Типичные периоды проведения тестов в годичной подготовке квалифицированных футболистов (курсивом выделены обязательные периоды):
перед началом подготовительного периода;
за 2-3 недели перед началом соревновательного периода;
в середине первого круга игр;
перед началом второго подготовительного периода;
перед началом второго круга игр;
в середине второго круга игр.
Однако могут возникать случаи, когда появляется необходимость в индивидуальном тестировании вне указанных сроков. Это могут быть игроки после реабилитации в связи с перенесенными травмами (сравниваются результаты тестов до травмы и после реабилитации футболиста) [4, 6] или новые игроки команды, с которыми планируется подписание контрактов.
Использование функциональных тестов, которые существуют в мировой практике, включает в себя два основных вида обследований: лабораторное и полевое (последнее включает в себя, но не ограничено педагогическим тестированием). Невозможно четко определить, каким из этих двух видов можно отдать большее преимущество. Необходимым для планирования подготовки является проведение обоих видов тестирования с использованием достоверных, стандартизированных и высокоинформативных функциональных тестов, которые должны проводиться высококвалифицированными специалистами. Обязательным условием проведения тестирования является наличие современного и надежного оборудования.
Лабораторное тестирование
Лабораторные тесты позволяют точно определить неспецифичный, общий уровень функциональной подготовленности, а также точно выявить индивидуальные зоны преобладающей направленности тренировочных нагрузок по частоте сердечных сокращений (ЧСС).
Тест на тредмилле. Тест на тредмилле является «золотым стандартом» в функциональном тестировании футболистов в лабораторных условиях. Он проводится с использованием моторизованного тредмилла с компьютерным управлением (рис. 1).
Четко разработанный протокол тестирования должен быть строго специфическим для той категории спортсменов, тестирование которой будет проводиться. Каждый тест должен включать в себя неизменную последовательность фаз, каждая из которых должна быть строго стандартизированной.
Обязательно включение фазы покоя и ходьбы, разминки и фазы постоянной работы со стандартной скоростью, восстановления после фазы постоянной работы (ходьба), фазы постепенно возрастающей мощности физической нагрузки и периода активного восстановления после её окончания.
Рис. 1. Обследование функционального состояния в лаборатории диагностики функционального состояния спортсменов ГНИИФКС
Тестирование на тредмилле позволяет определить ряд параметров, обязательными из которых является максимальная аэробная мощность, экономичность функциональных систем, скорость восстановительных процессов, индивидуальные зоны преобладающей направленности тренировочных нагрузок по ЧСС [7, 8].
Определение максимальной аэробной мощности. Максимальное потребление кислорода (МПК) - это наибольшее количество кислорода, которое организм способен утилизировать при вдыхании воздуха на уровне моря [9]. Во время игровой деятельности в футболе большая часть энергии (приблизительно 92-98 %) поставляется за счет аэробного метаболизма [5, 7]. МПК - это один из важнейших параметров, который наиболее часто используется как индикатор максимального аэробного метаболизма и мощности, поскольку он предоставляет важную информацию о функциональных возможностях кислородтранспортной системы игроков. Таким образом, МПК является важным показателем, который обуславливает способность футболистов выполнять свои функции во время матча [1].
При тестировании МПК у футболистов важно, чтобы тест в наибольшей степени повторял двигательную активность во время матча. Таким образом, МПК у футболистов необходимо оценивать в тесте на тредмилле или в полевых условиях, а не на велоэргометре или других эргометрах для достижения специфичности вовлечения используемых мышечных групп. Более того, по тем самым причинам желательно использовать протокол тестирования на тредмилле или челночный бег в полевых условиях, где увеличивается лишь скорость бега, а не градиент угла подъема полотна тредмилла. Однако для оценки общей работоспособности даже тесты с использованием велоэргометров могут дать полезную информацию.
Интерпретация показателей МПК частично зависит от того, как выражаются его значения. Этот вопрос чрезвычайно важен, если задачей анализа являются сравнения показателей игроков между командами или внутри команд. В видах спорта, где отсутствует поддержка тела (как, например, в футболе), МПК указывают в отношении к массе тела обследуемого спортсмена [4]. Отрицательная корреляция между МПК и массой тела будет влиять на результаты теста, и различия в данных будут "улучшать" результаты спортсменов с меньшим весом тела [10]. В связи с этим было предложено выражать МПК как мл·кг-0,75·мин-1 [10-12]. Анализ размеров тел схожих в геометрическом отношении людей указывает на то, что поперечное сечение аорты будет возрастать в соответствии с квадратом высоты (L2), в то время как масса тела зависит от его объема, который варьирует в соответствии с L3 [13]. В результате величина МПК, которая большей частью ограничивается минутным объемом крови, должна быть пропорциональна к массе тела возведенной в степень 0,67. Несмотря на теоретически корректную степень 0,67, большинство опубликованных статей по футболу выражали МПК, как мл·кг-0,75·мин-1 или как мл·кг-1·мин-1.
МПК может быть удобным индикатором, который различает удачные и неудачные команды, поскольку команды, которые лучше выступают в специфической лиге или на более высоких стандартах имеют и более высокие средние показатели МПК. Более того, показатели функционального состояния наилучших из команд продолжают возрастать, в то время как показатели команд менее высокого ранга остались на том же уровне, который был и 30 лет тому назад [3]. МПК также отличается у игроков разных позиций, в зависимости от программ тренировок, которые применялись и на соревнованиях разного уровня, и является чувствительным фактором по отношению к специфическим для футбола тренировкам, целью которых является повышение выносливости. МПК также связано с общим количеством работы, которую игрок выполняет на поле во время игры, при этом повышение показателей МПК соответствует увеличению количества работы, которое игрок выполняет во время матча. Анализ данной информации указывает на то, что МПК является удобным индикатором при определении функциональных возможностей футболистов высокой квалификации.
Ведущие специалисты в области спортивной физиологии и теории подготовки считают, что для эффективного выступления на международном уровне футболисты должны обладать минимальными показателями МПК 60 мл·мин-1·кг-1 [7] или 200 мл·мин-1·кг-0,75 [3]. Требования к функциональной подготовленности отличаются у игроков с различным амплуа. Соответственно, чем больший объём выполняемой на поле работы игроком, тем выше требования к функциональной подготовленности. Наиболее высокими показателями по различным компонентам специфической выносливости должны обладать полузащитники.
Определение индивидуальных зон преобладающей направленности тренировочных нагрузок по частоте сердечных сокращений (ЧСС). По результатам обследований функциональной подготовленности футболистов в процессе этапного комплексного контроля, вместе с определением общего уровня развития её ведущих структурных свойств, для каждого спортсмена также определяются индивидуальные зоны преимущественной направленности тренировочных нагрузок по частоте сердечных сокращений.
Это позволяет в процессе дальнейшей подготовки более точно конкретизировать целевую направленность тренировочного процесса с целью дифференцированного усовершенствования процессов аэробного и анаэробного энергообеспечения спортивной работоспособности.
После открытия более точных методов выявления порога анаэробного обмена [14] и с началом применения данных концепций в спорте [15] использование показателей ЧСС в тренировочной деятельности становиться все более эффективным для контроля интенсивности физических нагрузок, опираясь на четкие физиологические механизмы [16].
Оптимальным методом для оценки используемых тренировочных нагрузок является мониторинг сердечного ритма во время тренировочного процесса. Однако, как показали исследования, использование тренировочных зон преимущественной направленности нагрузок по ЧСС на основе учета лишь процента от максимального сердечного ритма или процентного отношения от сердечного резерва имеет высокую степень неточности [17]. Использование в тренировочном процессе зон по ЧСС, которые не соответствуют индивидуальным, может приводить к несоответствию результата тренировочного процесса поставленным целям и задачам подготовки, а также к детренированности, перетренированости спортсменов. Точное определение тренировочных зон по ЧСС при выполнении тренировочных нагрузок проводится с использованием быстродействующих газоанализаторов и биохимических анализаторов крови. Наличие мобильных эргоспирометрических систем Oxycon Mobile (Viasys, Германия), MetaMax 3B (Cortex Biophysik GmbH, Германия) и других позволяет в настоящее время быстро определять индивидуальные величины тренировочных зон преимущественной направленности тренировочного процесса, как в лабораторных, так и в полевых условиях. До сих пор во всем мире применение данных систем могут позволить лишь ведущие футбольные клубы [17].
На современном этапе в основном применяют следующие тренировочные зоны физических нагрузок по ЧСС, определяемые с применением эргоспирометрии или с использованием анализа концентрации лактата в крови:
1-я зона - тренировочная нагрузка восстановительной (не тренировочной) направленности. Считается, что тренировка с интенсивностью менее 40-50 % от МПК не оказывает тренировочного эффекта. Ее идентификация по ЧСС (верхняя граница) индивидуально для каждого спортсмена и проводится в соотношении с его максимальной величиной потребления кислорода [18].
2-я зона - тренировочная нагрузка аэробной направленности. При выполнении нагрузки в данной зоне происходит совершенствование аэробных возможностей организма спортсменов. Ее идентификация в верхней границе проводится по моменту регистрации лактатного порога. Лактатный порог это первое увеличение концентрации лактата в крови выше исходного уровня [19].
Существуют различные методы определения лактатного порога. Изначально лактатный порог определяли субъективно по визуальному определению отклонения концентрации лактата от линейности в исходных значениях, при повышающихся показателях мощности (рис. 2). Однако, позднее было предложено определять лактатный порог путем построения линейных сплайнов, с математическим определением места пересечения двух линейных функций [20]. Для более точного определения лактатного порога было предложено усовершенствование предыдущего метода путем логарифмического трансформирования концентрации лактата в крови и мощности нагрузки [21]. Последний метод является наиболее распространенным на сегодняшний день.
Для определения зон преобладающей направленности тренировочных нагрузок по ЧСС, с использованием определения концентрации лактата в крови, разработаны бесплатно распространяемые макросы [22].
Существует альтернативный способ определения верхней границы данной зоны с использованием метода эргоспирометрии. Её определяют по началу увеличения вентиляционного эквивалента по кислороду без соответствующего увеличения вентиляционного эквивалента по углекислому газу (анаэробный порог - ПАНО1) (рис. 3). C другой стороны, (нижняя граница) зоны аэробной направленности тренировочной нагрузки определяется по верхней границе ЧСС зоны восстановительной нагрузки [14].
Рис. 2. Визуальное определение лактатного порога по изменению концентрации лактата в крови при увеличении скорости бега каждые четыре минуты
3-я зона – тренировочная нагрузка аэробно-анаэробной направленности (или зона аэробно-анаэробного перехода). Выделение данной зоны обусловлено тем, что в процессе энергообеспечения работоспособности спортсменов наряду с аэробными источниками энергии происходит постепенная активация и анаэробных источников. Ее идентификация по верхней границе проводится с момента начала повышения в крови величины концентрации лактата выше уровня 4 мМоль·л-1. Данный момент называют точкой начала аккумуляции лактата (OBLA, Onset of Blood Lactate Accumulation) и определяют путем использования полиноминальной регрессии.
Другой способ определения верхней границы третьей зоны тренировочной направленности нагрузки - по началу увеличения вентиляционного эквивалента по углекислому газу, дополнительно к возрастанию вентиляционного эквивалента по кислороду (точка респираторной компенсации - ПАНО2) [23, 24]. Нижняя граница данной зоны определяется по уровню ПАНО1. Таким образом, данная зона находится в пределах изокапнической буферизации.
Рис. 3. Определение зон преобладающей направленности тренировочных нагрузок по ЧСС с использование эргоспирометрии. Определение фаз изокапнической буферизации и гипокапнической гипервентиляции (ГГВ) у выборочного испытуемого. Средние значения для вентиляторных эквивалентов по углекислому газу и кислороду (EqCO2 и EqO2) нанесены на график с 30 секундными интервалами. ПАНО1, VT1 – порог анаэробного обмена, ПАНО2, VT2, RCP – точка респираторной компенсации
4-я зона - тренировочная нагрузка анаэробно-аэробной направленности. При работе в данной зоне анаэробный (лактатный) механизм энергообеспечения работоспособности преобладает над аэробным, возможности которого в этом случае могут достигать своего максимального значения. При этом своего максимального значения достигают величины ЧСС и потребления кислорода. Концентрация лактата крови при этом начинает повышаться и может достичь величины порядка 12 мМоль·л-1 и больше. Ее идентификация по нижней границе проводится по ПАНО2, то есть начиная с точки респираторной компенсации, где начинается гипокапническая гипервентиляция. Определение верхней границы производят по максимальной величине ЧСС.
5-я зона - тренировочная нагрузка анаэробной алактатной (скоростной) направленности. Особенность работы в данной зоне характеризуется тем, что ее длительность является непродолжительной (5-15 секунд) при максимально возможной интенсивности выполняемой нагрузки. Исходя из этого, величина ЧСС и концентрация лактата крови в этом случае не учитываются.