Павлов С. Е., Черенков Д. Р., Павлова Т. Н., Давыдов А. П., Павлов А. С.
ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)»

В основе современного функционального контроля в спорте должен лежать постулат о невозможности оценки «деятельности» целостных функциональных систем (поведенческих актов) организма человека на основании данных о «работе» отдельных компонентов этих систем и правило об абсолютной «функционально-структурной» специфичности поведенческих (более узко — двигательных) актов человека [С. Е. Павлов, 2010; С. Е. Павлов, Т. Н. Павлова, 2011]. Принятие этих физиологических законов ставит функциональный контроль в строгие рамки и «привязывает» его к тренировочной и соревновательной деятельности спортсмена. Функциональный контроль (регулярный, периодический), в обязательном порядке осуществляемый в «полевых» условиях (условиях, тренировочной и соревновательной деятельности спортсмена) – должен быть неотъемлемой частью подготовки хоккеистов. Следует особо подчеркнуть — в современном профессиональном спорте необходима ежедневная (мониторинговая) оценка адекватности предлагаемых спортсменам тренировочных нагрузок их динамически меняющемуся уровню функциональной готовности к тренировочной работе и соревновательной деятельности. Это делает функциональный контроль в спорте в большей степени физиолого-педагогическим, нежели врачебным мероприятием. Однако следует помнить, что одна из задач функционального контроля — выявление пограничных и патологических состояний, которые в ряде случаев могут быть диагностированы только при совершении спортсменом специфической деятельности. Кроме того, именно данные функционального контроля должны служить «материальным» основанием для использования тех или иных средств и методов функциональной реабилитации спортсмена, что должно являться сугубо врачебной прерогативой. При этом любые полученные в ежедневных исследованиях данные о каждом спортсмене должны быть доступны не только тренерам, но и специалистам, осуществляющим в общем процессе их подготовки специализированные восстановительные мероприятия и мероприятия, связанные с повышением специальной работоспособности спортсменов. И если учесть возможность при мониторинговом типе наблюдений за динамикой функциональной готовности спортсмена немедленного получения информации, то становится реальным обоснованное и своевременное внесение корректив и в педагогическую, и в медико-биологическую составляющие его подготовки. С указанных позиций открывается путь для создания максимально эффективных технологий подготовки высококвалифицированных спортсменов [С. Е. Павлов, 2010; С. Е. Павлов, Т. Н. Павлова, 2011].

Цель функционального контроля в спорте — контроль за уровнем функциональной готовности спортсмена к выполнению специфической тренировочной и соревновательной деятельности. Считается, что основной целью функционального контроля в спорте является оценка уровня тренированности спортсмена. Однако оценка тренированности (комплексное понятие, отражающее количественные составляющие специальной подготовленности спортсмена [С. Е. Павлов, Т. Н. Павлова, А. С. Павлов, 2013]) — прерогатива спортивной педагогики, так как основополагающим показателем тренированности является демонстрируемый атлетом спортивный результат. Вместе с тем, сам по себе спортивный результат – всего лишь одна из «внешних» характеристик выполненной спортсменом специфической работы, не несущая информации о том, каким образом, за счет каких физиологических механизмов и с какими затратами эта работа была выполнена. Исследованием этих механизмов и особенностей функционирования организма конкретного спортсмена в условиях выполнения конкретной деятельности и должны в первую очередь заниматься специалисты по функциональному контролю в спорте.

Крайне важно определить основные принципы организации функционального контроля в спорте – от этого зависит степень информативности для практики спорта данных, получаемых в исследованиях. И один из главных вопросов здесь – выбор тестовых упражнений, отвечающих требованиям функционального контроля в современном спорте. «… Различают адекватные или специфические пробы, при которых в качестве физической нагрузки используются упражнения, имитирующие движения, наиболее специфические для данного вида спорта. … Ценность любой функциональной пробы заключается, прежде всего, в ее правильном физиологическом обосновании, четком отражении изучаемого физиологического процесса и возможности исследования этого процесса в единстве с внешней средой» [А. Г. Дембо, 1988].

Нагрузка в тестах, в которых оцениваются спортивная работоспособность и тренированность, должна быть предельно специфична по отношению к избранной спортивной деятельности конкретного спортсмена. Следовательно, единственно достоверным в плане оценки уровня тренированности тестом может считаться лишь двигательный акт (двигательные акты), осуществляемый (осуществляемые) спортсменом в полном соответствии с его основной соревновательной деятельностью, либо сама соревновательная деятельность. Необходимо помнить, что компоненты функциональных систем (они же «субсистемы» — части целостных поведенческих, двигательных актов), конечно же, могут изучаться отдельно. Но даже наличие полной информации о параметрах функционирования одной или даже нескольких «субсистем» не позволяет судить о системе в целом. Нельзя оценить стихотворение в целом, прочтя лишь «вырванные» из него слова. И уж тем более разрозненные физиологические показатели не в состоянии предоставить исследователю исчерпывающую информацию о деятельности некой целостной функциональной системы конкретного поведенческого, двигательного акта. Многочисленным исследователям, пытающимся судить о «целом» по «частному» следует знать, что «языки составляющих систему компонентов не переводимы на язык системы в целом» [П. К. Анохин, 1958]. Вместе с тем данные любых дополнительно проводимых исследований, получаемые и оцениваемые в связи с выполнением спортсменом предельно специфичных (по отношению к его соревновательной деятельности) двигательных актов, могут позволить оценить готовность к этой конкретной деятельности отдельных компонентов конкретной функциональной системы (двигательного акта) организма спортсмена.

Оценка уровня тренированности спортсмена должна быть комплексной – только в этом случае создаются условия для получения полноценной информации о спортсмене и использования этой информации в комплексном же процессе его подготовки. Но для соблюдения принципа комплексности оценки уровня тренированности недостаточно простого использования пусть даже значительного числа информативных методов исследования. Все эти методы должны быть объединены на основе исследования «внешних» и «внутренних» параметров специфической спортивной деятельности атлета – в пределах одного, физиологически обоснованного интервала времени. Безграмотное использование любого числа самых информативных методов исследования приведет лишь к получению огромного количества данных, никоим образом не связанных друг с другом. Современная комплексная оценка уровня тренированности спортсмена должна включать: спортивно-педагогические и биомеханические методы оценки «внешних» параметров спортивного движения, функциональные и физиологические методы исследования деятельности отдельных анатомо-физиологических систем организма, лабораторные и биохимические методы исследования.

Комплексный функциональный контроль в спорте должен работать в двух основных направлениях: 1. Оценка уровня функциональной готовности спортсменов к тренировочным и соревновательным нагрузкам. 2. Своевременное выявление донозологических и скрытых патологических состояний. Задачи функционального контроля в спорте и спортивной медицине: 1. Оценка максимума «внешних» и «внутренних» информативных параметров работы организма спортсмена при выполнении им специфической спортивной деятельности. 2. Выявление состояний утомления, переутомления, перенапряжения и перетренированности организма спортсмена, перенапряжения отдельных органов и систем в процессе тренировок. 3. Оценка соответствия применяемых средств и системы тренировки её задачам и возможностям спортсмена в целях совершенствования планирования и индивидуализации учебно-тренировочного процесса. 4. Анализ динамики изучаемых показателей и сопоставление их с характеристиками тренировочной и соревновательной деятельности спортсмена. 5. Выявление «слабых звеньев» подготовки спортсмена. 6. Оперативный и текущий контроль за степенью утомления спортсмена во время тренировок и соревнований. 7. Использование данных оперативного и текущего контроля за степенью утомления спортсмена во время тренировок и соревнований для профилактики переутомления. 8. Использование данных об оперативном и текущем контроле для проведения физиологически обоснованных мероприятий по восстановлению спортсменов после тренировочных и соревновательных нагрузок. 9. Использование данных об оперативном и текущем контроле для проведения мероприятий по повышению специальной работоспособности спортсменов. 10. Оценка готовности спортсмена к выполнению тренировочной и соревновательной деятельности после перенесенных травм и заболеваний. 11. Ранняя диагностика донозологических состояний. То есть в современном спорте необходимо непрерывное наблюдение за состоянием спортсменов — в рамках мониторинговой оценки адекватности предлагаемых спортсменам тренировочных нагрузок их динамически меняющемуся уровню функциональной готовности к тренировочной и соревновательной деятельности. Такой подход позволяет решить проблемы оптимизации тренировок и повышения эффективности тренировочного процесса. В свою очередь оптимизация тренировочных нагрузок позволит предотвратить повреждения наиболее нагружаемых в каждом конкретном случае анатомо-физиологических единиц и развитие патологических процессов в организме спортсмена, а следовательно, в этом случае решаются не только спортивно-педагогические, но и медицинские задачи подготовки спортсменов.

Проведение комплексного текущего и оперативного функционального контроля в спорте возможно лишь с использованием бригадного метода работы. Бригады должны формироваться из специалистов, владеющих методами текущего и оперативного функционального контроля в спорте и работать по принципу взаимопомощи и взаимозаменяемости. Специфика тренировочной и соревновательной спортивной деятельности в большинстве случаев требует абсолютной мобильности лабораторий комплексного функционального контроля в спорте. Соответственно, именно создание мобильных лабораторий должно лежать в основе построения необходимой современному спорту службы комплексного мониторингового текущего и оперативного функционального контроля. Следует понимать, что аппаратное и методическое комплектование таких мобильных лабораторий должно осуществляться согласно алгоритмам организации функциональных исследований, соответствующим специфике конкретных видов спорта.

Аппаратное обеспечение службы функционального контроля в спорте должно соответствовать следующим основным требованиям: мобильность, портативность, специфичность, информативность, надежность, помехоустойчивость. Кроме того, аппаратура для функционального контроля в спорте должна обеспечивать простоту проведения исследований, возможность беспроводного (дистанционного) получения информации о функционировании организма спортсмена в режиме реального времени, а ее компоненты (датчики и передающие устройства) не должны создавать спортсмену помех в процессе тренировок и соревнований. Абсолютное предпочтение при выборе методов комплексного текущего и оперативного (второго – особенно!) функционального контроля в спорте должно отдаваться методам экспресс-диагностики (при условии их достаточной информативности) с возможностью исследователю получать результаты исследований в режиме реального времени. Программное компьютерное обеспечение каждого из методов функционального контроля (отобранных согласно алгоритму проведения функциональных исследований в конкретном виде спорта) должно быть интегрировано в общую компьютерную программу комплексной оценки динамики уровня функциональной готовности спортсменов к осуществлению тренировочной и соревновательной деятельности.

Перечень методов, которые могут и должны быть использованы в текущем и оперативном функциональном контроле за уровнем готовности спортсменов к тренировочной и соревновательной деятельности достаточно ограничен. Следует отметить также, что разработкой современной аппаратуры для функционального контроля в спорте в нашей стране в последние десятилетия фактически никто не занимался (при том, что за рубежом такие разработки велись и ведутся). Отдельные зафиксированные нами попытки отечественных разработчиков приспособить для использования в практике подготовки спортсменов аппаратуру, созданную изначально для нужд здравоохранения, следует признать в той или иной степени неудачными – из-за незнания или игнорирования разработчиками физиологических реалий и принципов проведения функциональных исследований в спорте и спортивной медицине.

Для изучения «внешних» характеристик функционирования организма атлета в процессе выполнения им специфической спортивной работы предлагается использовать методы компьютерного видеоанализа специфической двигательной деятельности спортсмена [А. С. Павлов, А. П. Давыдов, С. Е. Павлов, Д. Р. Черенков, 2013]. Видеоанализ движений предоставляет тренеру возможность детального бесконтактного изучения как отдельных движений, так и структуры спортивной деятельности атлета в целом. Вместе с тем тренеру и исследователю необходимо получать информацию не только о визуально фиксируемой структуре соревновательного упражнения и его отдельных фаз, но и объективно оценивать необходимые им биомеханические параметры спортивных движений с интерпретацией полученных данных. К сожалению, все существующие системы компьютерного биомеханического видеоанализа приспособлены исключительно для лабораторного использования и практически неприменимы в практической работе тренера. Более того, существующие компьютерные программы видеоанализа движений традиционно не учитывают целый ряд антропометрических показателей тела спортсмена, которые при введении их в расчетную часть программы могли бы позволить исследователю получить гораздо больше информации о характеристиках выполняемых спортсменом движений.

В текущем функциональном контроле необходимо использовать современные аппаратные методы исследования антропометрических показателей. Для оценки динамики состава тела как при этапных и периодических, так и при текущих обследованиях наиболее удобен метод биоимепедансометрии. Биоимпедансный анализ состава тела основан на существенных различиях удельной электропроводности жировой ткани и тощей массы тела. Приемлемая точность и высокая воспроизводимость результатов измерений, портативность оборудования, сравнительно невысокая стоимость оборудования и обследования, комфортность процедуры измерений для пациента и удобство автоматической обработки данных сделали биоимпедансометрию одним из наиболее популярных методов определения состава тела. Преимущество метода заключается в возможности одновременной оценки таких параметров, как активная клеточная масса и основной обмен, а также изучение не только интегральных, но и локальных параметров состава тела [Э. Г. Мартиросов, Д. В. Николаев, С. Г. Руднев, 2006].

В спортивной кардиологии сегодня нередко применяется метод холтеровского мониторирования. Наиболее информативен полномасштабный холтеровский мониторинг, который позволяет регистрировать деятельность сердца в течение 24-72 часов, что позволяет выявить патологию в его работе [Л. М. Макаров, 2000]. Среди современных методов исследования системы кровообращения – в спорте в текущем контроле за динамикой функций системы кровообращения в ответ на тренировочные и соревновательные нагрузки перспективно использование метода ультразвукового исследования сердца. Для этого идеально подходят портативные ультразвуковые сканеры, производимые сегодня несколькими зарубежными фирмами [К. А. Грабецкий, С. Е. Павлов, О. А. Черенда, Е. В. Триченкова, 2010].

Одним из факторов, влияющих на спортивную работоспособность атлетов, является состояние микроциркуляторного кровеносного русла. Использование в текущем функциональном контроле метода лазерной доплеровской флуометрии позволяет объективно оценивать объемную скорость капиллярного кровотока в мышцах спортсмена. Метод лазерной доплеровской флуометрии позволяет объективно оценивать динамику изменений микроциркуляторного русла и может быть использован в текущем функциональном контроле за уровнем готовности спортсмена к выполнению тренировочных нагрузок [С. Е. Павлов, Т. Н. Павлова, 2011]. Для косвенной оценки состояния микроциркуляции крови в мышцах и окружающих их тканях в текущем функциональном контроле за уровнем готовности спортсмена к тренировочной деятельности может быть использована термография — метод тепловизионной диагностики. Визуализированные температурные поля позволяют судить о состоянии периферийного кровотока и получать информацию о глубинных процессах, протекающих в организме, что позволяет использовать термографию в качестве эффективного метода текущего и оперативного функционального контроля за уровнем готовности спортсмена к тренировочной и соревновательной деятельности [С. Е. Павлов, Т. Н. Павлова, 2011].

Интересным для практики спортивной медицины и текущего функционального контроля может быть использование «Акабане-теста» – оценки термосенситивности дистальных точек основных меридианов – обладающего достаточно высокой информативностью в плане комплексной оценки функциональной активности основных «систем» организма спортсмена [С. Е. Павлов, Т. Н. Кузнецова, 1997].

Электромиография — метод регистра¬ции биотоков, возникающих в скелетных мышцах во время их со¬кращения — в спорте по сей день используется преимущественно физиологами при проведении научных исследований в лабораторных условиях. Чтобы использовать электромиографию в текущем и оперативном функциональном контроле за уровнем готовности нервно-мышечного аппарата спортсмена к тренировочной и соревновательной деятельности, требуется разработка многоканальной электромиографической системы с возможностью дистанционного получения информации в реальном режиме времени. Важнейшей составляющей такой системы мог бы стать эластичный костюм с встроенными датчиками и портативным передающим устройством, обеспечивающих одномоментное получение информации об электрической активности основных групп мышц.

На Западе в текущем функциональном контроле давно уже применяются портативные газоанализаторы, способные дистанционно прямо во время тренировки передавать информацию о функции внешнего дыхания спортсмена на принимающий блок исследователя [С. Е. Павлов, Т. Н. Павлова, 2011].

Для проведения периодического текущего функционального контроля за уровнем готовности спортсмена к тренировочным и соревновательным нагрузкам необходим портативный анализатор биохимического состава крови и мочи. При этом следует понимать, что диагностическая стоимость любых биохимических показателей организма спортсмена всегда относительна – даже динамика этих показателей с трудом поддается интерпретации.

В аппаратном комплексе мобильной лаборатории необходим портативный анализатор элементного состава крови. Известно, что абсолютный показатель количества эритроцитов в крови отражает возможности кислородтранспортной системы крови. Но мало кто знает, что процентные показатели состава белой крови отражают выраженность адаптационных реакций организма [Л. Х. Гаркави с соавт., 1990 и др.] и позволяют оценить реальные размеры нагрузок на организм спортсмена [Т. Н. Кузнецова, 1989; Т. Н. Кузнецова, С. Е. Павлов, 1996; С. Е. Павлов, 2000, 2010; С. Е. Павлов, Т. Н. Павлова, 2011].

Крайне интересен для практики спорта метод измерения сверхмедленных процессов головного мозга [Н. А. Аладжалова, 1962, 1979]. Уровень функциональной готовности спортсмена к выполнению тренировочной и соревновательной работы всегда отражен в фоновой активности центральной нервной системы (ЦНС). Но следует понимать, что сама по себе фоновая активность головного мозга – это обобщённый показатель, не учитывающий структурно-функциональной неоднородности ЦНС. С другой стороны, критерий «конкретная деятельность и условия ее осуществления» в значительной степени «привязывает» показатели фоновой активности ЦНС к этой самой деятельности. Оценка интенсивности энергетического обмена с помощью регистрации уровня постоянных потенциалов головного мозга (омега-потенциалов) выступает как один из прикладных способов интегральной оценки уровня функциональной готовности организма человека к выполнению конкретной работы. Исследование электрофизиологических показателей «медленных» процессов центральной нервной системы представляет значительный интерес для практики спорта. Такое исследование, проводимое непосредственно во время тренировочного занятия, позволяет отслеживать изменения, происходящие в ЦНС человека в процессе его деятельности; прогнозировать дальнейшие возможные изменения в организме спортсмена и, соответственно, оперативно вносить необходимые коррективы в тренировочный процесс с учетом уровня текущей функциональной готовности спортсмена к тренировочной и соревновательной деятельности. Метод омега-метрии — один из наиболее простых и, вместе с тем, перспективных и высокоинформативных методов оперативного контроля за уровнем функциональной готовности спортсмена к выполнению тренировочных и соревновательных нагрузок. Он позволяет без значительных временных затрат, опосредованно оценивая динамику энергетического состояния головного мозга, получать немедленную информацию об активности ЦНС, в которой отражена активность всех процессов, происходящих в данный момент в организме спортсмена. Использование метода омега-метрии в ежедневном оперативном функциональном контроле за уровнем готовности атлета к тренировочной и соревновательной деятельности позволяет оптимизировать процесс подготовки спортсмена и значительно повысить его эффективность. Таким образом, омега-метрия – современный высокоинформативный метод оперативного функционального контроля за динамикой уровня готовности спортсменов к тренировочной и соревновательной работе. В России сегодня выпускается единственный прибор для регистрации уровня постоянных потенциалов головного мозга, обладающий, к сожалению, целым рядом недостатков, исключающих возможность его эффективного применения в практике спорта.

Налицо выраженная ограниченность аппаратных средств и методов оперативного функционального контроля за уровнем готовности спортсмена к тренировочной и соревновательной деятельности. Это связано, прежде всего, с игнорированием спортивными учеными и практиками физиологических реалий и, как следствие, — непонимания ими самой сути функционального контроля. Незаинтересованность спортивных «специалистов» в решении данной проблемы тормозит разработки современной портативной аппаратуры, которая могла бы обеспечить проведение оперативного функционального контроля на современном уровне. Вместе с тем, работы по созданию такой аппаратуры ведутся во всем мире. Так, компанией «Philips» еще в 2003 году разработано миниатюрное устройство, размещаемое на резинке трусов, которое позволяет регистрировать электрокардиограмму. Несколько позднее той же компанией заявлено о разработке подобного же портативного устройства, в течение всего дня способного рассчитывать и отображать показатели артериального давления пациента. Испанская компания «Sabiobbi» изобрела биочип, позволяющий оценить влияние тренировочных нагрузок на организм спортсменов. Этот биочип позволяет на основании анализа ДНК, полученной из крови или слюны спортсмена, оценить наиболее значительные изменения, происходящие в организме спортсменов. Биочип одновременно исследует 17 генов, связанных с физическими и метаболическими возможностями организма, что позволяет соотнести их с нагрузками, которые испытывает спортсмен при тренировках. По мнению авторов изобретения, оно поможет выяснять физиологические и биологические особенности спортсменов и избежать случаев преждевременной смерти, возникающей из-за физических перегрузок. В Великобритании ведутся испытания электронного пластыря, способного считывать и передавать важнейшие физиологические показатели. Это устройство было разработано сотрудниками Имперского коллежа Лондона для мониторинга таких показателей, как электрокардиограмма, температура тела, частота дыхания, а также уровень глюкозы и газовый состав крови. Пластырь представляет собой портативное устройство на основе электронных кремниевых датчиков. Он предназначен для одноразового использования сроком на несколько дней. Устройство способно не только регистрировать физиологические показатели, но и передавать информацию о них по беспроводной связи в режиме реального времени. Немецкие инженеры из Института интегральных схем Общества имени Фраунгофера в Эрлангене работают над созданием спортивной одежды, способной в автоматическом режиме следить за дыханием атлета и даже записывать электрокардиограмму. С изнанки в ней имеются измерительные элементы в виде тонких полосок, регистрирующих параметры дыхания спортсмена и функционирования сердца. Кроме того, в Эрлангене проходит клинические испытания сенсорная нагрудная повязка, которая представляет собой, прежде всего, четырехканальный электрокардиограф, но дополнительно регистрирует пульсовую волну, насыщение крови кислородом, температуру тела и физическую активность обследуемого. Фирма Biodevices выпустила в продажу электронную автоматическую систему сбора медицинских показателей человеческого тела VitalJacket, встроенную в футболку. VitalJacket выпускается в варианте с SD-картой (модель HWM100), на которой хранится до 5 дней история активности сердца обследуемого. Есть и конфигурация, способная пересылать кардиограмму смартфону или КПК по Bluetooth (модель HMW200). Каждая футболка снабжена 25 датчиками, способными снимать электрокардиограмму, измерять частоту пульса и замерять температуру тела, а также программным обеспечением, умеющим анализировать данные, отмечая на графике участки аритмии и любой другой патологии.

Вся эта и другая, разрабатываемая сегодня в мире аппаратура, должна присутствовать в арсенале спортивного врача, а современный текущий и оперативный функциональный контроль за уровнем готовности спортсменов к тренировочной и соревновательной деятельности, осуществляемый в «полевых» условиях, должен стать неотъемлемой частью комплексной подготовки квалифицированных спортсменов.

Литература »

Павлов С. Е, Черенков Д. Р., Павлова Т. Н., Давыдов А. П., Павлов А. С. Принципы организации комплексных педагогических и медико-биологических тестирований квалифицированных спортсменов / М.: «Детский тренер», № 1, 2014. – С. 28-40