Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Физиологические критерии прогнозирования реализации функциональных возможностей легкоатлетов

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Физиологические критерии прогнозирования реализации функциональных возможностей легкоатлетов"

На правах рукописи

Иванова Татьяна Сергеевна

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЛЕГКОАТЛЕТОВ (НА ПРИМЕРЕ БЕГА НА КОРОТКИЕ ДИСТАНЦИИ)

Специальность 03.03.01 - Физиология

1 8 ПАР 2015

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Краснодар - 2015

005560758

005560758

Диссертация выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, доцент

Захарьева Наталья Николаевна

Официальные оппоненты: Поварещенкова Юлия Александровна

доктор биологических наук, доцент, Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта», профессор кафедры физиологии

Панкова Наталия Борисовна

доктор биологических наук, доцент, Московский институт открытого образования, профессор кафедры здоровьесберегающих образовательных технологий

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Смоленская государственная

академия физической культуры, спорта и туризма (г. Смоленск)

Защита диссертации состоится «27» апреля 2015г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 311.009.01 при Кубанском государственном университете физической культуры, спорта и туризма по адресу: 350015, г. Краснодар, ул. Буденного, 161.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма и на сайте www.kgufkst.ru

Автореферат разослан « ¿Г » марта 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор педагогических наук, профессор

М.М. Шестаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. Современная легкая атлетика предъявляет высочайшие требования к организму спортсменов, заставляя физиологические системы работать на максимально возможном уровне, а спортсмена -показывать результаты на грани человеческих возможностей (Е.М. Бердичевская и соавт., 2009; А.И. Жилкин с соавт., 2003; Е.С. Цыпленкова, 2011). Напряженный календарь соревновательного периода, повышенные ожидания со стороны тренера и другие факторы нередко становятся причиной возникновения синдрома перетренированности спортсмена (Г.А. Макарова с соавт., 2003, 2014; С.А. Локтев с соавт., 2013).

Ключевым звеном спортивной подготовки к крупнейшим международным соревнованиям (Чемпионатам Европы и мира, играм Олимпиад) является планируемый соревновательный результат, который, с одной стороны, необходим для подбора величины и направленности тренировочной нагрузки, многообразия применяемых средств и методов подготовки, с другой стороны, служит ориентиром для отбора кандидатов в сборную страны (В.И. Чудинов с соавт., 1990). С учетом данных особенностей перед исследователями ставятся задачи поиска наиболее информативных показателей для прогнозирования функционального состояния спортсменов (Г.А. Макарова с соавт., 2013), достижения пиковой работоспособности, а также стабильности их выступлений.

Успех выступления на соревнованиях зависит от многих факторов, среди которых важное место занимают предстартовые состояния. А.Ц. Пуни выделяет предстартовую лихорадку, боевую готовность и предстартовую апатию (А.Ц. Пуни, 1959; Н.В. Зимкин, 1975; Я.М. Коц, 1986; В.И. Тхоревский, 2001; A.C. Солодков с соавт., 2005). Им соответствует определенное состояние центральной нервной системы и деятельность внутренних органов, что и определяет в конечном счете работоспособность спортсмена. Впервые предстартовые реакции стали изучаться в начале XX века (А. Krogh et al., 1913) и привлекли внимание физиологов (Я.Б. Лехтман, 1941, 1969; K.M. Смирнов,

1953; B.B. Васильева, 1953; B.A. Геселевич, 1972; Я.И. Ивашкявичене, 1954, 1969; Ю.И. Данько, 1974; А.-К. Махадме, 1999; A.S. Deborah et al. 2008), психологов ( Б.А. Вяткин, 1978; Е.П. Ильин, 2009; M. Kramar, 2008; W.B Britton, 2009 и др.) и педагогов (С.М. Оя, 1961; О.В. Дашкевич с соавт., 1980; A.M. Кузьмин с соавт. 2006; C.B. Сизяев, 2007; A.C. Гричанов, 2007 и др.).

Проблема неблагоприятных предстартовых состояний на сегодняшний день остается очень актуальной для легкой атлетики. По данным наших исследований и исследований других авторов 30% всех обследованных легкоатлетов не воспроизводят свой результат на соревнованиях или показывают нестабильные результаты (Т.С. Иванова, 2011; И.В. Толкунова с соавт., 2011). Известно, что у спринтеров имеются более сильные сдвиги в работе функциональных систем по сравнению со стайерами, и для них в наибольшей степени актуальны неблагоприятные предстартовые состояния и их последующая оптимизация (O.A. Черникова, 1937; М.Ф. Кузнецов, 1965 и др.). Ряд исследований, проведенных на спортсменах других специализаций (К.К. Кардялис, 1974; И.Н. Рябоконь, 1988), указывает на необходимость комплексного подхода в изучении проблем предстартовых состояний, учитывающего наряду с показателями нервной системы также показатели гемодинамической и респираторной систем.

Ввиду большой популярности данного вида спорта в нашей стране и его значимости в программе Олимпийских игр (О.М. Мирзоев с соавт., 2012) данная проблема требует скрупулезного физиологического обоснования с применением современных методик и выделением физиологических критериев, позволяющих прогнозировать реализацию функциональных возможностей легкоатлетов-спринтеров.

Объектом исследования являются функциональные возможности легкоатлетов от 12 до 21 года, специализирующихся в беге на короткие дистанции.

Предметом исследования являются физиологические особенности предстартового состояния легкоатлетов от 12 до 21 года, специализирующихся

в беге на короткие дистанции.

Цель исследования: определение физиологических критериев прогнозирования реализации функциональных возможностей спортсменов-легкоатлетов при предстартовых состояниях и разработка моделей для спринтеров различной соревновательной результативности.

Задачи исследования:

1. Выявить физиологические особенности легкоатлетов с различной спортивной результативностью в подготовительном и соревновательном периодах подготовки при предстартовых состояниях.

2. Выявить информативные особенности динамики корреляционных взаимосвязей показателей центральной нервной и респираторно-гемодинамической системы легкоатлетов от 12 до 21 года, специализирующихся в беге на короткие дистанции при предстартовых состояниях.

3. Создать прогностические модели для раннего выявления успешных и неуспешных спортсменов-легкоатлетов на основе критериев, в наибольшей степени обуславливающих их соревновательную результативность при предстартовых состояниях.

Научная новизна исследования:

1. Показано, что спортсмены с различной спортивной результативностью при предстартовых состояниях имеют разную волновую структуру спектров вариабельности сердечного ритма, систолического и диастолического артериального давления и ритма дыхания, разный уровень реактивности респираторно-гемодинамической системы в ответ на функциональные пробы и вместе с тем степень вовлеченности центральных регуляторных механизмов. Все это в совокупности с показателями нервной системы и спирометрическими особенностями спортсменов, позволяет судить о соревновательных перспективах того или иного легкоатлета как в подготовительном, так и в соревновательном периодах подготовки.

2. Проведенный статистический анализ позволил определить

универсальные критерии (не зависящие от пола и возраста), в наибольшей степени связанные с соревновательной результативностью легкоатлетов, на основе которых были созданы прогностические модели для раннего выявления успешных и неуспешных спортсменов.

3. Установлены благоприятные и неблагоприятные сочетания физиологических показателей для легкоатлетов-спринтеров при предстартовых состояниях. Неблагоприятными особенностями для легкоатлетов в подготовительном периоде подготовки являются высокий уровень тревожности, низкая вариабельность ритма систолического артериального давления и значения показателей диапазона очень низких частот в этом спектре. У них наблюдается большее число сильных и средне-сильных взаимосвязей функциональных показателей, как в подготовительном, так и в соревновательном периодах подготовки и положительная динамика значимых корреляций. В качестве благоприятных особенностей выявлены высокая вариабельность ритма систолического артериального давления, высокие значения показателей диапазона очень низких частот в спектре систолического артериального давления, а также наименьшее количество сильных и средне-сильных корреляционных связей и отрицательная динамика значимых корреляций на разных периодах подготовки.

4. В соревновательном периоде подготовки неблагоприятными особенностями являются высокое абсолютное значение показателя общей мощности спектра сердечного ритма и вклад высокочастотного диапазона в суммарную мощность спектра сердечного ритма. На основе выявленных особенностей разработаны четыре прогностические модели, включающие показатели спектрального анализа ритма сердца, систолического и диастолического артериального давления и ритм дыхания, характеризующие состояние спортсменов в подготовительном и соревновательном периодах подготовки.

Положения, выносимые на защиту:

1. Легкоатлеты с различной спортивной результативностью при

предстартовых состояниях отличаются друг от друга по параметрам центральной и вегетативной нервных систем, а также вегетативных показателей, которые не зависят от пола и возраста спортсменов, а отражают степень напряжения регуляторных систем спринтеров на соревнованиях.

2. Легкоатлеты с различной спортивной результативностью при предстартовых состояниях отличаются друг от друга напряжением и характером внутри и межсистемных взаимоотношений параметров респираторно-гемодинамической системы и центральной нервной системы, что определяет различную цену адаптации организма к стрессовой нагрузке соревнований и влияет на воспроизведение спортивного результата.

3. Для определения принадлежности легкоатлета к одной из четырех групп, различающихся по воспроизведению спортивного результата, достаточно трех основных показателей спектра систолического артериального давления при проведении функциональной пробы с умственной нагрузкой.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Полученные данные углубляют и уточняют современные представления о физиологических механизмах регуляции функциональных возможностей легкоатлетов при предстартовых состояниях и позволяют взглянуть на проблему с двух сторон. С одной стороны, расширяют знания об особенностях функционирования регуляторных систем организма спортсмена, центральной и вегетативной нервных систем. С другой стороны, дополняют знания об особенностях функционирования эффекторов сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Изученные особенности легкоатлетов-спринтеров в покое и в условиях стрессовой ситуации соревнования дополняют представления о влиянии различных сочетаний команд из центральной нервной системы на эффективность деятельности вегетативных систем, что позволяет прогнозировать спортивный результат. Результаты данного исследования могут быть использованы тренерами и спортивными физиологами, врачами для своевременного выявления неблагоприятных предстартовых состояний с целью их оптимизации предстартовых состояний.

Изученные особенности функциональных систем легкоатлетов помогут скорректировать процессы спортивного отбора и ориентации, более обосновано и точно применять индивидуальный подход, а также способствовать решению проблемы адаптации организма спортсмена в стрессовых условиях современного спорта, немыслимого без своего состязательного компонента. Знание физиологических механизмов и закономерностей протекания предстартовых состояний у легкоатлетов, имеющих различны результат на соревнованиях, поможет оптимизировать процесс спортивной подготовки и соревновательной деятельности на пути к достижению высоких спортивных результатов. Определение конкретных физиологических критериев функциональных возможностей легкоатлетов, соревнующихся в беге на короткие дистанции, поможет прогнозировать спортивную результативность.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Итоговой конференции молодых ученых «РГУФКСМиТ» (Москва, 2011, 2012, 2013), VI-й Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Modern University Sport Science» (Москва, 2011, 2012), Всероссийском форуме «Молодые ученые» (Москва 2011, 2012), IV-й Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением, приуроченной к 90-летнему юбилею кафедры физиологии ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ» (Москва, 2012), Всероссийской научно-практической конференции «Физическая культура и студенческий спорт: проблемы реализации стратегии развития» (Казань, 2012),

1-й Всероссийской научно-практической конференции «Традиции и инновации развития легкой атлетики на современном этапе» (Москва, 2012), VII-й Всероссийской с международным участием Школе-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности «Новые подходы к изучению классических проблем» (Москва, 2013), XXII-м Съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Волгоград, 2013), на Международном научно-практическом конгрессе «Национальные программы формирования здорового

образа жизни» (Москва, 2014), на Ш-й заочной Международной научной студенческой конференции «Инновации и перспективы физической культуры и спорта в современном обществе» (Иркутск, 2014).

Внедрение результатов исследования. По материалам диссертационного исследования опубликовано 17 печатных работ, 3 из которых - в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, 5 напечатаны в сборниках научных статей по материалам конференций с международным участием, приравниваемых к реферируемым ВАК РФ.

Практические рекомендации данной диссертационной работы применяются в процессе подготовки спортсменов-легкоатлетов к соревнованиям в СШОР «Юность Москвы» по легкой атлетике имени братьев Знаменских. Теоретические аспекты физиологического состояния спортсменов на разных этапах соревновательной подготовки используются при проведении лекционных и практических занятий на кафедре физиологии ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ».

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 183 страницах формата А4, включая 35 таблиц и 29 рисунков, и состоит из Введения, двух Глав собственных исследований, Заключения, Выводов, Практических рекомендаций, Списка использованной литературы, включающего 186 источников, 40 из которых опубликованы на иностранном языке, и Приложения.

МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа проводилась с 2010 г. по 2014 г. на базе кафедры физиологии ФГБОУ ВПО РГУФКСМиТ. Эксперимент проходил с участием воспитанников спортивных школ г. Москвы. Исследование включало в себя 3 этапа: 1) первый этап проводился в подготовительном периоде подготовки, 2) второй этап - в соревновательном периоде подготовки, 3) третий этап проводился непосредственно в день соревнований на стадионе или в крытом манеже. В качестве испытуемых были спортсмены-легкоатлеты в возрасте от 12 до 21

года, специализирующиеся в беге на короткие дистанции. Все легкоатлеты имели спортивную квалификацию от 1 взрослого разряда до мастеров спорта. Всего было обследовано 90 человек.

Обследование состояния нервной системы включало следующие тесты.

Тест на умственную работоспособность проводился при помощи компьютеризированной методики (В.В. Сонькин, 2009), позволяющей проследить динамику изменения работоспособности в ходе прохождения теста.

Для определения времени простой сенсомоторной реакции использовалась компьютерная программа, позволяющей точно оценить время реакции в миллисекундах.

Теппинг-тест проводился также при помощи компьютерной программы. В ходе тестирования испытуемому предлагалось максимально быстро нажимать на клавишу в течение 10-и попыток. Программа подсчитывала количество нажатий.

Оценку уровня тревожности по Дж. Тейлору проводили с использованием компьютеризированного опросника, содержащего 100 утверждений, касающихся состояния, самочувствия и поведения человека в различных повседневных ситуациях.

Стрессоустойчивость определяли при помощи компьютерной программы в два этапа, различающихся по уровню сложности. Испытуемый складывал два (затем три) ряда чисел между собой в течение ограниченного времени. Измерялась также длительность индивидуальной минуты и сила мышц рук методом динамометрии.

Обследование состояния вегетативной нервной системы также включало ряд методик. Одновременную регистрацию вариабельности сердечного ритма (СР), периферического систолического (пАДС), диастолического (пАДД) артериального давления и ритма дыхания (РД) проводили методом спироартериокардиоритмографии на приборе САКР (В.В. Пивоваров, 2006), который позволяет рассчитать спектральный анализ показателей (на основе преобразования Фурье). Проводились: 1) исходная запись в покое, 2)

функциональная проба с навязанным ритмом дыхания (периодичность 6 цикл/мин.), 3) функциональная проба с умственной нагрузкой, 4) клиноортостатическая проба (активный ортостаз).

В качестве неинвазивного метода определения параметров центральной гемодинамики использовалась реография. Исследование проводилось на приборе «Рео-Спектр 3» фирмы «НейроСофт» с применением тетраполярной трансторакальной импедансной реоплетизмографии (ТТИРПГ).

Спирометрия осуществлялось при помощи электронного спирометра «Спиро С-100» ООО «Альтоника» г. Москва. Брались пробы Штанге и Генча. Основные показатели сердечно-сосудистой системы ЧСС, АДС и АДД измерялись электронным полуавтоматическим тонометром в положении сидя.

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета статистических программ STISTISTICA 6.0. и IBM SPSS Statistic 20.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Физиологические критерии спортивной результативности при предстартовых состояниях

Анализ успешности выступления легкоатлетов на соревнованиях позволил условно разделить их на 4 группы в соответствии со спортивной результативностью: 1-я группа - легкоатлеты, улучшающие свой спортивный результат на соревнованиях по сравнению с результатом, показанным на тренировках (50 чел.), 2-я группа - легкоатлеты, демонстрирующие на соревнованиях стабильный результат (9 чел.), 3-я группа - легкоатлеты с нестабильным результатом, показывающие результат иногда лучше, а иногда хуже тренировочного (20 чел.), 4-я группа - легкоатлеты, всегда демонстрирующие на соревнованиях результат хуже тренировочного (11 чел).

Первоочередной этап обработки данных состоял в выявлении и отсеве переменных, обусловленных половозрастными особенностями. Использовался однофакторный дисперсионный анализ И Краскала-Уоллеса в ходе, применения которого проверялась гипотеза о различии более двух выборок по уровню выраженности изучаемого признака. В качестве номинативной

переменной был выбран условный номер половозрастной группы. В качестве количественных переменных были взяты показатели, измеренные в подготовительном периоде подготовки. Переменные, имеющие достаточно высокий р - уровень значимости подвергали дальнейшему анализу. Исходя из результатов, полученных при построении гистограмм распределения частот и применении статистического критерия нормальности Колмогорова-Смирнова, был сделан выбор в пользу непараметрических методов статистической обработки данных.

Анализ абсолютных значений исходных показателей подготовительного периода позволил определить различия между группами легкоатлетов с различной результативностью. Из данных, представленных в таблице 1, видно,

Таблица 1

Физиологические показатели подготовительного периода (покой) для 4-х групп

легкоатлетов

Показатели 1 -я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа

М±с М±ст М±ст М±о

Уровень тревожности, баллы 16,1±7,9*** 15,1 ±6,3 21,3±7,8 16,4±9,9

ТР, ШБ2 4134,5±2402,5 3648,5±977 4246,2±2644,6 3390,3±1735,5

УЬР, те2 684,7±378,4 646,3±242,1 596,6±380,4 705,3±402,6

ОТ, ШБ2 2117±1769 1461,3±750,6 2363,1±2042,7 1483,7±972,3

ТРБ, шш2 29,1±15,5~ 43,8±16,1 *** 21,8±12,8 36,9±19,3

тт2 12,9±7,9++ 20,5±6,8*** 8,4±4,2 14,2±10,2

тт2 8,7±5,8 12,1±8,5 10,3±8,3 10,5±6,8

Примечание: достоверные отличия по критерию и-Манна-Уитни между группами обозначены плюсом и звездочкой: отличие данной группы от первой группы на уровне р<0,05, отличие данной группы от второй группы на уровне р<0,05, отличие данной группы от третьей группы на уровне р<0,05, ***'- отличие данной группы от четвертой группы на уровне р<0,05. Звездочкой обозначены отличия между группами на уровне р<0,01 по тому же принципу.

что наиболее высокий уровень личностной тревожности (21,3 балла) имеют представители 3-й группы, в сочетании с самыми высокими значениями ТР (4246,2 шб2), диапазона ОТ (2363,1 1Ш2), самыми низкими показателями диапазона УЬР (596,6 те2) в спектре вариабельности СР, самыми низкими

значениями ТРБ (21,8 шт2) и УЫ^ (8,4 тт2) в спектре вариабельности АДС. Легкоатлеты 2-й группы результативности, напротив, демонстрируют самый низкий уровень тревожности (15,1 балла), в сочетании с самыми низкими значениями ОТ (1461,3 гш2) в спектре вариабельности СР, и самыми высокими значениями ТРБ спектра (43,8 шт2) и мощности УЬРБ (20,5 тт2) в спектре вариабельности АДС. У них же наблюдаются наивысшие значения мощности УиО волн (12,1 тт2) в спектре вариабельности АДД. Легкоатлеты 1-й группы демонстрируют средние значения по вышеперечисленным показателям и самые низкие значения диапазона УЬБО волн (8,7 тт2) в спектре АДД. Представители 4-й группы имеют самые низкие значения ТР (3390,3 гш2) и самые высокие значения диапазона УЬБ волн (705,3 гш2) в спектре вариабельности СР, что, по-видимому, указывает на менее совершенную нейрогуморальную регуляцию вегетативных функций у представителей данной группы.

Таким образом, спортсмены со стабильными результатами имеют в подготовительном периоде подготовки пониженную активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, что выражается в самых высоких значениях общей вариабельности ритма в спектре систолического артериального давления. Спортсмены с нестабильными результатами, напротив, демонстрируют повышенную активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, что выражается в низкой общей вариабельности ритма в спектре систолического артериального давления и самом высоком уровне тревожности.

Аналогичным образом обрабатывались показатели всех функциональных проб, проведенных на приборе САКР, а также показатели, измеренные в соревновательном периоде подготовки. В ходе анализа выяснилось, что наиболее информативной в плане выявления различий между успешными и неуспешными легкоатлетами является функциональная проба с умственной нагрузкой.

Показатели спектра АДС (ТРБ, ЬБЯ и ИББ) пробы с умственной

нагрузкой имеют тенденцию сильного увеличения при переходе от 2-й группы легкоатлетов (10,6 гпб2 3,4 шэ2 и Зшв2) к 4-й группе (52,6 шб2, 13,6 гш2 и 10,2 те2). 3-я группа занимает здесь промежуточное положение (31,8 1т2, 11,1 шб2 и 5,6 шб2). 1-я группа имеет значения 22,2 шб2, 5,8 гш2 и 5,4 те2. Величины диапазонов Ц^Б и НЕБ в целом отражают изменения суммарной мощности спектра АДС (табл. 2).

Таблица 2

Спектральные показатели подготовительного периода (проба с умственной нагрузкой) для 4-х групп легкоатлетов

Показатели 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа

М±а М±а М±а М±о

ТР8, шш2 22,2±11,7**(+++) 10 6±3****(***) 31,8±15,8**** 52,6±18,5*

Ы^, шш2 5,8±2,9*+(***) 3,4±2**** 11,1±6** 13,6±5,3*

ГОБ, шш2 5,4±4,8**** 3-1-0,7****(+++) 5,6±3,4++++ 10,2±6

ТРО, шш2 16,2±8,1 10±2,3++++ 16,2±8,8 15,8±6,3

У1ЛЮ, шш2 8,1±5,5++ 3,3±1 6,7±4,8 7,9±4,3

ЬББ, шгп2 6,3±3,9 5,9±1,7 7,5±4,5 6,3±2,9

ГЛЮ, п.и. 75,9±12,2++ 87,6±2**** 78,2±9,4++ 77,8±4,6

НРБ, шш2 1,4±1++ 0,7±0,3++++ 1,6±0,9++ 1,4±0,5

ОТО, п.и. 18,8±9,1++ 10,6±2,5**** 18±8,2++ 18,9±4,4

ЬРО/НРО 5,7±4,1++ 8,6±1,8**** 5,6±3,3++ 4,4±1,3

уи^р, (1/т)2 2,4±1,6++ 3,1±0,8++++ 2,6±0,9++ 2,3±0,6

Примечание: достоверные отличия между группами по критерию 11-Манна-Уитни обозначены плюсом и звездочкой: отличие данной группы от первой группы на уровне р<0,05, отличие данной группы от второй группы на уровне р<0,05, ***- отличие данной группы от третьей группы на уровне р<0,05, отличие данной группы от четвертой группы на уровне р<0,05. Звездочкой обозначены отличия между группами на уровне р<0,01 по тому же принципу.

Спектр АДД имеет практически одинаковое распределение суммарной мощности (ТРО) у 1-й, 3-й, и 4-й групп спортсменов (16,2 шш2 16,2 шш2 и 15,8 шш2). У 2-й группы величины ТРО существенно ниже (10 шш2). Наибольшие изменения претерпевают абсолютные величины УЬРО диапазона. Если в 1-й группе они составляют 8,1 шш2, то во 2-й группе они сильно снижаются до 3,3 шгп2, вслед за чем следует повышение до 67 шш2 в 3-й группе спортсменов,

значения 4-й группы (7,9 шт2) приближаются к значениям 1-й. Такое же снижение показателей во 2-й группе (5,9 шш2) наблюдается и в отношении ЬБО диапазона относительно 1-й группы (6,3 шш2). 4-я группа по данному показателю ничем не отличается от 1-й. Пиковые значения — у 3-й группы легкоатлетов (7,5 шш2). Аналогичная картина наблюдается и в диапазоне ОТО волн, значения которого составляют 1,4 шш2, 0,7 тш2, 1,6 тт2 и 1,4 тт2 соответственно для 1-й, 2-й 3-й и 4-й групп легкоатлетов.

Таким образом, в функциональной пробе с умственной нагрузкой легкоатлеты с нестабильными результатами и с их ухудшением демонстрируют самые высокие значения показателей ритма систолического артериального давления в сочетании с невысокими относительными значениями высокочастотного диапазона, что указывает на увеличение общей мощности за счет увеличения диапазонов, характеризующих активность симпатического отдела вегетативной нервной системы.

При рассмотрении показателей соревновательного периода, прежде всего, обращает на себя внимание 4-я группа легкоатлетов как группа с наивысшими значениями показателей ТР (6248,7 те2) и диапазона УЬИ волн (1405,8 шб2). Также этой группе присущи самые высокие значения ЦЮ п.и. (76,5 п.и.) и значения ВБ в спектре АДД (4,3). Вместе с тем у них наблюдаются самые низкие значения мощности спектра в ОТО п.и. (20,4 п.и.). 1-я группа спортсменов демонстрирует средние значения показателей по сравнению с остальными группами. 2-ю группу характеризует самое низкое значение диапазона УЫ7 (641,7 шя2) и самое высокое значение диапазона ОТ волн (2575,7 шб2) в спектре СР. Это сочетается у них с самыми низкими значениями ЦЮ п.и. (63,8 п.и.) и ВБ (2,5) в спектре АДД. Группа спортсменов с нестабильными соревновательными результатами демонстрирует самые низкие значения ТР спектра (3596,3 шя2) и ОТ диапазона (1482,7 шб2) в спектре СР в сочетании с самым высоким значением мощности спектра в диапазоне ОТО п.и. (26,8 п.и.). Статистически достоверные отличия представлены в таблице 3.

Соревновательный период подготовки позволяет характеризовать

Таблица 3

Спектральные показатели соревновательного периода (покой) для 4-х групп

легкоатлетов

1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа

Показатели М±о М±а М±о М±а

ТР, ГШ2 3862,2± 1952,9++++ 4541,3±2033,7 3596,3±1333,6 6248,7±3077,7

УЦ7, те2 767,2±565,9 641,7±473,4 655,4±376,3 1405,8±947,3

Ш, гш2 1689,3±1200,6 2575,7±1532,3 1482,7±657 2098,7± 1864,8

ЫЮ, п.и. 72±13,6 63,8±10,5 66,9±16,1 76,5±8,7

ОТО, п.и. 22,9± 11,3 26,2±5,2 26,8±13,3 20,4±7,7

ио/ото 4,2±2,3 2,5±0,8 3,4±2,1 4,3±1,8

Т1/(Те+Т0 0,42±0,03 0,41 ±0,01 0,42±0,03 0,41 ±0,02

Примечание: достоверные отличия между группами по критерию и-Манна-Уитни обозначены плюсом и звездочкой: *- отличие данной группы от первой группы на уровне р<0,05, отличие данной группы от второй группы на уровне р<0,05, отличие данной группы от третьей группы на уровне р<0,05, отличие данной группы от четвертой группы на уровне р<0,05.

спортсменов с ухудшением спортивного результата как группу с повышенной реактивностью систем организма на стрессовое воздействие. Самые высокие абсолютные значения общей мощности спектра сердечного ритма у них наблюдаются за счет высокого вклада диапазона очень низких частот, что, по-видимому, позволяет говорить о повышенной активности симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Анализ взаимосвязей физиологических показателей при предстартовых

состояниях

Анализ структуры взаимосвязей показателей легкоатлетов производился на основе вычисления коэффициентов ранговой корреляции Спирмена. Переменные, участвующие в анализе, прошли отбор с применением однофакторного дисперсионного анализа Краскала-Уоллеса, доказавшим их независимость от половозрастных особенностей спортсменов. В подготовительном периоде (в покое) 1-я группа легкоатлетов имеет наименьшее напряжение функциональных систем организма в покое, демонстрируя всего 2 корреляционные взаимосвязи между спектральными показателями ТР - НР в спектре СР и ТРБ - УЫ^ в спектре АДС. Представители 2-й группы спортсменов, напротив, имеют наибольшее среди

всех групп количество коэффициентов корреляции, в том числе взаимосвязи между различными звеньями респираторно-гемодинамической системы. Особого внимания заслуживает факт наличия у 2-й и 4-й групп корреляционных взаимосвязей между одними и теми же показателями CP (TP, HF) и уровнем тревожности. Однако, у 2-й группы эти корреляции носят положительный, а у 4-й группы - отрицательный характер, что свидетельствует о противоположном влиянии психологического состояния спортсменов на их вегетативные показатели.

Результаты анализа взаимосвязей переменных в пробе с умственной нагрузкой показали существенное отличие 2-й группы легкоатлетов от остальных групп, связанное с наибольшим количеством сильных и средне-сильных корреляций: у 1-й группы - 12, у 2-й группы - 31, у 3-й группы - 14 и у 4-й группы - 12. Легкоатлеты с улучшением результатов и стабильными результатами на соревнованиях (1-я и 2-я группы) отличаются от других групп наличием положительных корреляций между LFS и LFD показателями, HFD и HFD n.u. показателями, наличием отрицательных корреляций между HFD и LFD/HFD, а также наличием корреляции между показателями LFD, n.u. и HFD в 1-й группе - со знаком минус, во второй группе - со знаком плюс. Спортсмены 3-й группы также имеют отличия от других групп по показателям, связанным с ритмом АДД: положительные средне-сильные корреляции между TPD - HFD диапазоном и между VLFD и LFD диапазонами, чего не наблюдается в остальных группах. Группу спортсменов с ухудшением спортивного результата отличает отрицательная корреляция между TPD и HFD, n.u. и положительная корреляция между LFD и HFD показателями.

Корреляционный анализ соревновательного периода подготовки показал, что спортсмены, улучшающие спортивный результат (1-я группа) продолжают демонстрировать наименьшее напряжение функциональных систем организма, имея в своем активе всего 4 сильные корреляции, и полное отсутствие средне-слабых взаимосвязей (рис.1).

Все группы, кроме 1-й, имеют положительные корреляции между

меньше -0,8 от -0.8 до -0.5 от ¿.5 до -0.2 от -0.2 до 0.2 от0.2 до 0.5 от 0.5 до 0.8 больше 0.8

1 - ТР, тэ2,

2 - УЦР, тэ2,

3 - НР, тэ2.

4 -1^0, п и.,

5 -НРО, п.и.,

6 ЬРО/НРО,

7 ЩТе+ТО.

Рис. 1. Корреляционные диаграммы показателей соревновательного периода показателями ТР - УЬР и УЬР - НР в спектре вариабельности СР. 2-я группа отличается наличием отрицательных корреляций между показателями ТР и ЬРО п.и., УЬР и ЬРО п.и., НРО п.и. и Т1/(Те+Т1) и положительной взаимосвязью между ЬРО/НРО и Т1/(Те+Т1). 4-я группа выделяется среди остальных групп положительными корреляциями УЬР и НРО п.и., НР и НРО п.и. и отрицательной взаимосвязью между УЬР и ЬРОЛ1РО показателями. Большинство сильных и средне-сильных взаимосвязей имеется у 2-й группы (13) и 4-й группы (12), что говорит о нарастании напряжения функциональных систем у 4-й группы от подготовительного к соревновательному периоду.

При анализе взаимосвязей физиологических показателей выявлено, что результативных легкоатлетов отличает меньшая плотность и жесткость корреляционных взаимосвязей. Легкоатлеты с низкой спортивной результативностью, напротив, имеют наибольшую плотность и жесткость

связей, а также более число обратных сильных и средне-сильных корреляционных взаимосвязей.

ВЫВОДЫ

1. На основании проведенного исследования выявлено, что такие предстартовые состояния, как предстартовая лихорадка, предстартовая апатия и боевая готовность, отмечены менее чем в трех процентах случаев, что диктует необходимость определения физиологических критериев прогнозирования реализации функциональных возможностей легкоатлетов в беге на короткие дистанции.

2. Воспроизводимость спортивных результатов является основным критерием для создания четырех прогностических моделей соревновательной результативности легкоатлетов от 12 до 21 года, специализирующихся в беге на короткие дистанции, которые отличаются по ряду физиологических показателей: уровню тревожности, высокочастотному диапазону, общей мощности и диапазону очень низких частот в спектре вариабельности сердечного ритма, а также диапазону медленных волн, измеренному в нормализованных единицах, диапазону высокочастотных волн, измеренному в нормализованных единицах, в спектре вариабельности сердечного ритма; общей мощности и диапазону очень низкочастотных волн в спектре вариабельности систолического артериального давления; диапазону очень низкочастотных волн, диапазону низкочастотных волн, измеренному в нормализованных единицах и вегетативному балансу в спектре вариабельности диастолического артериального давления.

3. Легкоатлеты от 12 до 21 года с различной спортивной результативностью, специализирующиеся в беге на короткие дистанции, отличаются друг от друга по величине показателей центральной и вегетативной нервных систем, которые не зависят от половозрастных особенностей и отражают степень напряжения регуляторных систем и цену адаптации организма к стрессовой нагрузке.

4. Для спортсменов со стабильными результатами в подготовительном

периоде подготовки характерна пониженная активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, что выражается в самых высоких значениях общей вариабельности ритма в спектре систолического артериального давления, сопровождающейся также самыми высокими значениями диапазона очень низких частот в этом спектре. Спортсмены с нестабильными результатами имеют в подготовительном периоде подготовки повышенную активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, что выражается в низкой общей вариабельности ритма в спектре систолического артериального давления и сопровождается также наименьшими значениями диапазона очень низких частот в этом спектре, на это также указывает самый высокий уровень тревожности.

5. Соревновательный период подготовки позволяет характеризовать спортсменов с ухудшением спортивного результата как группу с повышенной реактивностью систем организма на стрессовое воздействие. У них отмечена положительная динамика прироста показателей общей мощности спектра и диапазона очень медленных волн в спектре вариабельности сердечного ритма. Они сильно отличаются от более успешных спортсменов самым высоким абсолютным значением показателя общей мощности спектра сердечного ритма. Относительный вклад диапазона очень низких частот в общую мощность спектра сердечного ритма является самым высоким среди других групп, что позволяет говорить о повышенной активности симпатического отдела вегетативной нервной системы.

6. Функциональная проба с умственной нагрузкой является наиболее информативной в плане выявления различий между успешными и неуспешными легкоатлетами. Особой прогностической ценностью обладают показатели спектра вариабельности систолического артериального давления (общая мощность спектра, диапазон низких частот и диапазон высоких частот), позволяя четко отделить каждую группу легкоатлетов от других групп. Группы легкоатлетов с улучшением спортивных результатов и со стабильными результатами имеют самые низкие значения этих показателей и наибольшие

относительные значения высокочастотного диапазона. Легкоатлеты с нестабильными результатами и с их ухудшением демонстрируют самые высокие значения показателей ритма систолического артериального давления в сочетании с невысокими относительными значениями высокочастотного диапазона, что указывает на увеличение общей мощности за счет увеличения диапазонов, характеризующих активность симпатического отдела вегетативной нервной системы.

7. Корреляционный анализ показал, что легкоатлеты с улучшением спортивного результата имеют наименьшее количество сильных и средне-сильных корреляционных связей и отрицательную динамику значимых корреляций, что говорит о наименьшем напряжении нервной и респираторно-гемодинамической системы организма как в подготовительном, так и в соревновательном периодах и приводит к успешному выступлению. Большое число сильных и средне-сильных взаимосвязей и положительная динамика значимых корреляций наблюдается у спортсменов с ухудшением результата. Особое место занимают легкоатлеты со стабильными соревновательными результатами. У них наблюдается наибольшее число корреляционных связей, что, вероятно, связано с повышенной мобилизацией адаптационных ресурсов организма.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для своевременной диагностики благоприятных и неблагоприятных предстартовых состояний как в подготовительном, так и в соревновательном периодах предлагается реализовать следующие научно-обоснованные в диссертации рекомендации: оценивать уровень тревожности по тесту Тейлора, особенности вариабельности ритмов сердца, систолического и диастолического артериального давления и дыхания у легкоатлетов 12-21 года, специализирующихся в беге на короткие дистанции.

2. При медицинском обеспечении соревнований по легкой атлетике для оценки функционального состояния организма и прогноза конкретной спортивной результативности легкоатлетов необходимо учитывать

спектральные показатели спектра систолического артериального давления при выполнении функциональной пробы с умственной нагрузкой.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Захарьева, H.H. Индивидуально-типологические и психофизиологические характеристики легкоатлетов при предстартовых состояниях / Н.Н.Захарьева, Т.С. Иванова // Теория и практика физической культуры : тренер : журнал в журнале. -2011.-№ 10.-С. 77-79.

2. Иванова, Т.С. Специфика показателей сердечного ритма легкоатлетов с различной спортивной результативностью / Т.С. Иванова, H.H. Захарьева // Теория и практика физической культуры. — 2013. - № 2. - С. 22 - 26.

3. Иванова, Т.С. Функциональная проба с умственной нагрузкой как основной критерий различения легкоатлетов с различной спортивной результативностью / Т.С. Иванова // Врач-аспирант. - 2014. - № 6.2 (67). - С. 290 - 294.

Работы, опубликованные в других изданиях

1. Иванова, Т.С. Возрастные особенности психофизиологических характеристик легкоатлетов, имеющих различную спортивную результативность / Т.С. Иванова // Сборник трудов студентов и молодых ученых РГУФКСМиТ (23-25 марта, 20-22 апреля 2011 года). - М. : РГУФКСМиТ. - С. 147-151.

2. Иванова, Т.С. Прогностические критерии психофункционального состояния легкоатлетов / Т.С. Иванова, H.H. Захарьева H.H. // Всероссийский форум «Молодыеученые-2011» : материалы.-М., 2011.-С. 147- 148.

3. Иванова, Т.С. Прогностическое значение психофизиологических и вегетативных характеристик легкоатлетов / Т.С. Иванова, H.H. Захарьева // Материалы IV Всероссийской с международным участием конференции по управлению движением, приуроченной к 90-летнему юбилею кафедры физиологии ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ» / под общ. ред. И.Б. Козловской, О.Л. Виноградовой, В.Д. Сонькина, Б.С. Шенкмана. - М., 2012. - С. 63.

4. Иванова, Т.С. Значение психофизиологических показателей в прогнозе спортивной результативности у легкоатлетов в подготовительном и соревновательном периодах / Т.С. Иванова, H.H. Захарьева // Олимпийский бюллетень №13 / Сост. Мельникова Н.Ю., Эйнуллаев А.Ю., Трескин A.B., Леонтьева Н.С., Никифорова А.Ю. - М.: Издательство «Спецпроект», 2012. - С. 176- 180.

5. Иванова, Т.С. Прогностические особенности вегетативных и психофизиологических показателей у легкоатлетов в подготовительный и соревновательный период / Т.С. Иванова // Сборник трудов студентов и молодых ученых РГУФКСМиТ : Материалы по итогам научных конференций студентов и молодых ученых РГУФКСМиТ (28-30 марта, 18-20 апреля 2012 года). -М. : РГУФКСМиТ-С. 177 - 179.

6. Иванова, Т.С. Влияние вегетативных показателей легкоатлетов на спортивную результативность / Т.С. Иванова II Материалы всероссийской научно-практической конференции «Физическая культура и студенческий спорт: проблемы реализации стратегии развития». - Казань, 2012 - С. 351 - 353.

7. Иванова, Т.С. Вегетативный статус спортсменов-легкоатлетов и его взаимосвязь с психофизиологическими показателями и спортивной результативностью / Т.С. Иванова // Всероссийская (с международным участием) научно-практическая конференция «Спортивная медицина. Здоровье и физическая культура. Сочи-2012» [Текст] : В рамках Конгресса «Медицина спорта. Сочи-2012», г. Сочи, 20-23 июня 2012 г. : [сб. ст.] / Федер. гос. бюдж. образоват. учреждение высш. проф. образования «Волгогр. гос. ун-т» [и др.] ; редкол.: Т. Г. Коваленко (отв. ред.) [и др.]. - 2-е изд., доп. - Волгоград : Изд-во ВолГУ, 2012.-С. 412-416.

8. Ivanova, Т. Track-and-field athletes' vegetative balance and psychophysiological characteristics during pre-start conditions / T. Ivanova, N. Zakharieva // Publication of scientific issues. The VII International Scientific and Practical Conference of Students and Young Scientists «Modern University Sport Science» ; RSUPESY&T.-M., 2012. - P. 81- 83.

9. Иванова, Т.С. Психофункциональный алгоритм успешности легкоатлета / Т.С. Иванова, Н.Н. Захарьева // Материалы Всероссийского форума «Молодые ученые - 2012». - М. : Физическая культура, 2012. - Том 2. - С. 31- 32.

10. Захарьева, Н.Н. Спектральный анализ вариабельности ритмов сердца легкоатлетов в возрасте 12 -21 года в подготовительном периоде / Н.Н. Захарьева, Т.С. Иванова // Новые подходы к изучению классических проблем. Материалы VII Всероссийской с международным участием Школы-конференции по физиологии мышц и мышечной деятельности. Москва, 29 января - 1 февраля 2013г. -М.: Графика-Сервис, 2013. -С. 100.

11. Иванова, Т.С. Психовегетативные маркеры успешности легкоатлета / Т.С. Иванова, Н.Н.Захарьева // Сборник трудов студентов и молодых ученых ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ»: материалы по итогам научной конференции студентов и молодых ученых (19-21 марта, 23-25 апреля 2013 г.). - М. : РГУФКСМиТ, 2013.-С. 265-270.

12. Иванова, Т.С. Психофизиологические и вегетативные характеристики легкоатлетов с различной результативностью / Т.С. Иванова, Н.Н. Захарьева // XXII съезд Физиологического общества имени И.П. Павлова: Тезисы докладов. -Волгоград: Изд-во ВолгГМУ, 2013. - С. 197.

13. Захарьева, Н.Н. Отличительные особенности психовегетативного статуса легкоатлетов с различной результативностью / Н.Н. Захарьева, Т.С. Иванова // Национальные программы формирования здорового образа жизни, междунар. науч.-практ. конгр. (2014; Москва). Международный научно-практический конгресс «Национальные программы формирования здорового образа жизни», 27 - 29 мая 2014 г. В 4 т. Т. 1 : материалы конгр. / науч. ком. : С. Д. Неверкович [и др.] ; М-во спорта Рос. Федерации, Департамент образования г. Москвы, Федер. гос. бюджет, образоват. учреждение высш. проф. образования «Рос. гос.

ун-т физ. культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)». - М., 2014. - С. 153-155.

14. Иванова, Т.С. Психофункционапьные показатели легкоатлетов в подготовительном периоде и их роль в прогнозе спортивных результатов / Т.С. Иванова // Научные труды IV Съезда физиологов СНГ (Сочи — Дагомыс, Россия 8-12 октября 2014); под ред. А.И. Григорьева, Ю.В. Наточина, Р.И. Сепиашвили. - С. 247-248.

Список сокращений:

СР - сердечный ритм,

ТР, шб2 - общая мощность спектра сердечного ритма,

У1Л% те2 - диапазон очень низких частот спектра сердечного ритма,

Ы% шб2 — диапазон низких частот спектра сердечного ритма,

и п.и. - диапазон низких частот спектра сердечного ритма, выраженный в

нормализованных единицах, НР, те2 - диапазон высоких частот спектра сердечного ритма, ОТ п.и. - диапазон высоких частот спектра сердечного ритма, выраженный в

нормализованных единицах, и/ОТ (ВБ) - вегетативный баланс в спектре сердечного ритма, ТРБ, шш2 - общая мощность спектра систолического артериального давления, УЬРБ, шш2 — диапазон очень низких частот спектра систолического

артериального давления, ЬРБ, шш2 - диапазон низких частот спектра систолического артериального давления,

Ы^ п.и. - диапазон низких частот спектра систолического артериального

давления, выраженный в нормализованных единицах, ОТ8, шш2 - диапазон высоких частот спектра систолического артериального давления,

ОТБ п.и. - диапазон высоких частот спектра систолического артериального

давления, выраженный в нормализованных единицах, ЬРЗ/ОТЯ (ВБ) — вегетативный баланс в спектре систолического артериального давления,

ТРЭ, шш2 - общая мощность спектра диастолического артериального давления, УЬРО, шш2 — диапазон очень низких частот спектра диастолического

артериального давления, ЬРБ, шш2 - диапазон низких частот спектра диастолического артериального давления,

ЬРБ п.и. - диапазон низких частот спектра диастолического артериального

давления, выраженный в нормализованных единицах, ОТО, шш2 - диапазон высоких частот спектра диастолического артериального давления,

ОТО п.и. - диапазон высоких частот спектра диастолического артериального

давления, выраженный в нормализованных единицах, ЬРО/ОТО (ВБ) — вегетативный баланс в спектре диастолического артериального давления,

ТРБР, (1/т)2 - общая мощность спектра ритма дыхания,

УЬРБР, (1/т)2- диапазон очень низких частот спектра ритма дыхания,

ЬРБР, (1/т)2 - диапазон низких частот спектра ритма дыхания,

ЬРБР п.и. - диапазон низких частот спектра ритма дыхания, выраженный в

нормализованных единицах, НРБР, (1/т)2 - диапазон высоких частот спектра ритма дыхания, НРБР п.и. - диапазон высоких частот спектра ритма дыхания, выраженный в

нормализованных единицах, иВР/ИББР (ВБ) — вегетативный баланс в спектре ритма дыхания, АДС, мм.рт.ст. - систолическое артериальное давление, АДД, мм.рт.ст. - диастолическое артериальное давление, Т1/(Те+Т1) - рабочий цикл (отношение времени вдоха к периоду дыхания).

Заказ № 01-Р/03/2015 Подписано в печать 20.02.15 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1,2

ООО "Цифровичок", Москва, Большой Чудов пер., д.5 ¿^Х тел. (495)649-83-30

f>) www.cfr.ru ; e-mail: zakpark@cfr.ru