научной конференции студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа. – Краснодар, 2005. – С. 46-47.

Капустина, А.А. Проблемы дегидратации в спорте / А.А. Капустина // Тезисы докладов XXXII научной конференции студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа. – Краснодар, 2005. – С. 47-48.

Капустина, А.А. Влияние регидратационного напитка на основе воды с активными формами кислорода на уровень мочевины в моче / А.А. Капустина, М.А. Липатникова // Труды научно-исследовательского института проблем физической культуры и спорта КГУФКСТ. – Том 8. – Краснодар : КГУФКСТ, 2005. – С. 145-148.

Капустина, А.А. Повышение физической работоспособности высококвалифицированных спортсменов / А.А. Капустина, Н.К. Артемьева, А.А. Капустин // Научные труды II Съезда физиологов СНГ. – Москва – Кишинэу : Медицина – Здоровье, 2008. – С. 270.

Капустина, А.А. Анализ показателей физической работоспособности представителей разных спортивных специализаций / А.А. Капустина, В.Ю. Комаров, К.А. Косторной // Тезисы докладов ХХХVI научной конференции студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа, посвященной 40-летнему юбилею КГУФКСТ. – Часть 1. – Краснодар : КГУФКСТ, 2009. – С. 48-49.

Капустина, А.А. Анализ потребления регидратационных напитков, используемых велосипедистами-шоссейниками во время тренировочной и соревновательной деятельности / А.А. Капустина // Материалы юбилейной научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава, посвященной 40-летию КГУФКСТ (25-27 мая 2009 г., г. Краснодар). – Краснодар: КГУФКСТ, 2009 – С. 282-285.

Капустина, А.А. Новое поколение спортивных напитков в олимпийских видах спорта / А.А. Капустина, Н.К. Артемьева, Б.В. Бурцев // Материалы международной научно-практической конференции «Функциональные продукты питания: ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья, гигиенические аспекты и безопасность». – Краснодар: КубГАУ, 2009. – С. 213-215.

Капустина, А.А. Повышение эффективности тренировочного процесса велосипедистов-шоссейников путем использования эргогенического регидратационного напитка / А.А. Капустина // Материалы Всероссийского форума «Молодые ученые - 2009». – М.: Физическая культура, 2009. – Т.1. – С. 99–102.

Капустина, А.А. Оптимизация питания велосипедистов-шоссейников во время тренировочного процесса и соревновательной деятельности / А.А. Капустина, Ю.А. Рассказов // Материалы научной и научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава КГУФКСТ (20 апреля – 12 мая 2010 г., г. Краснодар). – Краснодар: КГУФКСТ, 2010 – С. 308-313.

Капустина, А.А. Метод получения спортивных напитков на основе кислородной воды / А.А. Капустина, Н.К. Артемьева, Б.В. Бурцев, С.М. Чернуха, О.О. Бут, В.В. Мочалова // Актуальные вопросы физической культуры и спорта: Труды научно-исследовательского института проблем физической культуры и спорта КГУФКСТ. – Т. 12. – Краснодар: КГУФКСТ, 2010. – С. 128-131.

Капустина, А.А. Моделирование напитка функционального назначения / А.А. Капустина, Н.К. Артемьева, Б.В. Бурцев // Материалы международной научно-практической конференции «Современные аспекты подготовки кадров для Олимпийских и Паралимпийских игр: Ванкувер – Лондон – Сочи». - Краснодар, 2010. – С. 24-25.

17.

Капустина, А.А. Эффективность использования регидратационного эргогенического напитка в условиях тренировочной и соревновательной деятельности велосипедистов-шоссейников / А.А. Капустина, И.В. Лисицына // Тезисы докладов ХХХVIII научной конференции студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа. - Часть 1. – Краснодар: КГУФКСТ, 2010. – С. 72-73.

18.

Капустина, А.А. Повышение биоэнергетического потенциала высококвалифицированных спортсменов в условиях напряженной мышечной деятельности с использованием композиций «Innovate2014» / А.А. Капустина, Н.К. Артемьева, О.О. Бут, В.В. Мочалова // Сборник докладов III Международной научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 28 июня – 1 июля 2011 г.). – М.: МГСУ, 2011. – С. 417-418.

19.

Капустина, А.А. Дисперсионный анализ уровня дегидратации велосипедистов-шоссейников на предсоревновательном этапе подготовки / А.А. Капустина, А.А. Тарасенко, Н.К. Артемьева, С.Н. Щеглов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Ресурсы конкурентоспособности спортсменов: теория и практика реализации» (25-26 ноября 2011 г., Краснодар). – Краснодар: ФГБОУ ВПО КГУФКСТ, 2011. – С. 158-161.







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.