При рассмотрении тренировочной нагрузки как системы формирующих воздействий было отмечено, что в основе адаптационных изменений лежит присущая организму способность приспособительного (избирательного) реагирования, направленного на сохранение гомеостазиса.

Восстановление во внутренней среде организма динамического равновесия и расширение его границ находят наиболее яркое выражение в динамике восстановительных процессов его гетерохронный характер, когда ряд ингредиентов физико-химического статуса восстанавливается за различное время. В зависимости от того, как протекают восстановительные процессы и какие они оставляют следы, мы различаем несколько состояний спортсмена (В. М. Зациорский, И. Т. Тер-Ованесян).

• 1. Оперативное состояние, которое изменяется под влиянием однократного приложения физических упражнений и является переходным (например, утомление, вызванное однократным бегом на данное расстояние, повышение работоспособности после согревания и т.д.). Оперативное состояние спортсмена вследствие большой динамики в ходе отдельной тренировки необходимо знать и контролировать с точки зрения планирования рабочих и восстановительных интервалов (их числа, продолжительности и т.д.).
• 2. Текущее состояние, которое изменяется под влиянием одной или нескольких тренировок. Оно отражает последствия, возникающие в результате участия в соревнованиях, выполнения работы в отдельном занятии и др. Эти "следы" могут иметь положительное или отрицательное воздействие на спортсмена. Контроль над текущим состоянием служит основой планирования в микроциклах (величины и характера тренировочных нагрузок в близких тренировочных занятиях, например недельном цикле и т.д.).
• 3. Перманентное состояние, которое сохраняется продолжительное время – недели и месяцы и характеризуется устойчивыми показателями общей и специальной работоспособности. Это различные фазы в развитии спортивной формы (переутомление или недостаточная тренированность и др.), которые являются результатом более продолжительных адаптационных изменений в структуре и функциях организма.

Необходимость дифференцированного подхода к состоянию спортсмена определяется фазовой структурой процесса приспособления и соответствующих специфических средств его диагностирования.

Более важным с точки зрения целей тренировки является перманентное состояние, которое дает нам обобщающую характеристику уровня общей и специальной работоспособности, т.е. показывает реальные возможности организма для достижения максимальных спортивных результатов. Именно эту устойчивую адаптацию организма, которая дает нам комплексную, перманентную характеристику состояния спортсмена и его возможностей для достижения высоких спортивных результатов (в соответствующем виде двигательной деятельности), мы называем "тренированностью".

Научно обоснованные представления о тренированности как особенной качественной характеристике человека мы наиболее часто встречаем в процессе диагностики физической готовности спортсмена, при подчеркнутом приоритете медико-физиологических методик. Несмотря на значительные успехи, достигнутые медиками и физиологами, диагностика тренированности как целостная проблема еще очень далека от своего полного решения. Основной причиной этого является очень сложная структура тренированности, которая включает в себя как биологические, так и психологические и социально-педагогические элементы. Следовательно, наряду с медико-биологической информацией необходимы данные педагогических и психологических исследований.

Наиболее обобщенным критерием тренированности является спортивный результат, показанный в официальных или контрольных соревнованиях. В нем "сфокусированы" все стороны спортивной подготовки. Анализируя динамику (прежде всего, стабильность) спортивных результатов, можно судить об изменениях в уровне тренированности. Но спортивный результат именно вследствие своей обобщенности не позволяет избирательно контролировать отдельные стороны подготовки спортсмена (физическую, техническую и др.). Имея в виду, что во многих видах спорта результат не выражается в достаточно точных количественных величинах и что многие факторы, которые играют стимулирующую или задерживающую роль, остаются необъяснимыми, становится ясно, что спортивное достижение не несет в себе всю информацию, необходимую для оценки тренированности. Это ставит вопрос о ряде ее дополнительных, частных критериев. При их подборе, как известно, принимаются во внимание: функциональное состояние важнейших органов и систем организма спортсмена: степень их разработанности и характер восстановительных процессов после работы; уровень основных двигательных качеств; степень совершенствования техники в данном виде спорта; способность рационально использовать силы в условиях спортивной борьбы; умения и навыки в области спортивной тактики; способность к максимальному проявлению психических качеств и др. (Л. П. Матвеев).

Биологическая характеристика тренированности обусловлена целым комплексом морфологических, биохимических и физиологических изменений в организме спортсмена. Они являются объектом соответствующих специализированных разделов биологических наук (анатомии, биохимии, физиологии и др.).

Тренированность с биологической точки зрения характеризуется в самом общем виде увеличением энергетических потенциалов организма и возможностей их рационального использования и восстановления.

Известно, что энергетические критерии тренированности всегда связываются с тремя видами возможностей: аэробными, анаэробными лактатными (гликолитическими) и анаэробными алактатными. В результате ряда исследований (Н. И. Яковлев, Н. В. Зимкин, Н. И. Волков, В. М. Зациорский, Г. С. Туманян, П. Астранд, Цв. Желязков, К. Крыстев, И. Илиев, Р. Косев, Д. Добрев, Я. Афор и др.) разработаны показатели для оценки этих возможностей.

• 1. Показатель мощности – это максимальное количество энергии, которое за единицу времени может обеспечить каждый из указанных источников. Показатель мощности определяется посредством соответствующих частных критериев:
  • аэробная мощность – МПК и критическая мощность работы (например, критическая скорость бега и др.), при которой достигается максимальное использование кислорода;
  • гликолитическая мощность – лактатная кислородная недостаточность, отнесенная к рабочему времени, а также максимальное увеличение количества молочной кислоты и накопление излишка СОг в крови, изменения в буферных свойствах крови (pH и др.);
  • алактатная мощность – алактатная кислородная недостаточность, распад КрФ в работающих мышцах и др.
• 2. Показатель емкости – это общее количество работы, которое может реализоваться за счет того или иного источника энергии.

Частными критериями емкости являются:

• емкость аэробных процессов – общее количество поглощенного кислорода, свыше уровня покоя, в течение всего времени работы, а также произведение критической мощности и общего рабочего времени;
• гликолитическая емкость – величина лактатного кислородного долга; количество лактатов во время работы, выделение СОг и величина буферных резервов крови;
• алактатная емкость – величина кислородного долга и общие запасы КрФ в мышцах.
• 3. Показатель эффективности – это отношение между прямо измеримыми потерями и величиной выполненной работы (или отношение МПК к критической мощности работы). При оценке биологической стороны тренированности часто исследуют аэробные возможности. Однако в это же время получается информация и о деятельности сердечнососудистой системы, чья продуктивность является основным фактором кислородного обеспечения организма. Отсюда и важность проблемы критериев тренированности, выразившаяся в деятельности сердечно-сосудистой системы.

Для этой цели наиболее часто используются ЧП и минутный обмен крови. Для того чтобы по ЧП можно было судить об уровне тренированности спортсмена, необходимо, прежде всего, установить ее зависимость от выполненной физической работы. Как отмечает В. С. Фарфель, эта зависимость физиологически не является простой.

Количество работы, выполненной за единицу времени (мощность работы), связано, прежде всего, с количеством затраченной энергии. Мощность работы зависит от эффективности работы, от ее коэффициента полезного действия. Со своей стороны, расход энергии может быть выражен в количестве поглощенного кислорода. Однако эти величины обусловливаются природой окисляемых энергетических веществ и соотношением между аэробными и анаэробными процессами. Потребление кислорода определяется минутным объемом крови, однако количество кислорода в крови зависит не только от этого, но и от степени окисления крови. А утилизация кислорода зависит от адекватного распределения крови в работающих и отдыхающих мышцах, органах и т.д.

Следовательно, между количеством выполненной работы за единицу времени и ЧП за этот же период лежит ряд сложных физиологических процессов, которые на первый взгляд исключают возможность линейной связи между этими двумя показателями. Однако физиология спорта в последние годы установила ряд условий, при которых ЧП может служить как информативный тест о тренированности спортсмена. Исследования В. Карпмана, К. Крыстева и др. показывают, что таким действительным показателем является выполненная работа при ЧП 170 уд/мин, так называемый PWC-170. Эта величина высоко коррелирует с МПК (коэффициент корреляции 0,8-0,9).

Из приведенных примеров видно, что для биологической характеристики тренированности могут использоваться как интегральные, так и частные показатели. Приоритет тех или иных показателей определяется многими факторами: целью исследования (оперативной, текущей и этапной), объектом исследования (возраст, пол, квалификация спортсмена), условиями исследования (на поле, в лаборатории и др.), техническими возможностями (аппаратурой) и т.д.

Спортивно-педагогическая характеристика тренированности обусловливается рядом факторов физической, технической и тактической подготовки. В основе этих факторов лежат соответствующие вегетативные и двигательные механизмы, которые должны быть выявлены, но не являются непосредственным объектом исследования спортивных педагогов. Они интересуются такими интегральными или частными критериями тренированности, которые целостно охватывают специфику двигательной деятельности и тесно связаны, с одной стороны, с приложением тренировочных средств и методов, с другой – со спортивным достижением. Иными словами, основной задачей диагностики здесь является целостная оценка двигательных возможностей и их проявление в конкретной спортивной соревновательной деятельности. Если исключить спортивный результат, который является наиболее обобщающим критерием уровня тренированности, в практике используется и ряд частных критериев, преимущественно специализированных спортивно-педагогических тестов. Прежде всего, необходимо отметить, что в настоящий момент педагогические аспекты контроля и оценки тренированности разработаны недостаточно. Основной причиной этого является обобщенный характер информации, которая нас интересует, и связанные с этим объективные трудности для точной количественной оценки ряда основных параметров двигательной деятельности, в которых выражается тренированность. К этому необходимо добавить и недостаточную подготовку спортивно-педагогических кадров в области точных наук. Это наиболее ярко проявляется при оценке технической и особенно тактической подготовки, где связь между качеством, навыками и умением является исключительно сложной, что неизбежно ведет к приложению многомерного статистического анализа и других количественных методов.

Психологические критерии тренированности отражают различные психические состояния и процессы и являются предметом спортивной психологии. Наиболее часто психодиагностика тренированности связана с оценкой психической устойчивости по отношению к неблагоприятному влиянию ряда факторов, способности саморегулирования психических состояний, формированию оптимальной готовности к соревнованиям и т.д.

То, что не упражняется – умирает, движение – это жизнь.

Факторам среды обитания

Лекция 3

Социально-биологические основы адаптации организма человека к физической и умственной деятельности,

1. Физическое развитие человека.

2. Роль упражнений и функциональные показатели тренированности организма.

Физическое развитие - закономерный естественный процесс становления и изменения морфологических и функциональных свойств организма в продолжении индивидуальной жизни.

Физическое развитие характеризуется изменениями трех групп показателей:

1. Показатели телосложения (длина тела, масса тела, осанка, объемы и формы отдельных частей тела, величина жироотложения и др.), которые характеризуют, прежде всего, биологические формы, или морфологию человека.

2. Показатели (критерии) здоровья, отражающие морфологические и функциональные изменения физиологических систем организма человека. Решающее значение на здоровье человека оказывает функционирование сердечно-сосудистой, дыхательной и центральной нервной систем, органов пищеварения и выделения, механизмов терморегуляции и др.

3. Показатели развития физических качеств (силы, быстроты, гибкости, выносливости, ловкости).

Характер физического развития как процесс изменения указанных показателей в течение жизни зависит от многих причин и определяется целым рядом закономерностей.

Физическое развитие в известной мере определяется законами наследственности , которые должны учитываться как факторы, благоприятствующие или, наоборот, препятствующие физическому совершенствованию человека.

Процесс физического развития подчиняется также закону возрастной ступенчатости . Вмешиваться в процесс физического развития человека с целью управления им можно только на основе учета особенностей и возможностей человеческого организма в различные возрастные периоды: в период становления и роста, в период наивысшего развития его форм и функций, в период старения.

Процесс физического развития подчиняется закону единства организма и среды и, следовательно, существенным образом зависит от условий жизни человека. К условиям жизни, прежде всего, относятся социальные условия.

Большое значение для управления физическим развитием в процессе физического воспитания имеют биологический закон упражняемости и закон единства форм и функций организма в его деятельности .

Общее представление о физическом развитии получают при проведении трех основных измерений:

1. определяя длину тела;

2. массу тела;

3. обхват грудной клетки.

Существует три уровня физического развития: высокий, средний и низкий и два промежуточных выше среднего и ниже среднего.

Формирование и совершенствование различных морфофизиологических функций и организма в целом зависят от их способ­ности к дальнейшему развитию, что имеет во многом генетическую (врожденную) основу и особенно важно для достижения как опти­мальных, так и максимальных показателей физической и умственной работоспособности. При этом следует знать, что способность к выполнению физической работы может возрастать многократно, но до определенных пределов, тогда как умственная деятельность фактически не имеет ограничений в своем развитии. Каждый организм обладает определенными резервными возможностями.

Особенности морфофункционального состояния разных систем организма, формирующиеся в результате двигательной деятельности, называют физиологическими показателями тренированности. Они изучаются у человека в состоянии относительного покоя, при выполнении стандартных нагрузок и нагрузок различной мощности, в том числе и предельных.

Процесс упражнения стал предметом научного исследования под влиянием эволюционного учения ЭК Ламарка и Ч. Дарвина только в XIX в. В 1809 г. Ламарк опубликовал материал, где отметил, что у животных, обладающих нервной системой, развиваются органы, которые упражняются, а органы, которые не упражняются - слабеют и уменьшаются. П.Ф. Лесгафт, известный анатом и отечественный общественный деятель XIX - начала XX в., показал конкретную морфологическую перестройку организма и отдельных органов человека в процессе упражнений и тренировки.

Известные российские физиологи И.М. Сеченов и И.П. Павлов показали роль центральной нервной системы в развитии тренированности на всех стадиях упражнения при формировании приспособительных процессов организма.

К числу показателей тренированности в покое (общий эффект регулярных занятий физическими упражнениями) можно отнести:

1. изменения в состоянии центральной нервной системы, увеличение подвижности нервных процессов, укорочение скрытого периода двигательных реакций;

2. изменения опорно-двигательного аппарата (увеличенная масса и возросший объем скелетных мышц, гипертрофия мышц, сопровож­даемая улучшением их кровоснабжения, положительные биохимические сдвиги, повышенная возбудимость и лабильность нервно-мышечной системы);

3. изменения функции органов дыхания (частота дыхания у трени­рованных в покое меньше, чем у нетренированных); кровообращения (частота сердечных сокращений в покое также меньше, чем у нетренированных); состава крови и т.п.;

4. уменьшении расхода энергии в состоянии покоя: из-за экономизации всех функций общий расход энергии у тренированного организма ниже, чем у нетренированного, на 10-15%;

5. существенное уменьшение периода восстановления после фи­зической нагрузки любой интенсивности.

Как правило, повышение общей тренированности к физическим нагрузкам имеет и неспецифический эффект - повышение устойчи­вости организма к действию неблагоприятных факторов внешней сре­ды (стрессовых ситуаций, высоких и низких температур, радиации, травм, гипоксии), к простудным и инфекционным заболеваниям.

Здесь также уместно отметить, что длительное использование предельных тренировочных нагрузок, что особенно часто случается в «большом спорте», может привести к противоположному эффекту - угнетению иммунитета и повышению восприимчивости к инфекци­онным заболеваниям.

Локальный эффект повышения тренированности, который является неотъемлемой частью общего, связан с ростом функциональных возможностей отдельных физиологических систем.

Изменения в составе крови. При регулярных занятиях физическими упражнениями в крови увеличивается количество эритроцитов (при кратковременной интенсивной работе - за счет выхода эритро­цитов из «кровяных депо»; при длительной интенсивной нагрузке - за счет усиления функций кроветворных органов). Повышается содержание гемоглобина в единице объема крови, соответственно увеличивается кислородная емкость крови, что усиливает ее кислородно-транспортную возможность.

Вместе с тем в циркулирующей крови наблюдается увеличение содержания лейкоцитов и их активность.

Тренированность человека способствует и лучшему перенесению повышающейся при мышечной работе концентрации молочной кислоты в артериальной крови. У нетренированных максимально допустимая концентрация молочной кислоты в крови составляет 100-150 мг%, а у тренированных она может возрастать до 250 мг%, что говорит об их больших потенциальных возможностях к выполнению максимальных физических нагрузок для поддержания общей активной жизнедеятельности.

Изменения в работе сердечно-сосудистой системы

Сердце. Работая с повышенной нагрузкой при выполнении активных физических упражнений, сердце неизбежно само тренируется, так как в этом случае через коронарные сосуды улучшается питание самой сердечной мышцы, увеличивается ее масса, изменяются размеры и функциональные возможности.

Показателями работоспособности сердца являются:

1. частота пульса - волна колебаний, распространяемая по элас­тичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при сокращении левого желудочка. Частота пульса соответствует частоте сокращений сердца (ЧСС) и составляет в среднем 60-80 удар/мин. Регулярные физические нагрузки вызывают урежение пульса в покое за счет увеличения фазы отдыха (расслабления) сердечной мышцы. Предельная ЧСС у тренированных людей при физической нагрузке находится на уровне 200-220 удар/мин. Нетренированное сердце такой частоты достигнуть не может, что ограничивает его возможности в стрессовых ситуациях.

2. артериальное давление (АД) создается силой сокращения желудочков сердца и упругостью стенок сосудов. Оно измеряется в плечевой артерии. Различают максимальное (систолическое) давление, которое создается во время сокращения левого желудочка (систолы), и минимальное (диастолическое) давление, которое отмечается во время расслабления левого желудочка (диастолы). В норме у здорового человека в возрасте 18- 40 лет в покое кровяное давление равно 120/80 мм рт. ст. (у женщин на 5-10 мм ниже). При физических нагрузках максимальное давление может повышаться до 200 мм рт. ст. и больше. После прекращения нагрузки у тренированных людей оно быстро восстанавливается, а у нетренированных долго остается повышенным, и если интенсивная работа продолжается, то может наступить патологическое состояние.

3. систолический объем крови в покое, который во многом определяется силой сокращения сердечной мышцы, у нетренированного человека составляет 50-70 мл, у тренированного - 70-80 мл, причем при более редком пульсе. При интенсивной мышечной работе он колеблется соответственно от 100 до 200 мл и более (в зависимости от возраста и тренированности). Наибольший систолический объем наблюдается при пульсе от 130 до 180 удар/мин, тогда как при пульсе выше 180 удар/мин он начинает существенно снижаться. Поэтому для повышения тренированности сердца и общей выносливости человека наиболее оптимальными считаются физические нагрузки при частоте сердечных сокращений 130-180 удар/мин.

4. минутный объем крови – количество крови, выбрасываемое желудочком в течение одной минуты.

Кровеносные сосуды, как уже отмечалось, обеспечивают постоянное движение крови в организме под воздействием не только работы сердца, но и разности давлений в артериях и венах. Эта разность возрастает с ростом активности движений. Физическая работа способствует расширению кровеносных сосудов, снижению постоянного тонуса их стенок, повышению их эластичности.

Продвижению крови в сосудах содействует и чередование напряжения и расслабления активно работающих скелетных мышц («мышечный насос»). При активной двигательной деятельности оказывает положительное воздействие и на стенки крупных артерий, мышечная ткань которых с большой частотой напрягается и расслаб­ляется. При физических нагрузках полностью раскрывается и микроскопическая капиллярная сеть, которая в покое задействована всего на 30-40%. Все это позволяет существенно ускорить кровоток.

Так, если в покое кровь совершает полный кругооборот за 21-22 с, то при физических нагрузках - за 8 с и менее. При этом объем циркулирующей крови способен возрастать до 40 л/мин, что намного увеличивает кровоснабжение, а следовательно, и поступление питательных веществ и кислорода во все клетки и ткани организма.

Изменения в дыхательной системе

Работа системы дыхания (совместно с кровообращением) по газообмену, который усиливается при мышечной деятельности, оценивается частотой дыхания, легочной вентиляцией, жизненной емкостью легких, потреблением кислорода, кислородным долгом и другими показателями. При этом следует помнить о том, что в организме имеются особые механизмы, которые автоматически управляют дыханием. Даже в бессознательном состоянии процесс дыхания не прекращается. Главным регулятором дыхания является дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге.

В состоянии покоя дыхание совершается ритмично, причем временное соотношение вдоха и выдоха приблизительно равно 1:2. При выполнении работы частота и ритм дыхания могут изменяться в зависимости от ритма движения.

Частота дыхания (смена вдоха и выдоха и дыхательной паузы) в покое составляет 16-20 циклов. При физической работе частота дыхания увеличивается в среднем в 2-4 раза.

Дыхательный объем - количество воздуха, проходящее через легкие при одном дыхательном цикле (вдох, дыхательная пауза, выдох). Величина дыхательного объема находится в прямой зависимости от степени тренированности к физическим нагрузкам. В состоянии покоя у нетренированных людей дыхательный объем составляет 350- 500 мл, у тренированных - 800 мл и более. При интенсивной физической работе он может увеличиваться примерно до 2500 мл.

Легочная вентиляция - объем воздуха, который проходит через легкие за 1 мин. Величина легочной вентиляции определяется путем умножения величины дыхательного объема на частоту дыхания. Ле­гочная вентиляция в покое составляет 5-9 л. Ее максимальная вели­чина у нетренированных людей составляет 110-150 л, а у спортсме­нов доходит до 250 л.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - наибольший объем воздуха, который человек может выдохнуть после самого глубокого вдоха. Ее величина зависит от возраста, массы и длины тела, пола, состояния физической тренированности человека и от других факторов. ЖЕЛ определяют при помощи спирометра. Средняя ее величина составляет у женщин 3000-3500 мл, у мужчин - 3800-4200 мл. У людей, занимающихся физической культурой, она значительно увеличивается и достигает у женщин 5000 мл, у мужчин - 7000 мл и более.

Потребление кислорода - количество кислорода, фактически использованного организмом в покое или при выполнении какой-либо работы за 1 мин.

Максимальное потребление кислорода (МПК) - наибольшее количество кислорода, которое может усвоить организм при предельно тяжелой для него работе. МПК служит важным критерием функционального состояния систем дыхания и кровообращения.

МПК является показателем аэробной (кислородной) производи­тельности организма, т.е. его способности выполнять интенсивную физическую работу при достаточном количестве поступающего в ор­ганизм кислорода для получения необходимой энергии. МПК имеет предел, который зависит от возраста, состояния сердечно-сосудистой и дыхательной системы, от активности протекания процессов обмена веществ и находится в прямой зависимости от степени физической тренированности.

У тех, кто не занимается спортом, предел МПК находится на уровне 2-3,5 л/мин. У спортсменов высокого класса, особенно занимающихся циклическими видами спорта, МПК может достигать: у женщин - 4 л/мин и более; у мужчин - 6 л/мин и более. С ориентацией на МПК дается и оценка интенсивности физической нагрузки. Так, интенсивность ниже 50% МПК расценивается как легкая, 50-75% МПК - умеренная, свыше 75% МПК - как тяжелая.

Кислородный долг - количество кислорода, необходимое для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе. При длительной интенсивной работе возникает суммарный кислородный долг, максимально возможная величина которого у каждого человека имеет предел (потолок). Кислородный долг образуется в том случае, когда кислородный запрос организма человека выше потолка потребления кислорода в данный момент. Например, при беге на 5000 м кислородный запрос у спортсмена, преодолевающего эту дистанцию за 14 мин, равен 7 л в 1 мин, а потолок потребления у данно­го спортсмена - 5,3 л, следовательно, в организме каждую минуту возникает кислородный долг, равный 1,7 л.

Нетренированные люди способны продолжать работу при долге, не превышающем 6-10 л. Спортсмены же высокого класса (особенно в циклических видах спорта) могут выполнять такую нагрузку, после которой возникает кислородный долг в 16-18 л и даже более. Кислородный долг ликвидируется после окончания работы. Время его ликвидации зависит от длительности и интенсивности работы (от нескольких минут до 1,5 ч).

Кислородное голодание организма - гипоксия. Когда в клетки тканей поступает меньше кислорода, чем нужно для полного обеспечения потребления в энергии (т.е. кислородный долг), наступает кислородное голодание, или гипоксия. Она может происходить не только из-за кислородного долга при физических нагрузках повышенной интенсивности. Гипоксия может наступать и по другим причинам, как внешним, так и внутренним.

Различаются следующие виды гипоксии:

1. двигательная - при интенсивной мышечной нагрузке (которую каждый ощущал на заключительном отрезке при беге на длинную дистанцию);

2. гипоксическая - при снижении парциального давления в арте­риальной крови из-за внешних причин;

3. циркуляторная (застойная) - при местных нарушениях цирку­ляции крови из-за длительных неудобных поз, из-за гипокинезии или сердечной недостаточности;

4. анемическая - из-за снижения кислородной емкости крови (при кровопотерях и прочих причинах).

Есть и другие причины возникновения гипоксии, связанные с патологическими состояниями.

Изменения в опорно-двигательной и других системах организма при физической нагрузке

Регулярные физические нагрузки увеличивают прочность костной ткани, повышают эластичность мышечных сухожилий и связок, увеличивают выработку внутрисуставной (синовиальной) жидкости. Все это способствует возрастанию амплитуды движений (гибкости).

При регулярных физических нагрузках увеличивается способность организма откладывать в мышцах (и печени) запас углеводов в виде гликогена и тем самым улучшать так называемое тканевое дыхание мышц. Если в среднем величина этого запаса составляет у нетренированного человека 350 г, то у спортсмена она может достигать 500 г. Это повышает их потенциальные возможности к проявлению не только физической, но и умственной работоспособности.

Обмен веществ

Всякая деятельность человека связана с расходом энергии, а следовательно, с необходимым обменом веществ. Обменные процессы протекают очень интенсивно. Почти половина тканей тела обновляется или заменяется полностью в течение трех месяцев (за 5 лет учебы роговица глаза у студентов сменяется 350 раз, а ткани желудка обновляются около 500 раз). Для нормального протекания этих процессов требуется расщепление сложных органических веществ, поступающих в организм человека.

Такими веществами, имеющими наибольшее значение, являются белки, углеводы, жиры (при участии воды, минеральных солей, вита­минов). Не все они в одинаковой степени участвуют в энергетическом обеспечении различных видов жизнедеятельности человека, различных проявлений его двигательной активности.

Обмен энергии.

Обмен веществ между организмом и внешней средой сопровождается обменом энергии. Важнейшей физиологической константой организма человека является то минимальное количество энергии, которое человек расходует в состоянии полного покоя. Эта константа называется основным обменом. Величина его зависит от массы тела: чем она больше, тем больше обмен, но эта зависимость не прямолинейна.

Потребность организма в энергии оценивается в килокалориях. Естественно, эта потребность зависит от целого ряда факторов: уров­ня основного обмена, интенсивности выполняемой работы и др. Со­отношение количества энергии, поступившей в организм с пищей и израсходованной, называется энергетическим балансом, и находится он в тесной зависимости от характера жизнедеятельности.

Если минимальная величина суточных энергозатрат в норме составляет 2950-3850 ккал (конечно, в зависимости от возраста, пола и массы тела), то из них на мышечную деятельность должно рас­ходоваться не менее 1200-1900 ккал. Остальные энергозатраты обеспечивают поддержание жизнедеятельности организма в состоянии покоя, нормальную деятельность систем дыхания и кровообращения, обменные процессы и т.д. (энергия основного обмена).

Расход энергии тесно связан с особенностями различных физических упражнений.

– это мера воздействие физических упражнений на организм спортсмена.

Анализируя факторы, определяющие физические тренировочные эффекты упражнений можно выделить:

1) функциональные эффекты тренировки;

2) пороговые нагрузки для возникновения тренировочных эффектов;

3) обратимость тренировочных эффектов;

4) специфичность тренировочных эффектов;

5) тренеруемость.

Систематическое выполнение определенного рода физических упражнений вызывает следующие основные положительные функциональные эффекты:

1. Усиление максимальных функциональных возможностей всего организма , определяется ростом максимальных показателей при выполнении тестов.

2. Повышение экономичности, эффективности деятельности всего организма , проявляется в уменьшении функциональных сдвигов в деятельности систем организма при выполнении определенной работы.

В основе этих положительных эффектов лежат:

1. Структурно-функциональные изменения ведущих органов жизнедеятельности при выполнении определенной работы.

2. Совершенствование клеточной регуляции функций в процессе выполнения физических упражнений.

Величина нагрузок может характеризоваться, с одной стороны, внешними, внутренними и комбинированными параметрами, а с другой стороны, абсолютными и относительными значениями.

Внешние параметры нагрузки характеризуют величину выполненной спортсменом механической работы или ее продолжительность. А внутренние показатели нагрузки иллюстрируют величину ответной реакции организма на выполненную механическую работу.

Величина нагрузки определяется параметрами:

1) объем – определяется длительностью работы, длиной повторяемых отрезков;

2) интенсивность – результат, величина повторений с максимальным усилием;

3) интервал отдыха;

4) характер отдыха;

5) число повторений.

При этом направленность воздействия тренировочных нагрузок на организм спортсмена определяется соотношением следующих показателей:

интенсивностью выполнения упражнений;

объемом (продолжительностью) работы;

продолжительностью и характером интервалов отдыха между отдельными упражнениями;

характером упражнений.

Каждый из этих параметров играет самостоятельную роль в определении тренировочной эффективности, однако, не менее важны их взаимосвязь и взаимное влияние.

Интенсивность нагрузки тесно взаимосвязана с развиваемой мощностью при выполнении упражнений, со скоростью передвижения в видах спорта циклического характера, плотностью проведения тактико-технических действий в спортивных играх, поединков и схваток в единоборствах. Изменяя интенсивность работы, можно способствовать преимущественной мобилизации тех или иных поставщиков энергии, в различной мере интенсифицировать деятельность функциональных систем, активно влиять на формирование основных параметров спортивной техники.

Появляется следующая зависимость – увеличение объема действий в единицу времени, или скорости передвижения, как правило, связано с непропорциональным возрастанием требований к энергетическим системам, несущим преимущественную нагрузку при выполнении этих действий.

Существует несколько физиологических методов для определения интенсивности нагрузки. Прямой метод заключается в измерении скорости потребления кислорода (л/мин) – абсолютный или относительный (% от максимального потребления кислорода). Все остальные методы – косвенные, основанные на существовании связи между интенсивностью нагрузки и некоторыми физиологическими показателями.

Одним из наиболее удобных показателей служит частота сердечных сокращений. В основе определения интенсивности тренировочной нагрузки по частоте сердечных сокращений лежит связь между ними, чем больше нагрузка, тем больше частота сердечных сокращений.

Относительная рабочая частота сердечных сокращений (%ЧССmax) – это выраженное в процентах отношение частоты сердечных сокращений во время нагрузки и максимальной частоты сердечных сокращений для данного человека. Приближенно ЧССmax можно рассчитать по формуле:

ЧССmax = 220 – возраст человека (лет) уд/мин.

При определении интенсивности тренировочных нагрузок по частоте сердечных сокращений используется два показателя: пороговая и пиковая частота сердечных сокращений. Пороговая частота сердечных сокращений – это наименьшая интенсивность, ниже которой тренировочного эффекта не возникает. Пиковая частота сердечных сокращений – это наибольшая интенсивность, которая не должна быть превышена в результате тренировки. Примерные показатели частоты сердечных сокращений у здоровых людей, занимающихся спортом могут быть пороговая – 75% и пиковая – 95% от максимальной частоты сердечных сокращений. Чем ниже уровень физической подготовленности человека, тем ниже должна быть интенсивность тренировочной нагрузки.

Зоны работы по частоте сердечных сокращений уд/мин.

1. до 120 – подготовительная, разминочная, основной обмен;

2. до 120–140 – восстановительно-поддерживающая;

3. до 140–160 – развивающая выносливость, аэробная;

4. до 160–180 – развивающая скоростную выносливость;

5. более 180 – развитие скорости.

Объем работы . Для повышения алактатных анаэробных возможностей наиболее приемлемыми являются кратковременные нагрузки (5–10 с) с предельной интенсивностью. Значительные паузы (до 2–5 мин) позволяют обеспечить восстановление. К полному исчерпанию и к повышению резерва лактатных анаэробных источников во время нагрузки приводит работа максимальной интенсивности, которая является высокоэффективной для совершенствования процесса гликолиза. Работа преимущественно за счет гликолиза обычно продолжается в течение 60–90 с. Паузы отдыха при такой работе не должны быть продолжительными, чтобы величина лактата существенно не снижалась. Это будет способствовать совершенствованию мощности гликолитического процесса и увеличению его емкости. Продолжительная нагрузка аэробного характера приводит к интенсивному вовлечению жиров в обменные процессы, и они становятся главным источником энергии.

Комплексное совершенствование различных составляющих аэробной производительности может быть обеспечено лишь при довольно продолжительных однократных нагрузках или при большом количестве кратковременных упражнений.

По мере выполнения длительной работы различной интенсивности происходят не столько количественные, сколько качественные изменения в деятельности различных органов и систем.

Соотношение интенсивности нагрузки (темп движений, скорость или мощность их выполнения, время преодоления тренировочных отрезков и дистанций, плотность выполнения упражнений в единицу времени, величина отягощений, преодолеваемых в процессе воспитания силовых качеств и т.п.) и объема работы (выраженного в часах, в километрах, числом тренировочных занятий, соревновательных стартов, игр, схваток, комбинаций, элементов, прыжков и т.д.) изменяется в зависимости от уровня квалификации, подготовленности и функционального состояния спортсмена, его индивидуальных особенностей, характера взаимодействия двигательной и вегетативной функций. Например, одна и та же по объему и интенсивности работа вызывает различную реакцию у спортсменов разной квалификации.

Более того, предельная (большая) нагрузка, предполагающая, естественно, различные объемы и интенсивность работы, но приводящая к отказу от ее выполнения, вызывает у них различную внутреннюю реакцию. Проявляется это, как правило, в том, что у спортсменов высокого класса при более выраженной реакции на предельную нагрузку восстановительные процессы протекают интенсивнее.

Продолжительность и характер интервалов отдыха необходимо планировать в зависимости от задач и используемого метода тренировки. Например, в интервальной тренировке, направленной на преимущественное повышение аэробной производительности, следует ориентироваться на интервалы отдыха, при которых ЧСС снижается до 120-130 уд./мин. Это позволяет вызвать в деятельности систем кровообращения и дыхания сдвиги, которые в наибольшей мере способствуют повышению функциональных возможностей мышцы сердца.

Одним из основных вопросов при занятии физической подготовкой является выбор оптимальных нагрузок, таких, в результате которых после восстановления происходит наибольший адаптационный эффект. Кроме того нагрузка может быть привычной, которая не вызывает адаптационных сдвигов, или максимальной, при выполнении которой происходят функциональные сдвиги до предела адаптации.

В процессе тренировки повышение функциональных возможностей отдельных органов и всего организма происходит в том случае, если систематические нагрузки значительны. По своей величине они достигают или превышают пороговую нагрузку, которая должна быть выше повседневной.

Основное правило в выборе пороговых нагрузок заключается в том, что они должны соответствовать текущим функциональным возможностям человека. Принцип индивидуализации в значительной мере опирается на принцип пороговых нагрузок.

Тренировочные нагрузки определяются задачами, стоящими перед спортсменами. Это может быть:

1. Реабилитация после всевозможных перенесенных заболеваний, в том числе и хронических.

2. Восстановительно-оздоровительная деятельность для снятия психологического и физического напряжения после работы.

3. Поддержание тренированности на имеющемся уровне.

4. Повышение физической подготовки. Развитие функциональных возможностей организма.

Тренировочные нагрузки подразделяются:

1. по характеру:

тренировочные;

соревновательные;

2. по степени сходства с соревновательным упражнением:

специфические;

неспецифические;

3. по величине нагрузки:

околопредельные;

предельные;

4. по направленности:

совершенствующие двигательные качества;

совершенствующие компоненты двигательных качеств (алактатных или лактатных анаэробных возможностей, аэробных возможностей);

совершенствующие технику движений;

совершенствующие компоненты психической подготовленности

совершенствующие тактическое мастерство;

5. по координационной сложности

не требующих значительной мобилизации координационных способностей;

связанные с выполнением движений высокой координационной сложности;

6. по психической напряженности

напряженные;

менее напряженные.

7. по величине воздействия на организм:

развивающие;

стабилизирующие;

восстановительные.

Специфические нагрузки это нагрузки существенно сходные с соревновательными по характеру проявляемых способностей и реакциям функциональных систем.

Развивающие нагрузки – характеризующиеся высокими воздействиями на основные функциональные системы организма и вызывающие значительный уровень утомления. Такие нагрузки требуют восстановительный период для наиболее задействованных функциональных систем 24–96 ч.

Стабилизирующие нагрузки , воздействуют на организм спортсмена на уровне 50–60% по отношению к большим нагрузкам и требуют восстановления наиболее утомленных систем от 12 до 24 ч

Восстановительные нагрузки это нагрузки на уровне 25–30% по отношению к большим и требующие восстановления не более 6 ч.

К признакам эффективности тренировочных нагрузок можно отнести:

1) специализированность, т.е. меру сходства с соревновательным упражнением;

2) напряженность, которая проявляется при задействовании определенных механизмов энергообеспечения;

3) величину нагрузки, как количественную меру воздействия упражнения на организм спортсмена.

Классификация тренировочных нагрузок дает представление о режимах работы, в которых должны выполняться различные упражнения, используемые в тренировке, направленной на воспитание различных двигательных способностей.

В классификации тренировочных и соревновательных нагрузок выделяют пять зон, имеющих определенные физиологические границы.

Эти зоны имеют следующие характеристики.

Аэробная восстановительная зона . Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 140–145 уд./мин. Лактат в крови находится на уровне покоя и не превышает 2 ммоль/л. Потребление кислорода достигает 40–70% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления жиров (50% и более), мышечного гликогена и глюкозы крови. Работа обеспечивается полностью медленными мышечными волокнами которые обладают свойствами полной утилизации лактата, и поэтому он не накапливается в мышцах и крови. Верхней границей этой зоны является скорость (мощность) аэробного порога (лактат 2 ммоль/л). Работа в этой зоне может выполняться от нескольких минут до нескольких часов. Она стимулирует восстановительные процессы, жировой обмен в организме совершенствует аэробные способности (общую выносливость).

Нагрузки, направленные на развитие гибкости и координации движений, выполняются в этой зоне. Методы упражнения не регламентированы.

Объем работы в течение макроцикла в этой зоне в разных видах спорта составляет от 20 до 30%.

Аэробная развивающая зона . Ближний тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 160–175 уд./мин. Лактат в крови до 4 ммоль/л, потребление кислорода 60–90% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления углеводов (мышечного гликогена и глюкозы) и в меньшей степени жиров. Работа обеспечивается медленными мышечными волокнами и быстрыми мышечными волокнами, которые включаются при выполнении нагрузок у верхней границы зоны – скорости (мощности) анаэробного порога.

Вступающие в работу быстрые мышечные волокна способны в меньшей степени окислять лактат, и он медленно постепенно нарастает от 2 до 4 ммоль/л.

Соревновательная и тренировочная деятельность в этой зоне может проходить также несколько часов и связана с марафонскими дистанциями, спортивными играми. Она стимулирует воспитание специальной выносливости, требующей высоких аэробных способностей, силовой выносливости, а также обеспечивает работу по воспитанию координации и гибкости. Основные методы: непрерывного упражнения и интервального упражнения.

Объем работы в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 40 до 80%.

Смешанная аэробно-анаэробная зона . Ближний тренировочный эффект нагрузок в этой зоне связан с повышением ЧСС до 180–185 уд./мин, лактат в крови до 8–10 ммоль/л, потребление кислорода 80-100% от МПК. Обеспечение энергией происходит преимущественно за счет окисления углеводов (гликогена и глюкозы). Работа обеспечивается медленными и быстрыми мышечными единицами (волокнами). У верхней границы зоны – критической скорости (мощности), соответствующей МПК, подключаются быстрые мышечные волокна (единицы), которые не способны окислять накапливающийся в результате работы лактат, что ведет к его быстрому повышению в мышцах и крови (до 8–10 ммоль/л), что рефлекторно вызывает также значительное увеличение легочной вентиляции и образование кислородного долга.

Соревновательная и тренировочная деятельность в непрерывном режиме в этой зоне может продолжаться до 1,5–2ч. Такая работа стимулирует воспитание специальной выносливости, обеспечиваемой как аэробными, так и анаэробно-гликолитическими способностями, силовой выносливости. Основные методы: непрерывного и интервального экстенсивного упражнения. Объем работы в макроцикле в этой зоне в разных видах спорта составляет от 5 до 35%.

Анаэробно-гликолитическая зона. Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением лактата крови от 10 до 20 ммоль/л. ЧСС становится менее информативной и находится на уровне 180–200 уд./мин. Потребление кислорода постепенно снижается от 100 до 80% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет углеводов (как с участием кислорода, так и анаэробным путем). Работа выполняется всеми тремя типами мышечных единиц, что ведет к значительному повышению концентрации лактата, легочной вентиляции и кислородного долга. Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 10–15 мин. Она стимулирует воспитание специальной выносливости и особенно анаэробных гликолитических возможностей.

Соревновательная деятельность в этой зоне продолжается от 20 с до 6–10 мин. Основной метод – интервального интенсивного упражнения. Объем работы в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 2 до 7%.

Анаэробно-алактатная зона . Ближний тренировочный эффект не связан с показателями ЧСС и лактата, так как работа кратковременная и не превышает 15 – 20 с в одном повторении. Поэтому лактат в крови, ЧСС и легочная вентиляция не успевают достигнуть высоких показателей. Потребление кислорода значительно падает. Верхней границей зоны является максимальная скорость (мощность) упражнения. Обеспечение энергией происходит анаэробным путем за счет использования АТФ и КФ, после 10 с к энергообеспечению начинают подключаться гликолиз и в мышцах накапливается лактат. Работа обеспечивается всеми типами мышечных единиц. Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 120–150 с за одно тренировочное занятие. Она стимулирует воспитание скоростных, скоростно-силовых, максимально-силовых способностей. Объем работы в макроцикле составляет в разных видах спорта от 1 до 5%.

В циклических видах спорта, связанных с преимущественным проявлением выносливости, для более точного дозирования нагрузок смешанную аэробно-анаэробную зону в отдельных случаях делят на две подзоны.

Первую составляют соревновательные упражнения продолжительностью от 30 мин до 2 ч

Вторую – упражнения продолжительностью от 10 до 30 мин.

Анаэробно-гликолитическую зону делят на три подзоны:

В первой – соревновательная деятельность продолжается примерно от 5 до 10 мин; во второй – от 2 до 5 мин; в третей – от 0,5 до 2 мин.

При планировании длительности отдыха между повторениями упражнения или разными упражнениями в рамках одного занятия следует различать три типа интервалов.

1. Полные (ординарные) интервалы, гарантирующие к моменту очередного повторения практически такое восстановление работоспособности, которое было до его предыдущего выполнения, что дает возможность повторить работу без дополнительного напряжения функций.

2. Напряженные (неполные) интервалы, при которых очередная нагрузка попадает на состояние некоторого недовосстановления работоспособности.

3. «Минимакс» интервал. Этот наименьший интервал отдыха между упражнениями, после которого наблюдается повышенная работоспособность (суперкомпенсация), наступающая при определенных условиях в силу закономерностей восстановительного процесса.

При воспитании силы, быстроты и ловкости повторные нагрузки сочетаются обычно с полными и «минимакс» интервалами. При воспитании выносливости используются все типы интервалов отдыха.

По характеру поведения спортсмена отдых между отдельными упражнениями может быть активным и пассивным. При пассивном отдыхе спортсмен не выполняет никакой работы, при активном – заполняет паузы дополнительной деятельностью. Эффект активного отдыха зависит прежде всего от характера утомления: он не обнаруживается при легкой предшествующей работе и постепенно возрастает с увеличением ее интенсивности. Мало интенсивная работа в паузах оказывает тем большее положительное воздействие, чем выше была интенсивность предшествующих упражнений.

По сравнению с интервалами отдыха между упражнениями интервалы отдыха между занятиями более существенно влияют на процессы восстановления, долговременной адаптации организма к тренировочным нагрузкам.

Гетерохронность (неодновременность) восстановления различных функциональных возможностей организма после тренировочных нагрузок и гетерохронность адаптационных процессов позволяют в принципе тренироваться ежедневно и не один раз в день без каких-либо явлений переутомления и перетренировки.

Эффект этих воздействий непостоянен и зависит от продолжительности нагрузки и ее направленности, а также величины.

В связи с этим различают ближний тренировочный эффект (БТЭ), следовой тренировочный эффект (СТЭ) и кумулятивный тренировочный эффект (КТЭ).

БТЭ характеризуется процессами, происходящими в организме непосредственно при выполнении упражнений, и теми изменениями функционального состояния, которые возникают в конце упражнения или занятия. СТЭ является последствием выполнения упражнения, с одной стороны, и ответным реагированием систем организма на данное упражнение или занятие – с другой.

По окончании упражнения или занятия в период последующего отдыха начинается следовой процесс, представляющий собой фазу относительной нормализации функционального состояния организма и его работоспособности. В зависимости от начала повторной нагрузки организм может находиться в состоянии недовосстановления, возвращения к исходной работоспособности или в состоянии суперкомпенсации, т.е. более высокой работоспособности, чем исходная.

При регулярной тренировке следовые эффекты каждого тренировочного занятия или соревнования, постоянно накладываясь друг на друга, суммируются, в результате чего возникает кумулятивный тренировочный эффект, который не сводится к эффектам отдельных упражнений или занятий, а представляет собой производное от совокупности различных следовых эффектов и приводит к существенным адаптационным (приспособительным) изменениям в состоянии организма спортсмена, увеличению его функциональных возможностей и спортивной работоспособности.

Продолжительность и степень изменения отдельных параметров нагрузки в различных фазах ее волнообразных колебаний зависит от:

абсолютной величины нагрузок;

уровня и темпов развития тренированности спортсмена;

особенностей вида спорта;

этапов и периодов тренировки.

На этапах, непосредственно предшествующих основным соревнованиям, волнообразное изменение нагрузок обусловлено в первую очередь закономерностями «запаздывающей трансформации» кумулятивного эффекта тренировки. Внешне феномен запаздывающей трансформации проявляется в том, что пики спортивных результатов как бы отстают во времени от пиков объема тренировочных нагрузок: ускорение роста результата наблюдается не в тот момент, когда объем нагрузок достигает особенно значительных величин, а после того как он стабилизировался или снизился. Отсюда в процессе подготовки к соревнованиям на первый план выдвигается проблема регулирования динамики нагрузки с таким расчетом, чтобы их общий эффект трансформировался в спортивный результат в намеченные сроки.

Из логики соотношений параметров объема и интенсивности нагрузок можно вывести следующие правила, касающиеся их динамики в тренировке:

1) чем меньше частота и интенсивность тренировочных занятий, тем продолжительнее может быть фаза (этап) неуклонного нарастания нагрузок, но степень их прироста каждый раз незначительна;

2) чем плотнее режим нагрузок и отдыха в тренировке и чем выше общая интенсивность нагрузок, тем короче периоды волнообразных колебаний в их динамике, тем чаще появляются в ней «волны»;

3) на этапах особенно значительного увеличения суммарного объема нагрузок (что бывает необходимо для обеспечения долговременных адаптации морфофункционального характера) доля нагрузок высокой интенсивности и степень ее увеличения лимитированы тем больше, чем значительнее возрастает суммарный объем нагрузок, и наоборот;

4) на этапах особенно значительного увеличения суммарной интенсивности нагрузок (что необходимо для ускорения темпов развития специальной тренированности) их общий объем лимитирован тем больше, чем значительнее возрастают относительная и абсолютная интенсивность.

Определение малой нагрузки, средней нагрузки, значительной нагрузки, большой нагрузки. Газообмен. Что такое спортивная форма. Классификация спортивной формы. Тренированность, физические показатели при тренированности, функциональные изменения, уровень тренированности.

Существует классификация физических нагрузок:

– активирует деятельность обеспечивающих систем, стабилизирует двигательную и вегетативные функции, не вызывает утомления. – стабилизирует работу обеспечивающих систем, имеет значение для поддержания уровня тренированности. – вызывает значительное повышение физиологических функций, способствует росту тренированности. – вызывает значительные физиологические сдвиги, вызывает развитие некомпенсаторного утомления. Адекватна физиологическому состоянию (возрасту, уровню подготовленности)
Околопредельные (стрессирующие нагрузки) – вызывают сдвиги и тренировочный эффект.
Определение величины нагрузки проводится путем учета энерготрат и объема потребляемого кислорода во время работы, и после ее прекращения в восстановительный период (учет кислородного долга).
Изменение функциональных показателей при тренировке: МОД, МОК, ЧСС, ВЛ.
Спортивная тренировка совершенствует координацию функций кровообращения и дыхания, что обеспечивает рост работоспособности.
МПК – показатель работоспособности, отражает состояние дыхательной и ССС человека.
ЧСС отражает уровень нагрузок (истощающие при ЧСС = 180 –210).
Околопредельные или тренировочные (160-180).

Наблюдается разнонаправленность функциональных сдвигов:

• Доминантные системы активируются, другие тормозятся.
• Потоотделение, активация процессов терморегуляции, т.к. при нагрузке наблюдается повышение температуры тела, что соответствует повышенному потреблению кислорода.
• Изменение внутренней среды (сдвиг рН, повышение осмотического давления крови, вязкость крови, процессы энергообразования).

Спортивная форма и этапы ее становления

Спортивная форма – высокий оптимальный уровень готовности к достижению высоких спортивных результатов. Она характеризуется комплексом физиологических, педагогических и психических признаков. Процесс становления спортивной формы имеет три фазы:

1. приобретение спортивной формы;
2. сохранение спортивной формы;
3. временная утрата спортивной формы.

Первая фаза соответствует подготовительному периоду, где формируются более высокие уровни функционирования всех систем организма, на базе которого возникает спортивная форма.
Вторая фаза соответствует соревновательному периоду или периоду постоянной тренированности и характеризуется стабилизацией высокого уровня физиологических систем. В этой фазе происходит дальнейшее совершенствование всех компонентов, обеспечивающих спортивный результат. Колебания спортивных результатов возможны, однако они вызваны не уровнем физиологических потолков, а технической, тактической, психологической подготовкой.
Третья фаза отличается изменением направленности адаптационных процессов, переключением режима функций организма на реабилитационный уровень, ослаблением или частичным разрушением временных связей. (прекращение занятий)

Уровень спортивной формы изменяется в зависимости от ряда физиологических закономерностей:

1. Спортивная форма представляет собой внешнее состояние физиологических систем для определенного уровня спортивных достижений.
2. Вследствие длительного воздействия высоких тренировочных и соревновательных нагрузок возникает охранительная реакция организма направленная против перенапряжения.
3. Поддержание динамического равновесия между физиологическими функциями и уровнем двигательной деятельности обеспечивается центральной нервной системой. Постоянные стрессовые ситуации могут привести к переутомлению ЦНС.
4. Снижение уровня работоспособности, вызванное перерывами в тренировке (болезнь, травмы и т.д.) во многом зависит от уровня гипокинезии. Обратимость тренировочных эффектов проявляется после повышения тренировочных нагрузок и возможна лишь при систематических тренировках с надпороговой интенсивностью. Этот важнейший биологический фактор является основой принципов повторности и систематичности. Очень важна при этом целевая установка: сохранение или повышение тренировочного эффекта.

Физиологические показатели тренированности

Тренированность – высокий уровень специальной работоспособности.
Состояние тренированности определяется при условиях:

1. В состоянии покоя (тренированность характеризуется снижением физиологических показателей вегетативных систем).
2. При физических нагрузках (тестирование при дозированных стандартных и предельных нагрузках – при этом наблюдается более быстрое врабатывание, уровень изменения физиологических функций менее выражен, чем у нетренированных).
3. После физических нагрузок в период восстановления (процессы восстановления протекают значительно быстрее).

Функциональные изменения, обеспечивающие и возникающие при развитии тренированности:

1. ЦНС – подвижность нервных процессов, уточнение дифференцировок и повышение активности сенсорных систем
2. Нервно-мышечный аппарат – увеличение мышечной массы, улучшение кровоснабжения мышц за счет увеличения количества капилляров, способность к произвольному расслаблению мышц
3. Увеличение углеводных запасов и снижение жировых
4. Повышение легочных объемов и емкостей, снижена частота дыхания, увеличена ЖЕЛ, увеличена глубина вдоха,
5. Увеличение размеров сердца, снижена ЧСС, увеличены полости сердца, повышается объем циркулирующей крови.
6. Приведенные уровни физиологических функций свидетельствуют о более рациональном и экономичном использовании резервов организма.

Адаптация отражает состояние уровня тренированности

Состояние тренированности есть – совершенствование технических и физических качеств – единство процесса.
Кратковременные и интенсивные нагрузки протекают при большом дефиците кислорода. Недостаток кислорода активизирует мобилизацию кислородных ресурсов и кислородно-транспортной системы, оказывает высокое полезное действие, которое проявляется в экономичности использования, повышении коэффициента утилизации кислорода и резервов организма в целом.

Что такое тренированность организма? Допустим, вы впервые после школы, университета или армии, где спорт был обязательной частью процесса, решили совершить пробежку. Предположим, в первый свой выход на дорожку вы осилили с отдышкой и проклятиями один круг На следующий день этот же круг вы пробежите практически спокойно. На третьей тренировке преодолеть круг будет совсем легко: значит, можно увеличивать дистанцию. Шаг за шагом, постепенно увеличивая нагрузку, вы учите организм справляться с ней. Уже через месяц вы свободно пробегаете километр, через полгода - десять. Взгляните на того человека, которым вы были 6 месяцев назад: для него пробежать 10 км было так же невыполнимо, как полететь в космос. Однако с тренированностью границы возможностей раздвигаются.

Невозможно справляться с нагрузкой бесконечно, когда-нибудь любой спортсмен выходит на пик своей формы - на тот уровень результатов, выше которого он физически не сможет подняться.

За долгие годы тренировок организм в обычной жизни учится жить в более экономичном режиме. У стайеров, например, пульс в покое составляет 40-55 ударов в 1 мин(нормальный пульс нетренированного человека - 60-80 ударов в 1 мин); давление пониженное, примерно 100/60 мм рт. ст. (норма - 120/80), что исключает возможность инфарктов, при повышении, оно не выйдет за критические значения; количество вдохов в минуту снижается до 12-14 против 16-20 у нетренированных людей, увеличивается глубина дыхания. Однако все эти положительные явления можно наблюдать лишь при правильном построении тренировок. В противном случае велика вероятность , ухудшения работы органов. Правильный тренировочный процесс бегуна состоит не только из увеличения километража, но и из силовых занятий(для укрепления мышечного корсета и мышц конечностей), активных игр ( , ) для развития скоростных навыков - для восстановления. Для спортсмена, участвующего в соревнованиях, годичный цикл тренировок разбит на несколько этапов:

• подготовительный (общая и специальная физическая подготовка);

• соревновательный (набор, сохранение и временное снижение спортивной формы);

• переходный (активный и пассивный отдых).

Такое деление связано с тем, что спортсмен не может находиться на пике формы продолжительный промежуток времени, поэтому весь тренировочный процесс выполняет главную задачу - подвести спортсмена к пику формы во время ответственных стартов.

Морфофункциональная и метаболическая характеристика тренированности

Для характеристики состояния тренированности исследуют физиологические показатели в состоянии покоя, во время стандартных (немаксимальных) и предельных нагрузок. У тренированных лиц в состоянии покоя, а также во время выполнения стандартных не максимальных нагрузок отмечается феномен экономизации функций - менее выраженные функциональные изменения, чем у лиц нетренированных или малотренированных. В случае использования максимальных физических нагрузок отмечается феномен усиления максимальных функциональных возможностей до предельных значений (Бепоцерковский, 2005, Дубровский, 2005; Коц, 1986).

В состоянии покоя о тренированности организма свидетельствуют: гипертрофия левого желудочка в 34 % случаев и в 20 % - гипертрофия обоих желудочков, увеличение объема сердца (максимально до 1700 см3), замедление ЧСС до 50 уд-мин -1 и менее (брадикардия), синусовая аритмия и синусовая брадикардия, изменение характеристик зубцов Р и Т. В аппарате внешнего дыхания отмечается увеличение ЖЕЛ (максимально до 9000 мл) за счет развития дыхательных мышц, замедление частоты дыхания до 6-8 циклов за минуту. Увеличивается время задержки дыхания (примерно до 146 с), что свидетельствует о большей способности переносить гипоксию.

В системе крови у спортсменов в состоянии покоя увеличиваются объем циркулирующей крови в среднем на 20 %, общее количество эритроцитов, гемоглобина (до 170 гг1), что свидетельствует о высокой кислородной емкости крови.

Показателями тренированности двигательного аппарата являются: , сокращения двигательной хронаксии, уменьшение разницы в величинах хронаксии мышц-антагонистов, увеличение способности мышц к напряжению и расслаблению, совершенствование проприоцептивной чувствительности мышц и др.

Во время выполнения стандартных (немаксимальных) физических нагрузок показателями тренированности являются меньшая выраженность функциональных изменений у тренированных лиц по сравнению с нетренированными.

Во время выполнения предельных физических нагрузок отмечается феномен повышения реализации функций: ЧСС повышается до 240 уд мин -1 , МОК - до 35-40 л-мин -1 , увеличивается пульсовое давление, ЛВ достигает 150-200 л мин, V0 2 max-6--7 л-мин -1 , МКД-22 л и более, максимальная концентрация лактата в крови может достигать 26 ммоль-л-1, pH крови смещается в сторону более низких значений (к pH = 6,9), концентрация глюкозы в крови может уменьшиться до 2,5 ммоль-л-1, ПАНО у тренированных лиц наступает при потреблении кислорода на уровне 80-85 % V0 2 max (Дубровский, 2005; Куроченко, 2004; Физиологические механизмы адаптации, 1980; Физиологическое тестирование спортсменов..., 1998).

В нагрузочном тестировании следует использовать физические нагрузки, отвечающие таким требованиям:

• чтобы можно было измерить выполненную работу и в дальнейшем ее воспроизвести;

• чтобы существовала возможность изменять интенсивность работы в необходимых пределах;

• чтобы была задействована большая масса мышц, что обеспечивает необходимую интенсификацию системы транспорта кислорода и предотвращает возникновение локального мышечного утомления;

• быть достаточно простыми, доступными и не требовать особых навыков или высокой координации движений.

В нагрузочном тестировании обычно используют велоэргометры или ручные эргометры, ступеньки, тредбан (Физиологическое тестирование спортсменов..., 1998; Спортивная медицина. Практические..., 2003).

Преимуществом велоэргометрии является то, что мощность нагрузки может быть четко дозирована. Относительная неподвижность головы и рук во время педалирования позволяет определять различные физиологические показатели. Особенно удобны электромеханические вепоэргометры. Их преимуществом является то, что в процессе работы не нужно следить за темпом педалирования, изменение его в определенных пределах не влияет на мощность работы. Недостатком велоэргометрии является возникновение локального утомления в мышцах нижних конечностей, что лимитирует работу во время интенсивных или продолжительность физических нагрузок.

Степэргометрия - простой способ дозирования нагрузок, в основе которого лежит модифицированное восхождение на ступеньку, что позволяет выполнять нагрузку в лабораторных условиях. Мощность работы регулируется изменением высоты ступеньки и темпом восхождения.

Используют одно-, дво-, триступенчатые лестницы, которые могут различаться высотой ступенек. Темп восхождения задают метрономом, ритмическим звуковым или световым сигналом. Недостатком степэргометрии является невысокая точность дозирования мощности нагрузки.

Тредбан позволяет моделировать локомоции - ходьбу и бег в лабораторных условиях. Мощность нагрузки дозируется изменением скорости и угла наклона движущейся ленты. Современные тредбаны оснащены автоматическими эргометрами, регистраторами ЧСС или газоанализаторами с компьютерным обеспечением, которые позволяют точно контролировать мощность нагрузки и получать большое количество абсолютных и относительных функциональных показателей газообмена, кровообращения, энергетического обмена.

Самыми распространенными являются такие виды нагрузок (Мищенко В. С., 1990; Левушкин, 2001; Солодков, Сологуб, 2005).

1. Непрерывная нагрузка постоянной мощности. Мощность работы может быть одинаковой для всех испытуемых или меняться в зависимости от пола, возраста и физической подготовленности.

2. Ступенчатовозрастающая нагрузка с интервалом отдыха после каждой «ступеньки».

3. Непрерывная работа при равномерно возрастающей мощности (или почти равномерно) с быстрой сменой следующих ступенек без интервалов отдыха.

4. Ступенчатовозрастающая непрерывная нагрузка без интервалов отдыха.

Оценка состояния тренированности спортсменов по данным функциональных показателей двигательного аппарата и сенсорных систем

Исследование функционального состояния двигательного аппарата . Под влиянием тренировочных занятий адаптационные изменения происходят не только в активном звене двигательного аппарата - мышцах, но и в костях, суставах и сухожилиях. Кости грубеют и становятся крепче. На них образуются шероховатости, выступы, обеспечивающие лучшие условия для прикрепления мышц и предотвращения возникновения травм.

Более значительные изменения происходят в мышцах. Увеличиваются масса и объем скелетных мышц (рабочая гипертрофия), количество кровеносных капилляров, вследствие чего к мышцам поступает больше питательных веществ и кислорода. Если у нетренированных лиц на 100 мышечных волокон приходится 46 капилляров, то у хорошо тренированных спортсменов - 98. Благодаря усиленному обмену веществ увеличивается объем отдельных мышечных волокон, утолщается их оболочка, увеличиваются объем саркоплазмы, количество миофибрилл, и, как следствие, объем и масса мышц, что составляет у спортсменов разной специализации 44-50 % массы тела и более (Ал-тер, 2001; Козлов, Гладышева, 1997; Спортивная медицина. Практические..., 2003).

Функциональные свойства двигательного аппарата в значительной мере определяются композиционным составом мышц. Так, упражнения скоростной и силовой направленности выполняются эффективнее, если в мышцах преобладают быстросокращающиеся (БС) волокна, а упражнения с проявлением выносливости - с преобладанием медленносокращающихся (МС) мышечных волокон. Например, у спортсменов-спринтеров содержание БС волокон - в среднем 59,8 % (41-79 %). Композиция мышц генетически обусловлена, и под влиянием систематических тренировочных занятий не отмечается перехода одного типа волокон в другой. В некоторых случаях наблюдается переход одного подтипа БС волокон в другой.

Под влиянием спортивной тренировки увеличиваются запас энергетических источников г- креатинфосфата, гликогена и внутриклеточных липидов, активность ферментативных систем, емкость буферных систем и др.

Морфологические и метаболические превращения в мышцах, возникающие под влиянием тренировочных занятий, являются основой функциональных изменений. Благодаря гипертрофии, например, увеличивается сила мышц у футболистов: разгибателей голени от 100 до 200 кг, сгибателей голени - от 50 до 80 кг и более (Дудин, Лисенчук, Воробьев, 2001; Евгеньева, 200 2).

Мышцы тренированных людей более возбудимы и функционально подвижны, о чем судят по времени двигательной реакции или времени одиночного движения. Если время двигательной реакции у нетренированных лиц составляет 300 мс, то у спортсменов - 210-155 мс и менее (Филиппов, 2006).

Исследование силы мышц спортсменов при помощи динамометров

Оснащение : динамометры (ручной и становой).

Ход работы

При помощи ручного (кистевого) динамометра измеряют силу мышц кисти и предплечья нескольких испытуемых (желательно разных специализаций). Измерения проводят трижды, учитывают самый больший показатель. Высоким показателем считается величина, составляющая 70 % массы тела.

Спины измеряется при помощи станового динамометра. Исследования у каждого студента проводят трижды, учитывают максимальный результат. Анализ полученных показателей проводят с учетом массы тела испытуемых, используя такие данные:

Полученные показатели силы мышц кисти и предплечья, а также становой силы всех испытуемых анализируют и делают выводы.

Исследование функциональной устойчивости вестибулярного аппарата с помощью пробы Яроцкого

Мышечная деятельность возможна только тогда, когда центральная нервная система получает информацию о состоянии внешней и внутренней среды организма. Такая информация поступает в центральную нервную систему через специальные образования - рецепторы, являющиеся высокочувствительными нервными окончаниями. Они могут быть частью органов чувств (глаз, ухо, вестибулярный аппарат) или функционировать самостоятельно (температурные рецепторы кожи, болевые рецепторы и др.). Импульсы, возникающие во время раздражения рецепторов, через чувственные (центростремительные) рецепторы достигают разных отделов центральной нервной системы и сигнализируют о характере влияния внешней среды или о состоянии внутренней среды. В центральной нервной системе происходит их анализ и создается программа адекватного ответного действия. Образования, включающие участок ЦНС, центростремительный нерв и орган чувств, называют анализаторами.

Для каждого вида спорта характерно участие ведущих анализаторов. Прежде всего, для нестандартнопеременных видов спорта (все спортивные игры, единоборства, горнолыжный спорт и др.) чрезвычайно важное значение имеют мышечный и вестибулярный анализаторы, обеспечивающие реализацию технических приемов (Круцевич, 1999; Солодков, Сологуб, 2003).

Во внутреннем ухе находится вестибулярный аппарат. Его рецепторы воспринимают положение тела в пространстве, направление движения, скорость, ускорение. Кроме того, вестибулярный аппарат получает функциональную нагрузку при резких стартах, поворотах, падениях и остановках. Во время выполнения физических упражнений происходит его постоянное раздражение, и потому его устойчивость обеспечивает стабильность выполнения технических приемов. При значительных раздражениях вестибулярного аппарата у спортсменов нарушается точность действий, появляются технические ошибки. Одновременно появляются негативные реакции, влияющие на деятельность сердца, ускоряя или замедляя ЧСС, чувствительность мышц. Поэтому система функционального контроля должна включать методику определения устойчивости вестибулярного аппарата спортсменов, прежде всего пробу Яроцкого.

Оснащение : секундомер.

Ход работы

Из числа студентов выбирают нескольких испытуемых разной специализации и с разным уровнем спортивного мастерства.

Испытуемый, стоя с закрытыми глазами, выполняет обороты головой в одну сторону в темпе 2 движения за 1 с. Определяют время сохранения равновесия тепа.

Взрослые нетренированные лица сохраняют равновесие в течение 27- 28 с, хорошо тренированные спортсмены - до 90 с.

Полученные во время обследования данные сравнивают и делают выводы о вестибулярной устойчивости спортсменов разной специализации и уровне тренированности.

Исследование некоторых функций двигательного анализатора

Оснащение : гониометр или угломер.

Ход работы

Испытуемый под контролем зрения выполняет 10 раз определенное движение, например, сгибание предплечья до 90°. Затем то же движение выполняет с закрытыми глазами. Во время контроля амплитуды движения в каждом повторе отмечают величину отклонения (ошибку).

Делают выводы об уровне мышечно-суставного ощущения для выполнения движений заданной амплитуды.

Определение тренированности спортсмена по оценке устойчивости к гипоксии

Пробы с задержкой дыхания (Штанге и Генчи) - это простые методы исследования устойчивости организма к гипоксии, что является одним из характерных признаков тренированности организма.

Оснащение : секундомер.

Ход работы

Из числа студентов выбирают испытуемых разной спортивной специализации и уровня тренированности.

1. Сделав вдох, испытуемый задерживает дыхание как можно дольше (нос зажат пальцами). В этот момент включают секундомер и фиксируют время задержки дыхания. С началом выдоха секундомер останавливают (проба Штанге). У здоровых нетренированных лиц время задержки дыхания колеблется в пределах 40-60 с у мужчин и 30-40 с у женщин. У спортсменов этот показатель увеличивается до 60-120 с у мужчин и 40-95 с - у женщин.

2. Сделав выдох, испытуемый задерживает дыхание, из этого момента включают секундомер и фиксируют время задержки дыхания (проба Генчи). С началом вдоха секундомер останавливают. У здоровых нетренированных людей время задержки дыхания длится в пределах 25-40 с у мужчин и 15- 30 с - у женщин. У спортсменов наблюдают высокие показатели: до 50-60 с у мужчин и 30-50 с - у женщин.

Полученные показатели всех испытуемых вносят в таблицу 50 и делают соответствующие выводы.

Таблица 50 - Значение тестов с задержкой дыхания, с

Испытуемый	Проба Штанге	Проба Генчи

Оценка состояния тренированности по данным сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма (проба Руфье)

Оснащение : секундомер.

Ход работы

Из числа студентов выбирают нескольких испытуемых с разным уровнем подготовленности, которые по очереди выполняют пробу Руфье.

В испытуемого, который находится в положении лежа на спине в течение 5 мин, определяют ЧСС за 15 с (Р1). Затем в течение 45 с он выполняет 30 приседаний, после этого ложится и у него опять подсчитывают ЧСС за первые 15 с (Р2), а потом - за последние 15 с первой минуты восстановления (Р3). Индекс Руфье рассчитывают по формуле:

Индекс Руфье =4(Р1 +Р2+Р3)-200/ 10

Оценку функциональных резервов сердца проводят, сравнивая полученные данные с такими:

Результаты проведенного исследования анализируют, делают выводы об уровне функциональных резервов сердца у испытуемых.

Натренированность мышц

Натренированность мышц влияет на способность к выполнению физических упражнений. Натренированность мышц можно оценить несколькими различными способами. Спортивные клубы предлагают ряд простых методов.

Рис. 2. Снижение динамически зарегистрированной средней спектральной частоты электрической активности параспинальных мышц левой стороны на уровне пятого поясничного позвонка и первого крестцового позвонка тренированных (А) и менее тренированных (В) мужчин при выполнении динамических движений назад и вперед с утяжелением на тренажере по растягиванию мышц спины. Снижение у менее тренированного человека происходит намного быстрее, чем у тренированного

Косвенный путь состоит в измерении действующей силы/крутящего момента верхних и нижних конечностей, а также верхней части тела и шеи с помощью различных тренажеров - изокинетических, изотонических и изометрических. Ограниченность этих методов заключается в том, что они определяют активность или мощность, развиваемую одной определенной мышцей или группой мышц.

Одновременная поверхностная электромиография помогает описать работу всех мышц, а мышцы, участвующие в создании усилия, также можно легко определить.

Электрическую активность можно зарегистрировать, не причиняя человеку боли и не беспокоя его, с помощью накожных электродов, прикрепленных к коже над исследуемой мышцей; как в электрокардиографии, где их прилепляют к груди и оконечностям. Когда мускулы нагружены стандартными способами, наблюдается линейное увеличение электрической активности. Сильный человек может поднять намного более тяжелый груз, чем слабый человек, так как мышечные волокна у сильного человека крупнее. В мышцах слабого человека наблюдается более высокая электрическая активность, чем в мышцах сильного, если они поднимают одинаковый груз. Когда мышцы устают, электрическая активность увеличивается со временем, если мышцы в течение долгого времени испытывают одну и ту же нагрузку. С увеличением электрической активности увеличиваются также низкочастотные компоненты электромиографического спектра, тогда как высокочастотные компоненты, как правило, блокируются, поскольку по природе своей предназначены для выполнения краткосрочных задач.

Этот переход к более низким частотам легко можно вычислить во время утомительной физической нагрузки, и необходимую информацию о натренированности мышц дают простые показатели, такие как средняя частота, например, во время двухминутных тестов (рис. 2). Если интерес вызывают мышцы туловища, в качестве стандартной нагрузки можно использовать удержание тела в одном и том же положении, например, верхней части тела над краем стола, и регистрировать электрическую активность параспинальных мышц. Более специфической нагрузки можно добиться на специальном тренировочном кресле. Мышцы туловища важны в любой физической активности, и их натренированность играет важную роль в сохранении равновесия и стоячего положения. Если мышцы туловища развиты плохо, повышается риск возникновения боли в пояснице, особенно если человеку случается поднимать что-то тяжелое, используя неправильную технику.

Наблюдая за электрической активностью во время тренировочных программ, можно получить объективные данные о прогрессе в занятиях спортом по мере того, как повышается натренированность и снижается утомляемость. Этот метод особенно ценен при наблюдении за мышцами, которые трудно исследовать любым другим способом. Важную роль играют мышцы тазового дна. Сидячий образ жизни, снижение уровня гормона эстрогена в результате старения, ожирения и неоднократных родов - наиболее распространенные причины ухудшения состояния мышц. Недержание мочи - одна из самых неприятных проблем для женщин среднего возраста, но оно встречается также и у мужчин. Тренировка мышц тазового дна - это одна из сложнейших задач. Физиологичным решением является использование биологической обратной связи с установкой электромиографических датчиков во влагалище. Аудиовизуальная обратная связь заставляет пациентку продолжать упражнения для тазовых мышц с положительным ответом на терапию, и улучшения в состоянии тазовых мышц можно зафиксировать после одного - трех месяцев выполнения упражнений.