Медико-биологические аспекты физического воспитания и

Медико-биологические аспекты физического воспитания и спортивной
тренировки
БИОХИМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ В СПОРТЕ С УЧЁТОМ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ
ОСОБЕННОСТЕЙ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ
ГАТИЛОВА Г. Д.
НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ И
СПОРТА УКРАИНЫ, Г.КИЕВ, УКРАИНА
Анотация. Рассмотрена разработка наиболее эффективных, в том числе,
индивидуальных средств и методов спортивной тренировки физической и
технической
подготовки,
построенных
на
последних
достижениях
фундаментальной науки в области физиологии и биохимии спорта, спортивной
морфологии, с опорой на биологические данные системы контроля.
Ключевые слова: спортивная работоспособность, мышечная деятельность,
генетика, биохимия.
BIOCHEMICAL CONTROL IN SPORT TAKING INTO ACCOUNT THE
INDIVIDUAL CHARACTERISTICS FOR THE IMPROVEMENT OF SPECIAL
PERFORMANCE. GATILOVА G.D. NATIONAL UNIVERSITY OF PHYSICAL
EDUCATION AND SPORT OF UKRAINE, KYIV, UKRAINE
Abstract. The article describes the development of the most effective, including
individual means and methods of sports training, built on the latest achievements of
fundamental science in physiology and biochemistry of sport, sport of morphology,
based on biological data control system.
Keywords: sports performance, muscle activity, genetics, biochemistry.
Введение. В настоящее время при построении тренировочного процесса
практически не учитываются результаты комплексного контроля физической и
технической подготовленности, а управление тренировочным процессом
базируется главным образом на эмпирическом опыте, учитывая принципы
педагогики, но игнорируя законы биологической адаптации. При таком подходе
сложно соблюдать даже элементарные законы физиологии построения
оптимальной для данного спортсмена срочной и долговременной адаптации.
Особенностью проведения биохимических исследований в спорте является их
сочетание с физической нагрузкой. Это обусловлено тем, что в состоянии покоя
биохимические параметры тренированного спортсмена находятся в пределах
нормы и не отличаются от аналогичных показателей здорового человека. Однако
характер и выраженность биохимических сдвигов под влиянием физических
нагрузок существенно зависят от уровня тренированности, функционального
состояния и от индивидуальных особенностей метаболических процессов
спортсмена. Специалисты Института физкультуры и спорта разных стран изучают
состояние сердечнососудистой и центральной нервной системы организма
спортсменов, энергетические механизмы, анализируют биохимический состав
крови и генетические параметры. Данные, полученные в состоянии покоя,
сопоставляются с теми, что фиксируются в момент наибольшей физической
активности. Полученная в результате общая картина позволяет сделать вывод,
какие факторы и в какую очередь определяют спортивную успешность. На основе
этого анализа для каждого спортсмена разрабатываются конкретные
рекомендации, следуя которым он может повысить свою работоспособность и
максимально использовать резервы организма [1-16]. Таким образом, можно
будет определять, кто в силу природных данных способен достичь успеха в
профессиональном спорте, а кому стоит ограничиться физкультурой, чтобы не
навредить здоровью.
Цель. Проанализировать биохимический контроль в спорте с учётом
индивидуальных
особенностей
спортсменов
для
совершенствования
работоспособности.
Методы. Анализ литературных данных за последние годы.
Анализ результатов исследования. Дело в том, что гены - это только
программа, заложенная в человеке. А вот как она реализуется, зависит от
множества факторов окружающей среды. Исходя из того, что с ними происходит,
можно сделать выводы о механизмах, важных для успешного осуществления
спортивной деятельности [14]. Очень важна стадия генетического анализа исследование биохимических параметров спортсменов. Существует около сотни
показателей, учёные детально изучают. Анализ содержания в крови спортсменов
тех или иных компонентов в различные периоды их жизни: в период
тренировочного процесса, перед ответственными соревнованиями, во время
самого соревнования и после него даёт возможность сделать выводы, какие
спортивные качества определяются генетической компонентой, а для которых
важны и факторы среды. Известно, что генетические особенности в значительной
степени определяют возможности спортсмена. Вот лишь несколько примеров
исследований на эту тему [12-16]: российские учёные из лаборатории спортивной
генетики Санкт-Петербургского НИИ физической культуры провели
генеалогический анализ семьи, в которой все представители по мужской линии
профессионально занимались футболом. На основании данных этого анализа и
генетического тестирования футболистов было сделано предположение, что как
минимум три генетических маркера значимых для наследственной
предрасположенности к занятиям футболом. Это аллели PPARA C, UCP2 Val и
VEGF 634C, влияющие на энергетику мышечной деятельности и обеспечения
скелетных мышц и миокарда кислородом; американские учёные определили
полиморфизм генов, влияющих на мышечную массу и силу, а также на
рельефность мышечных групп. Было установлено, что преимущества в развитии
силы и приросте мышечной массы даёт наличие таких аллелей генов: ACTN3 R
(высокие сократительные характеристики мышечных волокон, преобладание
быстрых мышечных волокон), ACE I (оптимальный сосудистый тонус,
возможность увеличения силы семь раз, преобладание быстрых мышечных
волокон), AMPD1 C (быстрое пополнение запасов АТФ при выполнении
физических нагрузок), AR L (высокая концентрация эндогенного тестостерона в
организме), MYF6 C (высокие анаэробные возможности), PGC1A Ser (высокие
анаэробные возможности), PPARG Ala (повышенная утилизация инсулина), UCP2
Val (высокая метаболическая эффективность мышечной деятельности). В
бодибилдеров также была обнаружена низкая частота генотипа XX по гену
ACTN3 сравнению с популяционными данными, способствует активному
продуцированию в мышечных волокнах белка альфа-актинина, что способствует
сокращению мышц; в рамках крупного научного проекта Caudwell Xtreme Everest
британские учёные провели генетическое тестирование альпинистов высокой
квалификации. Они обследовали 139 человек и выявили различия в генотипе
альпинистов, успешно преодолели 8000-метровый барьер, и альпинистов,
которым это не удалось сделать. Выяснилось, что носители генотипа II (наличие
двух длинных копий гена ACE) в среднем достигали 8559 метров, в то время как
носители двух коротких копий гена ACE (генотип DD) останавливались в среднем
на отметке 8079 метров, причём в 15 спортсменов, достигли высоты более 8000
метров без запаса кислорода, учёные вовсе не обнаружили генотипа DD. Ген
кодирует энзим ACE превращение ангиотензина, протеинового гормона, который
вырабатывается почками и принимает участие, в частности, в нормализации
артериального давления [15]; американские генетики под руководством Брюса
Шпигельмана вырастили трансгенных мышей с универсальной склонностью к
физическим нагрузкам: они способны пробегать значительно длиннее дистанции
и с более высокой средней скоростью, чем обычные мыши. Результаты
исследования, опубликованные в журнале Cell Metabolism, показали, что
практически во всех скелетных мышцах трансгенных мышей произошла
тотальная трансформация мышечных волокон в волокна IIX типа. Последние
принято считать самыми «быстрыми» и резистентными к утомлению [16].
Своевременное выявление факторов, лимитирующих физическую
деятельность, умение устранять эти факторы и адекватное применение средств
коррекции помогают достичь высоких результатов в спорте и сохранить здоровье
спортсмена. Применение физической силы, фармакологических средств позволяет
повышать работоспособность и способность к быстрому восстановлению
ресурсов организма спортсмена после экстремальной нагрузки. Неграмотное же
использование этих приемов может оказаться малоэффективным или
отрицательно повлиять на здоровье спортсмена. Стратегия использования
ресурсов спортсмена с учетом его индивидуальных особенностей должна быть
ориентирована на наиболее важный старт года [2, 9]. Среди основных факторов,
ограничивающих спортивную работоспособность, выделяют: биоэнергетические
(анаэробные и аэробные) возможности спортсмена; нейромышечные (мышечная
сила и техника выполнения упражнений); психологические (мотивация и тактика
ведения спортивного соревнования). Наличие методов исследования
(биохимических и физиологических) - непременное условие установления
фактора, лимитирующим работоспособность [6]. Например, определение
показателей глюкозы, мочевины, лактата и т п., широко используется в
клинической и спортивной медицине. Нарушение процессов адаптации к
физическим нагрузкам со стороны крови может сопровождаться появлением
жалоб, функциональными расстройствами со стороны внутренних органов.
Сохранение
параметров
красной
крови
гарантирует
оптимальное
функционирование всей системы кислородного транспорта. При исследовании
показателей красной крови ориентируются на уровень гемоглобина, количество
эритроцитов, ретикулоцитов, гематокрит, железо сыворотки, а также возраст
эритроцитов. Количество эритроцитов в крови и содержание гемоглобина в них
зависят от вида спорта, разряда (спортивных достижений), уровня
тренированности, места проживания и пола спортсмена [1-10]. Учет резервов
системы красной крови позволяет адаптировать организм спортсмена к
длительным,
интенсивных
нагрузок,
поддерживать
оптимальное
функционирование всей системы кислородного транспорта. Подробно процессам
метаболизма и новым современным взглядам на биохимию крови в спорте
посвятили свою новую книгу Donal Maclaren с соавторы [13]. Метаболизм
окажется неоценимым информативным показателем для спортсменов, чтобы
справиться с тем, как осуществлять режим, интенсивность, продолжительность
тренировки, а также оценить, как состояние подготовки и состояние питания
могут повлиять на регулирование топливно-энергетических путей, а главное,
применить это понимание в области разработки учебных программ в области
питания и максимально спортивных результатов. Обоснование типов адаптации в
спорте обусловлено спецификой метаболических процессов [11, 12]. При
дозированной стандартной физической нагрузке "спринтерский" тип адаптации
характеризовался
преобладанием
анаэробно-гликолитического
обмена,
"стайерский" - преобладанием аэробного обмена, смешанный - способностью
проявления ранее названных типов обмена в равных долях. Следует отметить, что
характер приспособительных биологических реакций (пульс, артериальное
давление, степень созревания биосистемы, темпы приспособления и т.д.) в
пределах типов был неоднозначен. Типы адаптации были обнаружены также при
занятиях циклическими и ациклические видами спорта [11].
Выводы. Обобщая вышеизложенное, можно сделать предположение, что
тренировочное воздействие не может изменить типы биологических реакций,
которые генетически обусловлены. Спортивный результат конкретного
спортсмена как интегральный показатель, состоящий из: состояния здоровья;
одарённости от природы тем качеством, которое наиболее необходимо для
данного вида спорта и специализации; скорости протекания психических
процессов, устойчивости к стрессу нагрузок; методики (и условий) тренировок;
качества жизни спортсмена от момента рождения и до завершения спортивной
карьеры. Определение факторов, лимитирующих работоспособность, изучение
заболеваемости и травматизма в процессе многолетней спортивной тренировки,
представляется перспективным направлением как в плане разработки
профилактики патологических состояний, так и для продолжения спортивного
долголетия и прогнозирования достижения рекордных показателей в спорте [14].
1. Бин А. Спортивные добавки / А. Бин// Мурманск: Тулома, 2011.- 144 с.
2. Буланов Ю.Б. Питание мышц / Ю.Б. Буланов// Тверь:Буланов, 2004. – 258с.
3. Колеман Э. Питание для выносливости / Э.Колеман // Мурманск: Тулома,
2005.-192 с.
4. Михайлов С. С. Спортивная биохимия / С. С. Михайлов // М: Советский спорт,
2004. – 220 с.
5. Павлов С. Е. Тестирование в спорте. Оценка уровня тренированности –
традиции и реальность / С. Е. Павлов, Т. Н. Кузнецова // В сб.: “Спортивномедицинская наука и практика на пороге XXI века”. – М., 2000. – С. 129.
6. Сейфулла Р. Д. Лекарства и БАД в спорте: Практическое руководство для
спортивных врачей, тренеров и спортсменов / Р. Д.Сейфулла, 3. Г. Орджоникидзе
и др. // М.: Литтера, 2003. – 320 с.
7. Слимейкер
Р.
Серьёзные
тренировки
для
спортсменов
на
выносливость/перевод с английского Батдаловой Э./ Р.Слимейкер, Р.Браунинг//
Мурманск: Тулома, 2007. – 233 с.
8. Никитушкин В. Г. Организационно-методические основы подготовки
спортивного резерва / В. Г. Никитушкин, П. В. Квашук, В. Г Бауэр // Советский
спорт, 2005. - 232 с.
9. Кулиненков О. С. Фармакологическая помощь спортсмену: коррекция
факторов, лимитирующих спортивный результат / О. С. Кулиненков // Советский
спорт, 2008.-76 с.
10. Харитонова Л.Г. Комплексное исследования процессов адаптации организма
детей и подростков к физическим нагрузкам / Л.Г. Харитонова// Теория и
практика физической культуры. - М: РГАФК. - 1996. - №12. – С. 30-35.
11. Харитонова Л.Г. Типы адаптации в спорте / Л.Г. Харитонова // Омск, 1991.200 с.
12. Birch K. Sport and exercise physiology / K. Birch, D. MacLaren, K. George //
Garland Science, 2005 – 219 p.
13. Maclaren D. Biochemistry for Sport and Exercise Metabolism / D. Maclaren, J.
Morton // John Wiley and Sons, 2011 – 264 p.
14. William J. K. The endocrine system in sports and exercise / J. K. William, A. D.
Rogol // Wiley-Blackwell, 2005 – 630 p.
15. Wilmore Jack H. Physiology of sport and exercise / Wilmore Jack H., Costill David
L., Kenney W. Larry // - Human Kinetics, 2008 – 574 p.
16. Viru A. A. Biochemical monitoring of sport training / A. A. Viru, M. Viru // CRC
Press , 2001. – p. 283.