153069 (Типологические особенности энергообеспечения скелетных мышц и работоспособность лыжников-гонщиков)

Типологические особенности энергообеспечения скелетных мышц и работоспособность лыжников-гонщиков

А. А. Богатов, Мордовский государственный педагогический институт, Саранск

Считается, что энергия, обеспечивающая сокращения мышц, образуется в процессе расщепления АТФ и существует три основных пути ее ресинтеза, названные источниками энергообеспечения: аэробный (окислительный), анаэробно-гликолитический и фосфагенный [1, 2, 18, 19, 22, 23].

Известно, что преобладание анаэробной или аэробной энергетики у человека определяется составом мышечных волокон и выявляется уже в детском возрасте [8]. Считается, что подобная специфика метаболических реакций генетически детерминирована [13,16]. В зависимости от индивидуальной организации энергетики скелетных мышц выделяют различные типы (варианты, профили) энергообеспечения. Так, Л.А. Марчик и Л.Л. Каталымов [11], изучая особенности энергетики мальчиков 7-8 лет, выявили в этом возрасте 6 типов энергообеспечения. В.Ф. Воробьев [3] определил у мальчиков 10 - 11 лет 4 варианта энергообеспечения мышечной работы. При изучении особенностей энергетической структуры у нетренированных студентов-мужчин 17-18 [12] и 18-22 лет [16] было показано наличие трех энергопрофилей.

Подобное снижение вариативности индивидуальной организации энергетики скелетных мышц может быть связано с онтогенетическими дифференцировками скелетных мышц, основные волны которых приходятся на 1 и 3 года, 5 - 6, 10 - 11 и 14 -16 лет [9].

В настоящее время все больше исследователей, работающих в области физического воспитания, приходят к мнению, что проблема индивидуализации тренировочных режимов не может быть исчерпана учетом только пола и возраста [5]. Одним из возможных условий оптимизации тренировочного процесса может явиться его программирование, базирующееся на основе учета типологических особенностей энергообеспе чения скелетных мышц.

Показано, что у мальчиков, не занимающихся спортом, тип энергообеспечения определяет работоспособность в различных зонах мощности [12]. Можно предположить, что тип энергетики будет обуславливать рабочие возможности спортсменов в специфических условиях тренировки и соревновательной деятельности.

Имеются данные, указывающие, что структура энергетики независимо от методики занятий развивается по специфическому для нее пути [13]. В этом случае определение типа индивидуальной организации энергообеспечения скелетных мышц на учебно-тренировочном этапе занятий в ДЮСШ могло бы позволить прогнозировать результат, которого может добиться спортсмен.

В свете вышесказанного целью нашего исследования было изучение типологических особенностей энергетики скелетных мышц лыжников-гонщиков и их взаимосвязи с работоспособностью в процессе годичного тренировочного цикла.

Методика исследований. В исследовании приняли участие 35 юношей в возрасте 17 - 18 лет, имеющих II - III разряды по лыжным гонкам и занимающиеся в одной учебно-тренировочной группе. Средний рост испытуемых - 174,33±3,74 см, вес - 66,6±7,02 кг. Наблюдения проводились во время переходного (май), подготовительного (октябрь) и соревновательного (февраль) периодов годичного тренировочного цикла.

Для характеристики энергетических систем использовали такие понятия , как мощность и емкость энергетического источника. Мощность определяется активностью тканевых ферментов энергетического метаболизма, а также пропускными возможностями систем транспорта кислорода. Емкость зависит от запаса доступных субстратов и от состояния резервных возможностей вегетативных систем организма [3, 18].

С помощью эргометрического метода тестирования, основанного на оценке коэффициентов уравнения Мюллера [4, 6, 7, 24], испытуемые на велоэргометре Ритм ВЭ-05 выполняли две нагрузки "до отказа" в зоне большой (3 Вт/кг) и субмаксимальной (6 Вт/кг) мощности - W1 и W2, соответственно [15]. За "отказ" от работы принимали прекращение педалирования либо резкое снижение его интенсивнос ти. Время удержания нагрузок (t1 и t2) использовали для расчета коэффициентов "a" и "b":

a = lg (t2 / t1) / lg (W1 / W2);

b = ln (t1 x W1a) = ln (t2 x W2a).

Величина коэффициента "а" характеризует положение ветвей кривой "мощность-время" относительно осей координат и выражает соотношение возможностей аэробного и анаэробно-лакта цидного источников. Коэффициент "b" характери зует аэробную емкость [3, 6].

Исходя из схемы участия основных источников энергии (фосфагенного, лактацидного и аэробного) в энергообеспечении мышечной деятельности в зависимости от ее длительности [2, 23, 25], подставляя значения коэффициентов в уравнение Мюллера t = eb / Wa, рассчитывали мощность нагрузки, которую испытуемый может поддерживать в течение 1, 10, 40, 240 и 900 с (показатели Wmax, W10, W40, W240, W900).

Показатели Wmax и W10 характеризуют мощность фосфагенного компонента энергообеспечения, W40 - гликолитического, W240 - рабочие возможности в зоне смешанной анаэробно-аэробной энергопродукции, а W900 - мощность аэробной энергосистемы [6, 11].

Для определения типа энергообеспечения скелетных мышц рассчитывали среднеарифметические значения мощностных показателей для всей выборки. Отличие величины индивидуального значения показателя на±0,67s от среднего (M) позволило оценить степень развития источников энергообеспечения. Если индивидуальная величина не выходила за пределы M±0,67s, развитие энергоисточника принимали за среднее. Если индивидуальное значение меньше или больше M±0,67s, то говорили, соответственно, о низком или высоком уровне развития источника энергии.

Работоспособность спортсменов оценивали по времени удержания велоэргометрических нагрузок умеренной (1,5 Вт/кг), большой, субмаксимальной мощностей и результатам, показанным на соревнованиях по лыжным гонкам на 10 и 5 км.

Полученные данные математически обработаны на ЭВМ с помощью стандартной программы.

Для определения достоверности различий рассчитывали доверительный коэффициент (t) Стъюдента. На основании величины t и числа наблюдений по таблице [9] определяли процент возможной ошибки, выражаемый в виде значения вероятности различия - p.

Результаты исследования и их обсуждение. На первом этапе исследования (переходный период) был проведен анализ индивидуальных значений эргометрических показателей, характери зующих возможности энергосистем. Выявлено три варианта индивидуальной организации энергообеспечения мышечной деятельности. Полученные данные представлены в табл. 1.

В 11,4 % случаев юноши обладали высокой степенью развития фосфагенного (показатели Wmax, W10), высокой, средней или низкой степенью развития гликолитического (W40) и низкой степенью развития аэробного (минимальные значения b, W240, W900) компонентов энергообеспечения мышечной деятельности. Этих испытуемых выделили в фосфагенный тип энергетики (см. табл. 1). Согласно [13], высокое значение Wmax при данном варианте энергообеспечения отражает не столько уровень мощности фосфагенной системы, сколько тот факт, что ее характеристики являются наиболее консервативными, генетически предопреде ленными и стабильными признаками.

В 77,1% случаев развитие источников энергии было пропорциональным, т.е. каждый из компонентов имел в основном среднюю степень развития энергетических систем. Такой тип энергетики был назван смешанным (пропорциональным).

У 11,4 % испытуемых наблюдали высокую степень развития аэробного, среднюю - анаэробно -гликолитического и низкую - фосфагенного источников энергии (см. табл. 1). Этот тип энергообес печения скелетных мышц назвали аэробным.

Как видно, типы энергетики достоверно отличаются по большинству представленных в табл. 1 показателей.

Как было указано выше, преобладание анаэробной или аэробной энергетики в обеспечении мышечной деятельности человека определяется составом мышечных волокон, генетически детерминируемо [8, 13, 20] и может проявляться уже в детском возрасте [3, 11, 17]. Известно также, что нейромоторные свойства мышц находятся под более жестким контролем генетического аппарата в сравнении с метаболическими характеристиками мышцы, которые способны адаптивно изменяться под воздействием тренировки [13,16]. Однако к настоящему времени невозможно достаточно точно ответить на вопрос: изменяется ли тип энергообес печения скелетных мышц под влиянием тренировки параллельно с адаптивными сдвигами метаболических параметров, поскольку имеются данные [13], указывающие, что структура энергетики независимо от направленности занятий развивается по специфичному для нее пути. В таком случае правомерно предположение [11], что либо тип энергетики скелетных мышц генетически детермини рован, а целенаправленная тренировка расширяет его потенциальные возможности, не изменяя типологии метаболизма, либо генетически обусловлена программа развития энергетических систем.

Таблица 1. Показатели, характеризующие мощность и емкость энергетических источников у лыжников-гонщиков с разными типами энергообеспечения в различные периоды годичного тренировочного цикла (М±т)

Примечание.

Различие достоверно в сравнении с предыдущим: * - р < 0,05; ** - р < 0,02-0,01; ***- р < 0,002-0,001.

Различие достоверно в сравнении с фосфатным: ^ - р < 0,05; ^^ - р < 0,02-0,01; ^^^- р < 0.002-0.001.