Сдвиги тимпанальной температуры у спортсменов при преодолении порога анаэробного обмена и отказе от ступенчато-возрастающей нагрузки

Малышева Н.М., Агеев Ш.К.

//Медико-биологические вопросы текущего контроля подготовленности спортсменов. –Л., ЛНИИФК, 1984, с.52-55.

Оптимальное управление тренировочным процессом возможно при наличии достоверной информации о состоянии работоспособности спортсменов и о достигаемом эффекте управляющих воздействий, т.е. о последствиях применяемых средств и методов тренировки [2], направленных на повышение экономичности функционирования управляемого объекта.

Известно, что интенсивность большинства тренировочных нагрузок, используемых в циклических видах спорта с преимущественным развитием выносливости, должна находиться в диапазоне от порога анаэробного обмена (ПАНО) до критической мощности, т.е. мощности двигательного действия на уровне максимального потребления кислорода. Это связано с тем, что при интенсивности физической нагрузке ниже ПАНО (т.е. до развития лактатацидоза) реакции дыхания и кровообращения сохраняют рН, рСО2, рО2 артериальной крови на уровне, близком к стационарному в условиях покоя [7].

Тренировочные воздействия, мощность двигательного эффекта которых превышает критическую, способствуют развитию анаэробных механизмов энергообеспечения и используются в данных видах спорта в гораздо меньшем объеме и, главным образом, в соревновательном периоде. Правомерность применения в практике спорта тренировочных нагрузок, интенсивность которых задается только в процентах от соревновательной скорости, по частоте сердечных сокращений или темпу двигательного действия подвергается сомнению [8]. Объективное планирование нагрузок должно базироваться с учетом аэробных и анаэробных механизмов энергообеспечения [6, 9, 10].

В ходе выполнения тренировочных нагрузок очень важно знать начало включения анаэробных источников энергообеспечения, которое может быть установлено по увеличению лактата в крови выше базового уровня 4 ммол/л [11], а также избыточному выделению СО2 (Ехс СО2) в выдыхаемом воздухе.

Ехс СО2 при нагрузках ниже ПАНО практически не меняется, оставаясь постоянным в пределах 2 мл/кг• мин. Следует также отметить отличие локализации ПАНО при различных тестирующих эргометрических нагрузках [12]. Это положение подтверждает тот факт, что анаэробный порог отражает уровень функциональных возможностей в конкретной физической работе. Несмотря на то, что данный показатель можно классифицировать как критерий аэробных возможностей, его изменения нельзя полностью связывать с динамикой максимального потребления кислорода (max VO2). Так, например, установлено[13], что уровень ПАНО может меняться при неизменном max VO2, а выполнение упражнений при потреблении кислорода

50-85 % от max VO2 приводит к разному рабочему стрессу у испытуемых с различным уровнем ПАНО, но с одинаковой величиной max VO2 [14]. Таким образом можно считать, что порог анаэробного обмена, представляющий переходный момент в метаболическом стрессе, является лучшей основой для планирования интенсивности тренировочных нагрузок спортсменов, чем max VO2.

В исследованиях многих авторов показано, что во время физической нагрузки изменяется температурный градиент, определяющий эффективность процессов рассеивания тепла в тканях. Кроме того, установлено, что степень повышения температуры тела (ядра) зависит от объема выполненной работы. Ряд исследователей считают, что между продолжительностью циклической работы на выносливость и степенью гипертермии организма существует прямая зависимость [12].

Хотя внутри тела температура несколько варьирует, для упрощения принимается, что органы, расположенные в глубине тела, имеют одинаковую температуру (разница в пределах 0,1°С) и составляют его температурное ядро, нормальная температура которого составляет 36,6-37°С [5]. Наиболее точную информацию о температуре ядра тела можно получить при измерении ее в сердце, т.к. кровь, поступившая в сердце, усредняет температуру разных участков тела. Чаще всего о ней судят по изменениям ректальной температуры, которая, однако, обладает большой инертностью. Объективно отражает изменения температуры ядра также тимпанальная температура, измеряемая в наружном слуховом проходе, вблизи барабанной перепонки [1, 5].

В связи с вышеизложенным, задача данного исследования заключалась в изучении сдвигов тимпанальной температуры при выполнении спортсменами ступенчато-возрастающей через каждые 3 минуты нагрузки «до отказа» на тредмиле фирмы «Beckman». 

Во время физического воздействия регистрировали также объемные характеристики легочной вентиляции (VE), выделения углекислого газа (VCO2), потребления кислорода (V O2), частоту сердечных сокращений, осуществлялся расчет Ехс СО2 (в исследовании принимали участие Л.С. Соколова, Э.И. Пышняк, А.В. Ланина, В.В. Куземский, рук. А.Г. Фалалеев) и уровень лактата крови.

В тестировании участвовало 23 спортсмена различной квалификации, пола, возраста и уровня тренированности. Измерение тимпанальной температуры производилось электротермометром ТПЭМ-01, питаемым от стабилизированного источника напряжения.

В ходе проведения исследования было установлено, что при выполнении спортсменами ступенчато-возрастающей нагрузки «до отказа» длительностью от 9 до 15 минут после выраженного периода врабатываемости, когда тимпанальная температура оставалась постоянной, на уровне ПАНО начиналось быстрое ее нарастание. Это согласуется с данными, полученными В.В. Городецким, первым выявившим эту закономерность [4]. Повышение температуры продолжалось не только до момента отказа от нагрузки, но и еще спустя 3-5 минут после ее окончания, что связано, по-видимому, с послерабочим выходом молочной кислоты из работавших мышц в кровь. Степень прироста температуры в момент отказа от нагрузки и ее абсолютное значение зависели от уровня тренированности спортсменов. Выявлено, что способность поддерживать задаваемую мощность физической нагрузки нарушается у хорошо подготовленных спортсменов при тимпанальной температуре 38,5-39°С, которая превышала исходную на 1,5-2°С.

Вышеизложенное позволяет заключить, что определение момента перехода анаэробного порога по изменениям тимпанальной температуры является более оперативным методом, чем широко используемые в исследованиях способы определения ПАНО по уровню молочной кислоты в крови или при графическом выражении VE, VCO2, V O2 и Ехс СО2, которое допускает определенную долю субъективизма в нахождении точек изломов этих показателей [15]. Кроме того, данный метод позволяет установить уровень ПАНО в естественных условиях тренировочного процесса в различных видах спорта, а также может служить критерием напряженности функций организма при выполнении физической нагрузки.

Список, использованной литературы

1. Вилдав О.Я., Березман Р.М.// Материалы научно-методической конференции республик Прибалтики и Белоруссии.-Минск: Полымя, 1982, с. 184-185.

2. Волков Н.И.// Теория и практика физической культуры, 1975, № 11, с.28-37.

3. Волков Н.И., Ширковец Е.А.// В кн.: Биоэнергетика.-Л.: ГДОИФК, 1973, с.18-30.

4. Городецкий В.В. Экономичность обеспечения предельной мышечной деятельности у спортсменов, тренирующихся на выносливость, и ее клиническое значение // Автореф. дис. … канд. мед. наук. –М., 1983.- 23 с.

5. Коц Я.М. // В кн.: Физиология мышечной деятельности. –М., 1982, с. 422-444.

6. Ширковец Е.А., Кубаткин В.П. // Теория и практика физической культуры, 1975, № 8, с.19-24.

7. Whipp B.I., Ward S.A. // Exp. Biol., 1982, 100, p.173-193.

8. Konopka P. // Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin, 1981,  1, s. 8-21;  2, s.47, 48, 50, 52; 3, s.76-79; 4, s. 104, 106-109; 5, s. 141-145.

9. Kinderman W., Keul J. Anaerobe Energiebereitstellung im Hochleistungsport: Die Bedeutung der metabolischen Azidose unter physiologischen und pathologischen Bedingungen.-Schorndorf: K. Hofmann, 1977-118 s.

10. Hollmann W. // Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin, 1981, 9, s. 247-250; 10, s. 274-279.

11. Wasserman K., Mc Illoy M.B. // Amer. Journ. of Cardiology, 1964, 14, p. 844-852.

12. Davis J.A., Vodak P., Wilmore J.H. et al.// Journal of  Applied Physiology, 1976, 4, p.544-548.

13. Mader A., Ziesen H., Heel H. et al. // Sportarzt und Sportmedizin, 1976,  4, s. 80-88; 5, s.109-112.

14. Dwyer J., Bybee R.// Med. and Sci. in Sport and Exercise, 1981, 13, 2, p.70.

15. Shorten M.R., Williams C.// Jorn. Physiol.(Gr.Brit.) 1982, 332, p.38-39.

25.03. 2017 г. Мое краткое дополнение к статье 1984 г.:

С точки зрения терморегуляции тело человека можно представить состоящим из двух компонентов: внешнего- «оболочки» и внутреннего - «ядра». Температура поверхностных тканей оболочки, как правило, ниже температуры глубоких тканей ядра.  Ядро - это внутренние органы человека, включая головной мозг. Регуляторные механизмы стремятся поддерживать температуру ядра тела в покое и при неизменной температуре внешней среды на постоянном уровне. Через оболочку идёт теплообмен между ядром и окружающей средой.

Для оценки температуры ядра следовало бы измерять температуру в сердце, где смешивается кровь из различных участков тела. Однако это по понятным причинам не делается. Внутренние органы имеют разную температуру, самый «горячий» - печень, ее температура доходит до 38-40°С.

Постоянство температуры тела человека обеспечивается сочетанием двух взаимосвязанных процессов - теплопродукции и теплоотдачи. Если теплопродукция преобладает над теплоотдачей, температура тела повышается. В тех случаях, когда образование тепла меньше теплоотдачи, наблюдается снижение температуры тела.

Теплообразование для человека — важнейший способ поддержания температуры тела. Непрерывность обменных процессов в организме сопровождается образованием тепла. Энергия, выделяемая человеком в сутки, слагается из 3-х величин: энергии основного обмена, энергии повышения обмена при приеме пищи и, наконец, энергии, образующейся в результате умственной и физической деятельности.

Повышение теплопродукции в естественных природных условиях происходит в основном при физической работе. Количество тепла, выделяющееся при этом, зависит от вида деятельности, интенсивности и продолжительности работы.  Главный регулятор теплопродукции — мышцы. При интенсивной физической нагрузке они поставляют до 90% тепла. В нормальных условиях на долю мышц приходится 65—70% теплопродукции. Второй по  значимости источник теплопродукции - печень и пищеварительный тракт, они дают 20 - 30% тепла. Резкое повышение температуры тела наблюдается в момент отказа от дальнейшего продолжения физической деятельности, выполняемой   на   пределе функциональных возможностей человека.

Тимпанальная температура (температура барабанной перепонки), измеряемая через наружный слуховой проход, как доказали многочисленные исследования, отражает температуру базальных отделов головного мозга, главным образом гипоталамуса, центра вегетативных функций и терморегуляции в том числе [16].

Весьма перспективным является использование инфракрасных тепловизоров в изучении воздействия различных нагрузок на организм спортсменов. Современные тепловизоры позволяют с высокой точностью оперативно производить  оценку состояния регуляторных систем организма;  визуализировать процессы напряжения или срыва механизмов терморегуляции при исследовании глубинных структур организма человека;  исследовать в динамике соматические и психоэмоциональные расстройства при воздействии стрессовых факторов; выявлять патологические состояния на дозонологической (предболезненной) стадии, определять функциональное состояния организма спортсмена и его адаптационного ресурса, индивидуализировать тренировочный процесс спортсменов [17].

Представляет интерес устройство Термохрон - позволяющее регистрировать температурные значения, измеренные через определённые, заранее заданные, промежутки времени и сохраняющее полученную информацию в собственной энергонезависимой памяти. По своим размерам и внешнему виду ТЕРМОХРОН напоминает дисковую батарейку или "таблетку" диаметром меньше рублевой монеты, поэтому он легко может быть размещен в труднодоступном месте. Емкости элемента питания достаточно для непрерывной эксплуатации в течение 10 лет. Чувствительность термометра составляет 0,125° С. [18]. Его уже начали использовать в исследованиях адаптационных качеств человека [19].

16. Mariak  Z., White M.D., Lyson T., Lewko J.  -Tympanic temperature reflects intracranial temperature changes in humans. // Pflugers Arch. – 2003. – V. 446, № 2. – p. 279-284.

17. Иванова Г.П., Шилин И.Б., Шилин Б.В. Опыт тепловизионного обследования спортсменов. Труды оптического общества им. Д.С. Рождественского. Международная конференция «Прикладная оптика-2008». Санкт-Петербург 20-24 октября 2008. Т. 3. С. 246-250.

18. Что такое ТЕРМОХРОН?- http://www.elin.ru/Thermochron/  

19. Пронина Т.С. «Термохрон iButton» - как метод исследования адаптационных качеств человека. // Новые исследования, Вып. № 4 (41), 2014, с.38-51. - http://cyberleninka.ru/article/n/termohron-ibutton-kak-metod-issledovaniya-adaptatsionnyh-kachestv-cheloveka