Совместно все эти изменения обеспечивают увеличение физической работоспособности и спортивных результатов. Если они происходят в молодом организме, то попутно они обеспечивают оптимальное развитие организма ребенка или подростка, гарантируя укрепление здоровья, а у пожилых людей помогают поддерживать высокое качество жизни. Тем не менее, появление этих предполагаемых изменений зависит от качества организации спортивной подготовки. Тренировочные эффекты непосредственно связаны с конкретными характеристиками выполняемых упражнений, их интенсивностью и продолжительностью, соотношения работы и отдыха, как во время единичной тренировки, так и в ходе микроцикла, который обычно длится от 4 до 7 дней. Соответственно, одной из целей спортивной подготовки является намеренное изменение организма, которое позволит ему выполнить работу определенной интенсивности и продолжительности.
Исходя из этого определения и основываясь на многочисленных результатах физиологических и биохимических исследований, можно утверждать следующее:
Ряд изменений и особенностей организма отличают высококвалифицированного спортсмена от человека, ведущего малоподвижный образ жизни.
Тренировочные эксперименты и перекрестные исследования подтверждают, что систематические физические упражнения вызывают изменения, необходимые для улучшения физических возможностей.
Характер, интенсивность и продолжительность тренировочных упражнений и особенности участия различных мышц и двигательных единиц являются детерминантами адаптивных изменений в организме.
Конкретные изменения в организме зависят от выполнения определенных упражнений. Адаптивный синтез белка является основой для таких изменений. Предполагается, что изменение уровня гормонов и накопление метаболитов во время и после тренировки являются индукторами конкретного синтеза белков. Индуцированный адаптивный синтез белка вызывает усиление наиболее активных клеточных структур и увеличивает количество молекул ферментов, катализирующих задействованные метаболические пути.
Таким образом, тренировочные упражнения приводят к конкретным изменениям в организме, которые необходимы для достижения цели спортивной подготовки. Например, улучшенная выносливость требует более высокого окислительного потенциала мышечных волокон, который основан на увеличении числа митохондрий и активности окислительных ферментов. В совокупности эти изменения, вызванные различными упражнениями, обеспечивают повышение уровня физической работоспособности.
Основное преимущество биохимического мониторинга заключается в том, что каждое упражнение выполняется для достижения конкретных изменений в организме, соответственно результирующее изменение позволяет проверить эффективность конкретного упражнения или группы упражнений. Таким образом, спортивная подготовка становится хорошо контролируемым процессом. В свою очередь, изменения в организме служат в качестве средства для оперативного и специфического контроля с обратной связью за эффективностью спортивной тренировки.
Для составления плана спортивной подготовки, и особенно для его последующей оперативной корректировки, необходима информация об ответной реакции организма на тренировку, чтобы знать, что происходит в организме спортсмена; знать, какое воздействие оказывают различные тренировки, режимы и этапы подготовки (например, стадия интенсивных тренировок или этап подводки к соревнованиям) и знать, какие в конечном итоге достигнуты основные результаты обучения. Во многих случаях для получения этой информации необходимы гормональные и метаболические исследования, которые и являются методами биохимического мониторинга спортивной тренировки (Vim et al., 2001).
Цели и задачи биохимического мониторинга спортивной подготовки
Целью биохимического мониторинга спортивной подготовки является выраженная в количественной форме объективная информация о текущем состоянии организма спортсмена и динамике произошедших под влиянием спортивной тренировки адаптационных изменений, которая должна помочь тренерам и врачам осмысленно планировать спортивную тренировку.
В задачи биохимического мониторинга спортивной подготовки входят анализ с помощью биохимических методов исследования динамики качественных и количественных метаболических параметров организма (например, активности ферментов, уровня гомонов и продуктов обмена), скорости накопления и элиминации различных метаболитов и гормонов в различных средах организма во время и после нагрузки, которые задействованы в обменных процессах при физической активности, восстановлении и адаптации к ней.
Биохимические методы исследования широко используются в процессе подготовки спортсменов. Ряд спортсменов и тренеров признают ценность биохимических показателей и руководствуются ими в своей практике. Тем не менее, все еще остаются случаи, в которых результаты биохимических исследований не поняты и тем самым бесполезным. Также встречаются случаи, в которых биохимические методы используются неправильно или непоследовательно (непостоянно).
Данные методические рекомендации призваны предоставить квалифицированным тренерам, спортивным врачам, научным сотрудникам, специалистам комплексных групп и спортивных лабораторий современные знания о научных основах использования биохимических методов в мониторинге спортивной подготовки. Мы надеемся, что распространение этой информации будет способствовать в выборе адекватных биохимических методов для достижения желаемых спортивных результатов, поможет избежать переоценки значимости результатов биохимических исследований или непоследовательности в получении необходимой информации.
Основные правила и принципы биохимического мониторинга спортивной тренировки
Измерения многих биохимических параметров было выполнено у спортсменов. Специфические исследования и различные научные вопросы требуют различных исследований или измерений у спортсменов. Однако, только потому, что что-то измерялось у спортсменов, не означает, что измерение является биохимическим мониторингом спортивной подготовки. Следующие пять принципов, которые должны соблюдаться при проведении биохимического контроля в спорте:
1. Биохимический контроль в спорте осуществляется в целях повышения эффективности тренировочного процесса.
2. Это процесс основан на регистрации изменений в организме спортсмена на различных этапах подготовки или под влиянием основных элементов спортивной подготовки (тренировки, соревнования, микроциклов, учебно-тренировочных сборов (УТС) и др.)
3. Это очень специфический процесс, зависящий от вида спорта, вида и уровня спортивного мероприятия, уровня подготовленности спортсмена, его возраста и пола. Таким образом, методы биохимического мониторинга должны быть выбраны специально под вид спорта, спортивное событие и
характеристики спортсмена.
4. Любой метод или измерение имеет смысл в мониторинге спортивной подготовки, если он предоставляет тренеру и врачу надежную и достоверную информацию, относящуюся к цели биохимического мониторинга.
5. Информация, полученная в результате исследований должна быть понятной, так чтобы могли быть сделаны необходимые корректирующие изменения в тренировочный план.
Основным принципом разработки схемы биохимического мониторинга спортивной подготовки должно быть правило «минимум исследований - максимум достоверной информации». Альтернативный принцип «чем больше исследований, тем больше информации» является неприемлемым для спорта, потому что мониторинг - это не вещь в себе, а средство помощи тренерам и спортсменам. Тестирование должно быть приспособлено к тренировочному процессу, быть органично в него вплетено и не перегружать спортсмена. Каждое исследование или измерение должно быть выбрано как наиболее подходящее текущим задачам среди ряда возможностей.
Должны быть четко определены задачи биохимического мониторинга, то есть выбраны конкретные методы, тесты и необходимые параметры в зависимости от вида спорта, этапа подготовки и других условий. В свою очередь, учитывая вид спорта, должны быть определены функциональные характеристики организма, являющиеся основой успеха в каждом конкретном случае. Чем сильнее связь между характеристикой и спортивным результатом, тем большее значение имеет тестирование. Например, к лыжникам предъявляются требования не только по выносливости, но и мышечной силы. Тем не менее, тестирование на максимальную произвольную силу не даст ценной информации, потому что работоспособность лыжников зависит от способности в каждом цикле движения поддерживать оптимальный, а не максимальный, уровень мощности. Максимальная сила имеет лишь косвенное отношение к локальной выносливости мышц, которая в свою очередь значительно влияет на уровень работоспособности.
Успешный выбор методов, тестов и параметров является главным условием для минимизации тестирования и максимизации информации. Исследование нескольких параметров, дающих одну и ту же информацию следует избегать. Параметры, непосредственно связанные с мышечным сокращением и выполнением физических упражнений являются предпочтительными. В этом случае важна связь между работоспособностью и записанными параметрами.
С этической точки зрения следует стремиться выполнять следующие условия:
• исследования должны быть минимально болезненны для спортсменов;
• исследование не должно в чем-либо ограничивать спортсмена или такие ограничения должны быть сведены к минимуму;
• спортсмены не должны принуждаться к прохождению тестирований;
• спортсмены должны дать информированное согласие на использование любой процедуры, манипуляции или метода;
• исследование не должно вызывать отрицательных эмоций у спортсмена;
• спортсмены должны быть проинформированы о том, кто будет иметь доступ к результатам исследования и иметь право требовать ограничений на распространение информации.
Согласно исследованиям, что помимо этической стороны, принуждение к прохождению тестирование в сравнении с добровольным может измениться результаты биохимических исследований у спортсменов (Yakovlev, 1977).
С медицинской точки зрения, любые длительные последствия (болезненность, воспаление, вызванное инфекцией во время биопсии или забора крови и т.д.) должны быть полностью исключены. Риск занесения инфекций возникает при биоптических заборах проб или катетеризации кровеносных сосудов, выполненных в полевых условиях. Даже укол кончика пальца для забора капиллярной крови перед игрой в баскетбол или волейбол может нанести вред работоспособности игроков из-за болезненности рабочей области и может открыть путь инфекции во время интенсивных занятий. Поэтому в полевых условиях забор проб крови рекомендуется заменить на анализ мочи, если это возможно. С другой стороны в большинстве случаев возникают несколько вопросов, которые существенно снижают ценность информации, полученной из анализа мочи по сравнению с анализом крови. Они возникают потому, что полученный образец мочи не отражает метаболическую ситуацию на момент забора, а отражает ситуацию за промежуток времени от последнего опорожнения мочевого пузыря до момента взятия пробы. Соответственно, метаболиты и гормоны в моче представляют собой среднее значение почечной экскреции за этот период.
Биопсия, пункция артерии, оценка артерио-венозной разницы и введение изотопов могут быть сделаны только в клинических условиях. Кроме того, в этих случаях время, прошедшее от предыдущего тестирования, должно быть достаточным, чтобы избежать вредного влияния.
Биохимический анализ микрообразцов, полученных с помощью биопсии или точное определение гормонов и ряда других соединений требует сложных и дорогих тестов. Инвазивные биохимические методы для исследования мышечной энергетики могут быть заменены методом ядерного магнитного резонанса. Однако этот метод требует аппарата, который значительно дороже, чем использование биохимических методов. Кроме того, ядерный магнитный резонанс доступен только в лабораторных условиях и с ограниченным выбором возможных упражнений.
При определенных ограничениях биопсия для оценки структурных изменений в мышечных волокнах может быть замещена томографией мышц. Но данное оборудование также дорого. Большое количество исследований указывают на возможность замены инвазивного определения лактатного анаэробного порога на неинвазивное определение вентиляционного порога и дыхательного коэффициента или частоты сердечных сокращений во время функционального тестирования с возрастающей нагрузкой. Тем не менее, существуют некоторые проблемы, с которыми можно столкнуться при использовании этой методики, нужно быть уверенным в точности и специфичности предлагаемых косвенных методов, так как прямой метод определения лактата в крови являются предпочтительными для наиболее точного определения анаэробного порога. Определение лактата в крови не дорого, по сравнению с газоанализом; необходимое количество крови может быть получено из мочки уха или кончика пальца. Определение лактата необходимы для оценки мощности анаэробного гликолиза и для других целей.
Нужно помнить о важности временных рамок для взятия пробы. В некоторых случаях задачи мониторинга требует, чтобы были зафиксированы фактические изменения в организме, происходящие непосредственно во время тренировки. В этом случае протокол исследования должен гарантировать, что наиболее типичные изменения записываются в их максимуме. Таким образом, исследователь находиться в рамках времени физиологических процессов в организме спортсмена и крайне важна оперативность его действий, чтобы проба была взята во временной промежуток максимальных значений измеряемого параметра. В других случаях необходимо оценить кумулятивный эффект физических упражнений и развитие адаптационных изменений. В этих случаях, усталость от предыдущей физической деятельности в день тестирования (или накануне) и незавершенный процесс восстановления может изменить картину. Поэтому исследователь должен выбрать наиболее оптимальное время, когда восстановление завершилось, а следующее воздействие еще не началось.
Так, чтобы обеспечить нормальные условия для тестирования, болгарские специалисты использовали специальный микроцикл для тестирования. Микроцикл состоял из двух этапов. Первый этап был направлен на стандартизацию состояний.
Таким образом, в течение учебного года, рабочая нагрузка в первые 2 или 3 дня (первый этап) должна быть такой же интенсивности, объема, количества упражнений и интервалов отдыха. Второй этап (2 дня) был для тестирования, и тестирование проводилось посредством строгой схемы. Для спортсменов тестирование означало не только регистрация результатов, но также и выполнение упражнений до максимума по круговому методу тренировки. Таким образом, идея заключалась в использовании тестирующих упражнений так, чтобы они приводили к тренировочным рабочим нагрузкам в результате суммы их действий. В первый день тесты проводились для максимальной мощности. На второй день тесты повторялись при 75% от индивидуального максимума, но с максимально возможным числом повторений (Матвеев, 1980). Это лишь пример более чем 30¬летней давности не следует воспринимать как единственно возможное решение - это лишь один из путей планирования микроциклов.
Цель мониторинга тренировки основана на необходимости:
• в информации о фактических эффектах тренировок (обратная связь);
• знать, что тренировочный план адекватен на каждом этапе для этого спортсмена;
• записи модели адаптационных возможностей спортсмена.
Оценка структуры развивающихся эффектов тренировки должна предоставлять возможность для оценки связи между выполненными упражнениями и изменениях в организме, к которым они привели. Анализ тренировочного плана в тактике тренировки требует оценки рабочей нагрузки тренировочных занятий (таких как интенсивность и объем нагрузки) и тренировочных микроциклов. Важнее всего выяснить, оказала ли тренировка ожидаемое тренировочное воздействие. Крайне важна при оценке микроциклов информация о восстановительных процессах. Анализ процессов восстановления также может иметь важное значение при планировании оптимальных интервалов отдыха между упражнениями во время тренировки. Мониторинг учебных занятий и микроциклов тесно связан с диагностикой утомления.
С точки зрения стратегии спортивной подготовки, важно знать динамику изменения работоспособности. Учет результатов соревнований не дает достаточной информации по нескольким причинам. Необходима более общая информация о состоянии организма и, в частности, об основах уровня специальной работоспособности. В связи с этим предсказанием пика работоспособности является более важным, чем многим кажется. Достижение максимального уровня работоспособности исчерпывает адаптационные возможности организма в значительной степени. Таким образом, тренер вместе со спортсменом, поднимаясь у олимпу, прокладывают свой путь по лезвию бритвы, балансируя на границе между наивысшей формой подготовленности и перетренированностью. Следовательно, мониторинг спортивной подготовки должен давать тренеру и спортсмену оперативную информацию о текущих адаптивных возможностях организма, в том числе в отношении диагностики ранних проявлений перетренированности.
Лучшую информацию о эффективности тренировки и адекватности тренировочного плана будут давать методы измерения адаптационных процессов и их структурных, метаболических и функциональных проявлений, которые регистрируют их на клеточном уровне. В большинстве случаев это технически возможно. Однако эти исследования используют сложные и дорогостоящие методы. Ранее было отмечено несколько этических и медицинских соображений, которые сужают использование биохимических методов в мониторинге спортивной подготовки. Даже в лаборатории наиболее информативные методы могут быть использованы только на небольшом количестве человек. Тем не менее, биохимические методы необходимы для выполнения нескольких задач мониторинга спортивной тренировки. Они особенно необходимы для оценки влияния тренировки на мощность и емкость процессов образования энергии (пути ресинтеза аденозинтрифосфата /АТФ/), реализации метаболических возможностей и метаболического контроля, для оценки эффекта тренировочных этапов в целом (сезона, УТС, микроцикла), для анализа процессов восстановления и планирования микроцикла, для предсказания пика работоспособности, для диагностики утомления и перетренированности, мониторинга динамики адаптационных изменений.
Биохимический мониторинг спортивной подготовки не должен рассматриваться как самодостаточная мера, а лишь как часть контроля спортивной подготовки, которая позволяет получить более глубокую информацию об изменениях в организме спортсмена. С одной стороны, когда достаточная информация может быть получена без биохимических методов, то их применение становится неоправданным и излишним. С другой стороны, даже в этих случаях биохимические методы способны дать дополнительную и/или более подробную информацию. Например, в ряде случаев, когда тренировки не оказывают должного эффекта и прекращается прогресс результатов, биохимические исследования могут помочь выяснить причину неэффективности тренировок. Идея биохимического контроля заключается в том, чтобы отслеживать и влиять на фундаментальные основы вызванной тренировками адаптации, используя метаболические и гормональные характеристики адаптации.
Следующие тезисы определяют сущность биохимического мониторинга спортивной подготовки:
• Метаболическая адаптация составляет основу для улучшения специальной работоспособности в каждом конкретном виде спорта. Чтобы составить тренировочный план эти адаптационные изменения должны быть охарактеризованы количественно и качественно.
• На тренировках метаболические адаптации также имеет важное значение для улучшения общей и специальной физической формы. Адаптации могут иметь важное значение для оценки эффективности подготовки.
• Эффективность управления тренировочным процессом в течение коротких периодов может быть оценена с помощью метаболических и функциональны изменений, которые, как известно, происходят в результате определенных упражнений и методов тренировки.
• Основу для эффективной тренировки составляют ферментативно-структурные адаптации на клеточном уровне, вызванные метаболическими и гормональными изменениями во время и после учебных занятий. Регистрация этих параметров открывает путь для оценки тренировочного эффекта учебных занятий.
• Неверное управление тренировочным процессом создает неправильное направление метаболической адаптации или опасное падение адаптационных возможностей и ресурсов организма, что может быть определено с помощью биохимических методов исследования.
• Метаболические и гормональные исследования в мониторинге спортивной подготовки полезны, если они дают результаты, в которых информации значительно больше, чем в результатах, получаемых с помощью более простых и менее дорогих физиологических методов или специальных тестирований физических способностей и работоспособности.
Выбор средств и методов биохимического мониторинга основан на знании специфики вызванных физическими упражнениями метаболических адаптаций. Соответственно, организаторы мониторинга спортивной подготовки должны знать, какие именно изменения в организме обычного подростка или молодого человека способны сделать из него Homo olympicus, способного конкурировать за медали на Олимпийских играх или международных чемпионатах. Задача состоит в том, чтобы установить пути для получения информации о достижении необходимых характеристик, специфических задач подготовки и значение генотипических особенностей. Такая информация необходима для внесения коррекций в тренировочный план и объективной фиксации накопленного опыта.
Необходимые зарегистрированные характеристики должны давать достоверную и специфичную для вида спорта информацию о процессах развития на протяжении нескольких лет. Во многих случаях эти годы включают препубертатный возраст, пубертатный период, постпубертатное развитие и юношеский возраст. Однако остается неясным остается ли неизменной информативность информативность регистрируемых параметров в течение онтогенетического развития и созревания. Хотя это важная проблема, мы не будем ее касаться, потому что еще недостаточно исследований для обобщения знаний и каких-либо обоснованных выводов.
Другим аспектом является то, что биохимический мониторинг с ростом спортсмена должен становится все более совершенным, то есть , чем выше уровень работоспособности, тем глубже должен быть анализ. Работоспособность на этапе высшего спортивного мастерства, чаще требует, чем ранее, специальных исследований, чтобы понять причину(ы) ограничения дальнейшего прогресса. Опыт практиков доказывает, что каждый спортсмен имеет свой внутренний потенциал для улучшения результатов. Когда этот потенциал будет исчерпан, спортсмен будет способен лишь поддерживать свой уровень работоспособности, но не увеличить его дальше. Практический опыт показывает, что при достижении спортсменом определенного уровня работоспособности, дальнейшее увеличение объемов и/или интенсивности тренировок не улучшает результаты. Непонимание тренером и спортсменов факта, что предел достигнут может привести к перетренированности спортсмена. В связи с этим возникает вопрос, как оценить потенциал спортсмена. К сожалению в настоящее время нет однозначного ответа на этот вопрос, его разработка является предметом отдельной работы и не входит в рамки данных методических рекомендаций.
Кроме того в сферу вопросов биохимического контроля в спорте входят такие проблемы, как диагностика предпатологических состояний различной этиологии и помощь в составлении и коррекции индивидуальной диеты спортсмена. Эти задачи не имеют прямого отношения к контролю подготовленности спортсмена, составлению и коррекции тренировочного плана и являются специфическими, поэтому также вынесены за рамки данных методических рекомендаций (Vim et al., 2001).
Данный текст является выдержкой из методических рекомендаций Москомспорта.
