Для того чтобы воспользоваться данной функцией,
необходимо войти или зарегистрироваться.

Закрыть

Войти или зарегистрироваться

Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Войти как пользователь:
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Популярное

09 Декабря 2015 Журнал "Адаптивная физическая культура"

Виды спорта: Плавание

Рубрики: Спортивная наука

Автор: Глушков С. И., Клешнев И. В., Тверяков И. Л.

Использование молекулярно-генетического анализа для индивидуализации подготовки спортсменов-паралимпийцев в плавании

Ключевые слова: молекулярно-генетический анализ, спорт лиц с поражением зрения, плавание, особенности подготовки.

Аннотация. В работе представлены результаты педагогического эксперимента, основанного на использовании метода молекулярно-генетического анализа по 5 генам, ответственным за предрасположенность к физической деятельности (ACE, BDKRB2, PPAR A, ACTN 3, PPAR G) для коррекции тренировочного процесса в плавании (спорт слепых).

Using of molecular genetic analysis for the individualization of Paralympic swimming training

Dr. Glushkov S. I., MD, Associate Professor, Head of the Department;

Kleshnev I. V., PhD, Associate Professor, Head of the Department.

Federal State Institution «Saint- Petersburg Scientific Research Institute of Physical Culture".

Tveryakov I. L., Associate Professor, Honored coach of the Russian Federation, Honored Worker of Physical Culture of Russian Federation, Senior coach of the Russian national team in swimming (Blind sport)/

Federal State Institution «Center of Sports preparation of combined teams of Russia".

Keywords: Molecular genetic analysis, Blind Sports, Swimming, Training Features

Abstract. Tthe paper presents the results of the pedagogical experiment based on the method of molecular genetic analysis of five genes, which are responsible for predisposition to physical activity (ACE, BDK RB2, PPAR A, ACTN 3, PPAR G), for the correction of the swimming training process (Blind sport).

Введение

Современный спорт характеризуется регулярным применением на протяжении длительных периодов подготовки высокоинтенсивных тренировочных методов (интервальная, круговая тренировки, метод максимальных нагрузок и др.), а также значительными соревновательными нагрузками [8, 9]. Снижение эффективности используемых средств и методов подготовки спортсменов обусловлено фактором дизадаптации организма к используемым методикам тренировки [10, 11]. Поиск новых методик и повышение эффективности существующих основан на индивидуализации планирования тренировочного процесса с учетом индивидуальных особенностей на основании объективной оценки общей и специальной подготовленности спортсмена [10].

Поэтому особое значение приобретают исследования эффективных средств и методов управления тренировочным процессом спортсменов-инвалидов международного уровня, которые основаны на качественных информационно-технических подходах.

В основе периодизации спортивной тренировки лежат процессы адаптации (приспособления) организма спортсмена к физическим нагрузкам [12]:

  • кратковременной адаптации -возникающей непосредственно после возникновения стресса и продолжающейся на различных уровнях организации организма в течение от нескольких минут до 1 - 2 недель;
  • среднесрочной адаптации, длительностью от нескольких недель до нескольких месяцев;
  • долговременной адаптации, от одного года и более.

В основе долговременной адаптации лежит комплекс генетически детерминированных наследственных факторов.

Методы и организация исследования

В исследовании приняло участие 17 спортсменов, членов паралимпийской команды России по плаванию (спорт слепых).

Для выявления ассоциаций генетических маркеров с различными фенотипами при подборе выборок учитывались следующие критерии:

1) расовая принадлежность (все обследованные относились к европеоидам);

2) пол;

3) возраст;

4) спортивная квалификация (значима для выявления линейной зависимости частоты генетического маркера от квалификации, и для однородности анализируемых выборок).

Образцы биологического материала собирались у спортсменов в добровольном порядке во время проведения Чемпионата России (Санкт-Петербург). Таким образом, выборка спортсменов представляла собой группу, состоящую из представителей различных городов России.

Изложенные выше положения об индивидуальном подходе к тренировке на основе данных молекулярно-генетического анализа были изучены во время проведения педагогического эксперимента, целью которого явилось достижение максимальной скорости прохождения дистанции 100 м вольным стилем. Моделирующая тренировка складывалась из прохождения дистанций 4x100 м (75 м - в смешанном, преимущественно аэробном режиме энергообеспечения с проработкой участков по 25 м - на максимальной скорости в сугубо анаэробном режиме энергообеспечения). Прорабатывались все четыре 25-метровых участка дистанции, они получали порядковые номера от 1 до 4.

Результаты и их обсуждение

Все обследованные относились к европеоидам и представляли 10 регионов России; 12 спортсменов -мужчины (70,6 %) и 5 - женщины (29,4 %), возраст - от 17 до 53 лет (средний возраст - 30,8); спортивная квалификация: ЗМС - 4, МСМК - 6, МС - 11 человек.

Данные молекулярно-генетическго анализа 17 спортсменов по пяти генам, ответственным за предрасположенность к физической деятельности (ACE, BDK RB2, PPAR A, ACTN 3, PPAR G) приведены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты молекулярно-генетического анализа членов паралимпийской сборной России по плаванию (спорт слепых) (n=17)

Спортсмен, и его квалификация

АСЕ

BDK RB2

PPAR A

ACTN 3

PPAR G

A., МСМК

DD

+/-

CC

XX

В., МС

DD

+/-

GC

RR

C., МСМК

DD

+/-

GG

RX

D., МСМК

II

+/-

GG

XX

P

E., ЗМС

II

-/-

GG

RR

P

F., МС

DD

+/-

GG

RX

G., ЗМС

DD

+/+

CC

RX

H., ЗМС

II

+/+

GG

XX

I., МСМК

DD

+/+

GC

RR

P

J., МСМК

II

+/+

CC

RX

PA

ЗМС

DD

GC

RX

P

L., МСМК

DD

+/+

GG

XX

P

M., МС

DD

+/-

GG

RX

N., МС

DD

+/-

GC

RX

PA

O., МС

DD

+/-

GG

RX

На основании выявленных различий в частоте аллелей PPAR A между выборками спортсменов и контрольной группой, установлено, что G аллель дает преимущество в развитии и проявлении выносливости, в то время как C аллель благоприятен для развития и проявления скоростно-силовых качеств [5]. Носительство PPAR G 12Ala аллеля, повышающее чувствительность мышечной ткани к инсулину и усиливающее его анаболическое действие на скелетные мышцы, предрасполагает к развитию и проявлению скоростно-силовых качеств [5].

В нашем исследовании частота PPARA C аллеля существенно возрастала по мере роста спортивной квалификации: от 18,2 % - у мастеров спорта до 41,7 % - в группе МСМК и 37,5 % - в группе ЗМС. Частота аллеля D по полиморфизму гена ACE в группе пловцов составляла 76,5 %, аллеля 9+ по полиморфизму гена BDKRB2 - 58,8 %, а аллеля R по полиморфизму гена ACTN 3 - 50,0 %, что указывает на высокую генетическую предрасположенность исследуемой группы, в целом (n=17), к занятиям скоростно-силовыми видами спорта.

Закономерно возник вопрос об индивидуализации подходов к методикам спортивной тренировки с учетом различий генетической детерминированности спортивных качеств. В этом случае (когда селекционная работа уже завершена, и мы имеем дело со спортсменами высокого спортивного мастерства) правомерным является подход, связанный с поиском «дефицита» генетических качеств, т. е. тех, которые у атлета генетически закреплены хуже по сравнению с оставшейся группой.

В этом случае тренировка дефицитного качества (у пловцов на короткие и средние дистанции - скоростно-силовой направленности) идет у спортсмена более медленными темпами, и, следовательно, генетический анализ диктует необходимость изменения методики тренировки. Для решения данного вопроса все спортсмены первоначально были выстроены нами в последовательность, основанную на противопоставлении качеств выносливости и силы, от атлетов с преобладанием стайерских качеств до ярко выраженных спринтеров. Распределение пловцов на «стайеров» и «спринтеров» позволяет точнее выбирать соревновательные дистанции, стиль плавания и помогает формировать группы спортсменов для индивидуального подхода к тренировочной деятельности. В группах «спринтеров» (спортсмены A, B, F, G, I, J, K, L, M, N, O, P) большее внимание следует обратить на развитие качеств выносливости, а в группах «стайеров» (C, D, E, H, Q) большее время затратить на тренировки, направление на развитие скоростно-силовых качеств.

Для решения проблемы, созданной неблагоприятной комбинацией генов у спортсменов, с учетом лимитирующих генетических факторов успешности в спорте мы разделили пловцов на 4 группы и индивидуализировали дальнейший подход к тренировочной деятельности (табл. 2).

Генетическими особенностями учебной группы I спортсменов явились высоко детерминированные свойства выносливости, при низкой генетической предрасположенности к скоростным качествам. Для этих спортсменов характерно преимущественное использование жирных кислот для митохондриальных процессов ресинтеза АТФ, изначально замедленное включение углеводов в энергетические процессы. Для достижения максимального результата был использован ступенчатый подъем скорости во время скоростных тренировок 1-2-3-4 для максимально более раннего включения углеводов в энергетический обмен, а генетически высоко детерминированное свойство выносливости позволяло длительно поддерживать максимальную скорость.

Таблица 2

Распределение по индивидуальным тренировочным группам на основании критериев «скорость-выносливость» и «энергообеспечение» членов паралимпийской сборной России по плаванию (спорт слепых) по результаты молекулярно-генетического анализа

Группа

Спортсмен

Характеристика группы и рекомендации

I

E., D., H.,Q.

Генетически высоко детерминированы свойства выносливости, низкая генетическая предрасположенность к скоростным качествам. Рекомендован ступенчатый подъем скорости во время скоростных тренировок 1-2-3-4.

II

C., F., M., O.

Генетически высоко детерминированы свойства выносливости, умеренная генетическая предрасположенность к скоростным качествам. Рекомендован режим скоростных тренировок 2-4-3-1 для наилучшей адаптации к нагрузке.

III

L., В., J., N., P

Умеренная генетическая предрасположенность к скоростным качествам и выносливости. Рекомендован режим скоростных тренировок 2-4-3-1 для наилучшей адаптации к нагрузке.

IV

K., A., I., G.

Генетически высоко детерминированы скоростные качества, низкая генетическая предрасположенность к выносливости. Во время скоростных тренировок рекомендовано начинать скоростные отрезки в режиме 4-3-2-1.

Общими генетическими особенностями II и III учебных групп спортсменов явились умеренная генетическая предрасположенность к скоростным качествам и умеренная способность к использованию глюкозы в качестве основного источника окислительного ресинтеза АТФ. Основываясь на данной генетической особенности, для наилучшей адаптации к физической нагрузке был использован режим скоростных тренировок 2-4-3-1, целью которого явилась тренировка промежуточных мышечных волокон, обладающих способностью к утилизации глюкозы и лактата и высокими скоростными качествами. Для этих спортсменов характерно преимущественное использование жирных кислот для митохондриальных процессов ресинтеза АТФ, изначально замедленное включение углеводов в энергетические процессы. Для достижения максимального результата был использован ступенчатый подъем скорости во время скоростных тренировок 1-2-3-4 для максимально более раннего включения углеводов в энергетический обмен, а генетически высоко детерминированное свойство выносливости позволяло длительно поддерживать максимальную скорость.

Генетическими особенностями IV учебной группы спортсменов явились высоко детерминированные скоростно-силовые качества, но низкая способность к выносливости. Для тренировки последнего качества мы использовали режим скоростных тренировок 4-3-2-1, для повышения способности мышечных волокон к утилизации молочной кислоты.

Индивидуальный подход к тренировке на основе данных молекулярно-генетического анализа был апробирован при проведении педагогического эксперимента, целью которого явилось достижение максимальной скорости прохождения дистанции 100 м вольным стилем. В качестве контроля успешности выполнения тренировочного задания использовались не только данные секундо-метрии, но и биохимические методы оценки функционального состояния спортсмена - концентрация молочной кислоты и глюкозы крови (табл. 3).

Таблица 3

Влияние скоростной тренировки в индивидуальном режиме на динамику изменений концентрации глюкозы и лактата у членов паралимпийской сборной России по плаванию (спорт слепых) до и после тренировки n=10)

Спортсмен

Характер

Лактат, ммоль/л

Глюкоза, ммоль/л

серий

До

После

До

После

K.

4-3-2-1

1,0

9,9

3,9

6,1

O.

1,2

9,6

5,1

6,6

F.

1,1

9,8

4,0

3,4

H.

1-2-3-4

1,0

9,3

3,7

3,2

Q.

1,1

6,5

4,1

4,2

Z.

1,0

7,8

3,5

4,6

J.

2-4-3-1

1,0

11,0

3,6

5,0

P.

1,1

7,8

3,6

4,8

I.

1,2

9,7

3,9

5,0

N.

1,1

13,1

3,2

5,0

По сравнению с данными, полученными на одну неделю ранее (все 10 спортсменов тренировались по схеме 1-2-3-4), в группе 1-2-3-4 (3 спортсмена - H, Q, Z) снижение времени прохождения дистанции составило 0,3±0,1 с, а у спортсменов, тренировавшихся по новым схемам - 0. 9±0,3 с (p<0,05 при сравнении двух групп выборки). Кроме того, у 7-ми спортсменов из 10 (спортсмены F, H, 1, J, K, O, N) выполнение тренировочного задания сопровождалось выходом на высокие значения лактата (выше 9 ммоль/л), что указывает на максимальную развиваемую анаэробную мощность. Лишь 3 спортсмена выполняли тренировочное задание в смешанном режиме энергообеспечения. Один из них - спортсмен Z молекулярно-генетического тестирования не проходил и «играл роль» контрольного участника эксперимента, выполняя скоростное моделирование в классическом режиме 1-2-3-4.

Таким образом, у 7 из 9 пловцов (77,8 %) на основании данных молекулярно-генетического анализа удалось подобрать оптимальную индивидуальную тактику проведения скоростных тренировок, способствующую наиболее полной реализации анаэробного режима энергообеспечения (совпадение максимальных скоростных качеств и высокого уровня лактата). Кроме того, использование молекулярно-генетического подхода для индивидуализации тренировки позволяло добиться максимального использования энергетических резервов организма, обусловленных повышением мобилизации глюкозы, что подтверждается ростом ее содержания в крови после тренировки по сравнению с исходным уровнем.

Выводы

Проведенный педагогический эксперимент показал, что молекулярно-генетический анализ позволяет индивидуализировать подход к тренировке и добиться существенного роста соревновательной скорости.

Литература

  1. Астратенкова И. В. Анализ полиморфизма гена АСЕ у спортсменов / И. В. Астратенкова, А. И. Комкова // Сб. научных трудов «Генетические, психофизические и педагогические технологии подготовки спортсменов». - СПб. - 2006. - С. 33-45.
  2. Ахметов И. И. Ассоциация полиморфизмов генов-регуляторов с аэробной и анаэробной работоспособностью спортсменов / И. И. Ахметов, Д. В. Попов, И. А. Можайская, С. С. Миссина, И. В. Астратенкова, О. Л. Виноградова, В. А. Рогозкин // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. - 2007. - Т. 93. - №8. - С. 837-843.
  3. Ахметов И. И. Взаимосвязь полиморфизмов генов с успешностью соревновательной деятельности элитных гребцов / И. И. Ахметов, Д. В. Ребриков // Вестник спортивной науки. - 2008. - №4. - С. 70-72.
  4. Ахметов И. И. Полиморфизм гена PPARG и двигательная деятельность человека / И. И. Ахметов, И. А. Можайская, Е. В. Любаева, О. Л. Виноградова, В. А. Рогозкин // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2008. - Т. 146 - №11. - С. 567-569.
  5. Ахметов И. И. Роль полиморфизма гена PPARA в энергетическом обеспечении мышечной деятельности спортсменов / И. И. Ахметов // Генетические, психофизические и педагогические технологии подготовки спортсменов. Сб. науч. тр. - СПб. - 2006. - C. 81-90.
  6. Ворошин И. Н. Зависимость общей выносливости от полиморфизма гена ACE у спортсменов / И. Н. Ворошин, И. В. Астратенкова // Физиология человека. - 2008. - Т. 34. - №1. - С. 129-131.
  7. Дружевская А. М. Полиморфизм гена ACTN3 у спортсменов / А. М. Дружевская // Сборник научных трудов «Генетические, психофизические и педагогические технологии подготовки спортсменов». - СПб. - 2006. - С. 58-73.
  8. Матвеев Л. П. Основы спортивной тренировки / Л. П. Матвеев. - М.: Физкультура и спорт, 1977. - 279 с.
  9. Платонов В. Н. Тренировка пловцов высокого класса / В. Н. Платонов, С. М. Вайцеховский. - М.: ФиС, 1985. - 256 c.
  10. Сальников, В. А. Индивидуальные различия как основа оптимизации спортивной деятельности / В. А. Сальников // Теория и практика физ. культуры. - 2003. - №7. - С. 2-9.
  11. Сергиенко Л. П. Генетика и спорт / Л. П. Сергиенко. - М.: ФиС, 1990. - 171 с.
  12. Тимакова Т. С. Многолетняя подготовка пловца и ее индивидуализация (биологические аспекты) / Т. С. Тимакова. - М.: Физкультура и спорт, 1985. - 144 с.

Помимо статей, в нашей спортивной библиотеке вы можете найти много других полезных материалов: спортивную периодику (газеты и журналы), книги о спорте, биографию интересующего вас спортсмена или тренера, словарь спортивных терминов, а также многое другое.

Социальные комментарии Cackle