Фізіологічні аспекти спортивного скелелазіння

Проаналізовані наукові праці західноєвропейських авторів відносно морфофункціональних та метаболічних змін в організмі спортсменів-скелелазів. Охарактеризований вплив фізичного навантаження, що виникає в процесі скелелазіння на м’язову, серцево-судинну, дихальну, опорно-рухову системи та систему крові. Вперше описані данні щодо фізіологічних змін в окремих системах організму українських спортсменів-скелелазів високої кваліфікації. Проведений порівняльній аналіз результатів досліджень українських та європейських спортсменів. За результатами проведених досліджень, тренерам були надані практичні рекомендації.

Актуальність. Сучасний професійний та олімпійський спорт, як один із різновидів екстремальних видів діяльності людини, характеризується високою інтенсивністю фізичних навантажень та підвищеними вимогами до діяльності фізіологічних систем організму.

Важливу роль в скелелазінні відіграють адаптаційні зміни таких систем: опорно-рухової, м’язової, серцево-судинної, дихальної,  нервової систем, а також системи крові.

В навчально-методичній літературі по скелелазінню  бракує даних щодо використання морфофункіональних ознак як об’єктивних показників величини адаптації. Така інформація змогла б полегшити процес відбору  та орієнтації спортсменів-скелелазів. Відсутність наукових обстежень українських спортсменів-скелелазів та реакції систем їхнього організму на процес сходження обмежує можливості тренерів ефективно керувати процесом підготовки.

Мета дослідження виявити морфофункціональні особливості та зміни в організмі спортсменів-скелелазів високої кваліфікації в  процесі тренувальної та змагальної діяльності.

Методи дослідження: аналіз науково-методичної та спеціальної літератури, методи експертної оцінки, динамометрія, пульсометрія, біохімічний аналіз крові, спірографія, газоаналіз, відеоспостереження, аналіз складу тіла, методи математичної статистики.

Завдання дослідження:

1. 1.Проаналізувати дані сучасної наукової літератури відносно досліджень морфофункціонального стану організму спортсменів-скелелазів.
2. 2.Дослідити динаміку морфофункціональних змін систем організму в  процесі сходження спортсмена-скелелаза на стінку з різними кутами нахилу.
3. 3.Охарактеризувати вплив змагальної діяльності на організм спортсменів скелелазів-високої кваліфікації.

Результати досліджень.

Антропометрія. Аналіз даних наукових робіт, присвячених  питанню антропометричних змін організму спортсменів-скелелазів, свідчать про  особливості адаптаційних  пристосувань скелета спортсменів до потужних ізометричних та статичних навантажень. При відносно невеликому зрості відмічається зміна в компонентному складі тіла: низький процент жирової тканини та відносно високий процент м’язової тканини (Табл. 1.1).

На основі досліджень спеціалістів у галузі спортивного скелелазіння (Уотса, Мейнера, Бута) були розраховані середні величини таких показників: маса тіла, зріст, загальна маса жирової тканини, маса жирової тканини верхніх  та нижніх кінцівок.

Таблиця 1.1

Антропометрична характеристика організму спортсменів-скелелазів

Характеристика	Європейці		Українці
	Топ-спортсмени	Початківці	Топ-спортсмени
Вік, років	28,3 ± 5,4	24,1 ± 3,8	25,5 ± 6,4
Маса тіла, кг	58,8 ± 7	65,6 ± 4,9	63,25±8
Зріст, м	1,71 ± 0,7	1,77 ± 0,04	1,73±0,6
Маса жиру (МЖ), %	4,7 ± 1,3	-	9,8±1,3
МЖ (нижні кінцівки), %	-	-	18,4±3,6
МЖ (верхні кінцівки), %	-	-	9,9±3,4
ИМТ	20,1 ±2,4	20,9±1,1	21,1±2,7

В аналітичній програмі дослідження (анкетування, бесіди) взяли участь близько 100 спортсменів-скелелазів з рівнем кваліфікації КМС-МС (вік 16-25 років). Для виконання експериментальної частини дослідження були залучені 10 спортсменів-скелелазів, членів збірної команди України з рівнем кваліфікації майстер спорту України. Їх зріст коливався від 169 до 182 см, а вага – від 55 до 72 кг.

Впродовж 6 місячного спостереження спортсменів було визначено хвилеподібне зниження маси тіла на 14% в період змагальної діяльності, причому на 4% в останні 2-3 дні перед змаганнями (за рахунок дегідратації).

За результатами експерименту та їхнього співставлення з літературними даними були зроблені такі висновки:

• Антропометрична модель українських спортсменів є не раціональною для ефективної змагальної діяльності.
• 
  
• Для успішної змагальної діяльності процентний вміст жирової тканини не повинен складати більше 7%.

Враховуючи ці положення можна рекомендувати тренерам, спортсменам та науковим консультантам команд приділяти більшу увагу плануванню раціону харчування з акцентом на зниження вмісту жирової тканини до рівня 5 – 7 % від загальної маси тіла. Такі заходи сприятимуть підвищенню відносної сили м'язів верхніх кінцівок, які беруть безпосередню участь в забезпеченні спеціальної працездатності скелелазів.

М’язова сила та спеціальна витривалість. За літературними даними європейських досліджень  було визначено середнє значення показників кистьової динамометрії - 51,7±7,5 кг - до початку тренування та 48,4±8 кг - після тренування.

Отримані нами результати дещо відрізнялись від літературних: середнє значення максимальної сили м'язів передпліччя та кисті складає 53,1 кг, але при цьому середній показник відносної сили м'язів передпліччя та кисті українських спортсменів дорівнював 0,78 у.о., а європейських – 0,94 у.о. Беручи до уваги те, що кореляційний взаємозв’язок між відносною силою кисті та результатом проходження трас складає r=0,78.

Враховуючи написане робимо висновок: змагальний результат європейських спортсменів ймовірно буде вищий за результат українських, тому що різниця показників відносної сили м'язів передпліччя та кисті європейських спортсменів на  17 % більший.

Дослідження метаболічних змін. За результатами літературних джерел, опублікованих в британському журналі «СПОРТМЕД», було виявлено, що показник VO_2max  у спортсменів-скелелазів досягає значень 54,8±5,0 мл∙кг^-1∙хв^-1 (Табл. 1.2).

Таблиця 1.2

Дослідження VO_2max у спортсменів - скелелазів (данні літератури)

Дослідник	Категорія складності	Виконана робота	VO2max, мл∙кг-1∙хв-1
Billat	7b	Тредміл	54,8±5,0
Billat	7b	Підтягування	22,3±2,6
Wilkins	7b	Тредміл	55,2±3,6
Watts&Drobish	7a	Тредміл	50,5±7,0
Booth	7a	Швидкісне лазіння	43,8±2,2

Вміст лактату в крові зростає під час проходження маршруту, але не до рівнів, які можна отримувати під час тестувань в лабораторних умовах на велоергометрі. Відносно низький рівень лактату – це результат локального фізичного навантаження із залучення обмеженої кількості рухових одиниць. Відомо, що  підвищення концентрації лактату в крові має високий кореляційний взаємозв’язок із рівнем силової витривалості м’язів передпліччя та кисті (r=0,76), яка забезпечує високий спортивній результат спортсменів-скелелазів.

Вернер і Герберт (2000) опублікували результати дослідження зміни концентрації лактату в крові під час проходження змагальних трас на Чемпіонаті світу  2000 року(Табл. 1.3).

Таблиця 1.3

Результат дослідження вмісту  лактату в крові спортсменів - скелелазів

Автор	Методика	Концентрація La , ммоль∙л-1
Billat	3 хв після траси 7b к.с.*	5,8±1,0
Watts	1 хв після траси 7b к.с. *	6,8±1,9
Mermier	1-2 хв після траси 7a к.с. *	3,2±0,9
Werner&Gerbert	1 хв після траси на Чемпіонаті світу	8,9±1,1

* к.с. – категорія складності маршруту.

Враховуючи представлені данні ми можемо констатувати, що процес сходження має змішаний аеробно-анаеробний характер енергозабезпечення, а тому спортивних фізіологів, безумовно, повинно цікавити питання величини аеробного та анаеробного порогів.

Результати досліджень українських спортсменів-скелелазів відображають динаміку показників концентрації лактату, споживання кисню, та ЧСС при проходженні маршрутів 7c к.с. з різною величиною кута нахилу стінки: 90º та 180º (стеля).

За основу були взяті лабораторні дослідження цих же спортсменів на велоергометрі з використанням газодіагностуючого комплексу “Oxion Pro”, Німеччина (Табл. 1.4).

Таблиця 1.4

Результати метаболічного та функціонального дослідження організму спортсменів скелелазів (n=5)

Показник / Спортсмен	1	2	3	4	5	Середнє значення
Larest, ммоль∙л-1	1,80	2,24	1,92	1,86	2,17	1,99
La180º,  ммоль∙л-1	6,78	7,20	6,42	5,78	5,89	6,41
La90º,  ммоль∙л-1	5,62	5,96	5,20	4,96	5,42	5,43
Lamax в лабораторії, ммоль∙л-1	14,9	14,8	15,2	12,9	12,5	14,06
ЧССrest, уд∙хв-1	48	53	51	55	47	50,8
ЧССmax180º,  уд∙хв-1	177	180	181	183	180	180,2
ЧССmax90º,  уд∙хв-1	187	189	187	191	188	188,4
ЧССmax в лабораторії, уд∙хв-1	185	191	205	193	188	192,4
VO2max 180º, мл∙хв-1	2652	2896	2782	2768	2672	2754
VO2max 90º,  мл∙хв-1	2988	3114	3056	3646	3128	3186,4
VO2max в лабораторії, мл∙хв-1	3846	3214	3942	3984	3420	3681,2

Дані лабораторного дослідження свідчать, що максимальні можливості досліджуваних систем не реалізуються в процесі сходження, а це, в свою чергу, має два пояснення:

1.Не зважаючи на те, що спортсмени мають хорошу функціональну підготовку, яка не реалізуються в процесі сходження, падіння спортсменів, певно, відбувається через недостатнє оволодіння техніко-тактичними прийомами або під впливом психологічного фактору страх

2.Результати лабораторних досліджень були отримані при виконані циклічних вправ ступінчато-зростаючого характеру при залученні більшої кількості м’язі, що не є специфічними і не  відповідають характеристикам процесу  скелелазіння.

 Отримані результати виявилися дещо нижчими за лабораторні показники, але мають спільні характеристики. Тому для подальшого лабораторного обстеження спортсменів-скелелазів потрібно підібрати ергометри, що в більшій мірі відображатимуть їх спеціальну працездатність.

Адаптаційні пристосування опорно-рухової системи. Проблема травматизму достатньо актуальна в сучасному спорті, тим паче, у скелелазінні. В процесі взаємодії опорно-рухового апарату спортсменів зі скелею чи рельєфом, що її імітує, організм спортсменів піддається великому ризику травмування.

Процес сходження характеризуються постійними чергуванням ізометричних та статичних м’язових скорочень внаслідок яких при надмірному навантаженні в опорно-руховому апараті відмічається підвищення рівня травматизму саме верхніх кінцівок.

 Особливого контролю потребують тренування на кампусборді, де спортсмен підіймає своє тіло та виконує динамічні вправи навантажуючи 4-5 фаланги кисті.

Не раціональне використання фінгборду та кампусборду призводить до травм верхніх кінцівок, серед яких відмічаються: брусити, артрити, медіальний епікондиліт та інші.

Останнє захворювання є досить розповсюдженим: 5 із 10 професіональних скелелазів мають з ним проблему. І тільки 3-м із 5 вдається продовжити своє спортивне довголіття.

Британські спеціалісти прийшли до висновку, що на рівень травматизму найбільше впливає спосіб фіксації на зачіпці.портсмени, які використовували під час тренувань на кампусборді закритий вид хвату, мали проблеми із суглобами кисті, зокрема, деформації та тріщини суглобів (за даними рентгенографії). Група спортсменів, які використовували відкритий хват, мали проблеми з розривом зв'язок, що пов’язано з їх надмірним розтягненням при використанні цього хвату.

 Враховуючи ці результати досліджень можна зробити висновок: для тренувань на кампусборді краще використовувати напівзакритий вид захвату, що знизить ризик травмування суглобів та зв'язок кисті.

Результати аналізу даних відносно травматизму у скелелазів свідчать, що надмірні навантаження у віці 13-17 років погіршують ріст кіток та стимулюють їх деформацію.

Висновки. Не дивлячись на невтішні результати впливу надмірних навантажень  на стан опорно-рухового апарату, скелелазіння залишається унікальним видом спорту з точки зору фізіології, тому що вимагає постійного ізометричного напруження м'язів усього тіла.

В процесі сходження беруть участь більшість життєво важливих систем в наслідок чого збільшується споживання кисню, частота серцевих скорочень, вміст лактату в крові й ін. Значну тривалість сходження забезпечує аеробний механізм ресинтезу АТФ, але успіх залежить від потужності та ємності механізмів анаеробного енергозабезпечення, про що свідчить велична концентрації лактату у крові.

Порівнюючи наші дані, отримані під час досліджень українських спортсменів-скелелазів з літературними, відмічено деякі відмінності, зокрема європейські спортсмени мають вигідніші антропометричні дані, що є результатом вдалого відбору. Відмічаються також вищі показники лактату в крові, більш високі значення ЧСС_мах та споживання кисню, що свідчить про більшу потужність анаеробних механізмів енергозабезпечення.

Виявлено детермінанти сходження, це:

- показник відношення максимальної сили кисті до маси тіла;

- різниця між довжиною рук та зростом;

- потужність анаеробних механізмів ресинтезу АТФ;

-  силова витривалість м'язів верхнього плечового поясу.

Отримані дані можуть слугувати як попередній оглядовий матеріал, а для того, щоб мати ґрунтовні результати спортсмени-скелелази потребують більш тривалого обстеження впродовж 3-4х років.

                    СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.Кравчук Т.А. Морфофункциональная модель скалолазов / Т.А. Кравчук, Т.Н. Жмакина // Физкультурное образование Сибири. - 2005. - N 1. - С. 50-54.

2.Grant S. A comparison of the anthropometric, strength, endurance and flexibility characteristics of female elite and recreational climbers and non-climbers / S. Grant, T. Hasler, C. Davies. -  J Sports Sci, 2001. – P. 499–505.

3.Hamilton N. Investigating the differences between beginners and advanced climbers / N. Hamilton. - XXV ISBS Symposium 2007, Ouro Preto – Brazil. – P. 587-590.