Локальный эффект повышения тренированности связан с. Проявление тренированности при мышечной работе

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

Изменения в составе крови. Регуляция состава крови зависит от целого ряда факторов, на которые может оказывать свое влияние чело­век: полноценное питание, пребывание на свежем воздухе, регулярные физические нагрузки и др. В данном контексте мы рассматриваем влияние физических нагрузок. 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. Специальными исследовани­ями было установлено, что регулярная физическая тренировка без пе­регрузок увеличивает фагоцитарную активность составляющих крови, т.е. повышает неспецифическую сопротивляемость организма к различным неблагоприятным, особенно инфекционным, факторам.

Рис. 4.2

Работа сердца в покое (по В.К. Добровольскому)

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. Все эти изменения в крови физически тренированного человека рассматриваются как благоприятные не только для выполнения им на­пряженной мышечной работы, но и для поддер­жания общей активной жизнедеятельности.

Изменения в работе сердечно-сосудистой

Сердце. Прежде чем говорить о влиянии фи­зических нагрузок на центральный орган сердечно-сосудистой систе­мы, надо хотя бы представить ту огромную работу, которую он произво­дит даже в покое (см. рис. 4.2). Под влиянием физической нагрузки расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека (см. рис. 4.3). 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 частота пульса, кровяное давление, систоли­ческий объем крови, минут­ный объем крови. Наиболее простым и информативным показателем работы сердеч­но-сосудистой системы яв­ляется пульс.

Пульс - волна колебаний, распространяемая по элас­тичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой

Рис. 4.3. Работа сердца при прохождении

спортсменом-лыжником дистанции 100 км

(по В.К. Добровольскому)

15 л крови в 1 мин 100 мл крови за 1 удар Пульс 150удар/мин

15 л крови в 1 мин 150 мл крови за 1 удар.Пульс 100 удар/мин

Рис. 4.4. Изменение частоты пульса во время проведения теста на велоэр-гометре при работе одинаковой интенсивности дает ценные сведения об экономичности работы сердца. При одинаковой работе у тренированного наблюдается более низкий пульс, чем у нетренированного. Это свидетель­ствует о том, что тренировка привела к увеличению силы сердечной мыш­цы и тем самым - ударного объема крови

(по Р. Хедману)

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 (см. рис. 4.4). 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.

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.

Систолический объем 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.

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 оказыва­ется положительное воздействие и на стенки крупных артерий, мышечная ткань которых с большой частотой напрягается и расслаб­ляется. При физических нагрузках почти 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.

В то же время установлено, что длительная и интенсивная ум­ственная работа, так же, как и состояние, нервно-эмоционального на­пряжения, может существенно повысить частоту сердечных сокраще­ний до 100 удар/мин и более. Но при этом, как отмечалось в гл. 3, сосудистое русло не расширяется, как это происходит при физичес­кой работе, а сужается (!). Повышается, а не снижается (!) также тонус стенок сосудов. Возможны даже спазмы. Подобная реакция особенно свойственна сосудам сердца и мозга.

Таким образом, длительная напряженная умственная работа, нервно-эмоциональные состояния, не сбалансированные с активны­ми движениями, с физическими нагрузками, могут привести к ухуд­шению кровоснабжения сердца и мозга, других жизненно важных ор­ганов, к стойкому повышению кровяного давления, к формированию «модного» ныне среди студентов заболеванию - вегето-сосудистой дистонии.

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. Но практически дыхание человека может быть раз­личным в зависимости от обстановки. В то же время он может созна­тельно в некоторой степени управлять своим дыханием: задержка, изме­нение частоты и глубины, т.е. изменять его отдельные параметры.

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. С учащением дыхания неиз­бежно уменьшается его глубина, изменяются и отдельные показатели эффективности дыхания. Это особенно четко видно у подготовлен­ных спортсменов (см. табл. 4.1).

Не случайно в соревновательной практике в циклических видах спорта наблюдается частота дыхания 40-80 в мин, обеспечивающая наибольшую величину потребления кислорода.

Силовые и статические упражнения широко распространены в спор­те. Их продолжительность незначительна: от десятых долей секунды до 1-3 с - удар в боксе, финальное усилие в метаниях, удержание поз в спортивной гимнастике и др.; от 3 до 8 с - штанга, стойка на кистях

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.

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.

При выполнении равной с нетренированными стандартной мышечной работы тренированные спортсмены затрачивают меньше энергии, выполняют работу с высокой экономичностью. Величина сдвигов в физиологических функциях у них незначительна.

Эффект повышения экономизации при выполнении стандартной работы умеренной мощности отчетливо проявляется у юных спортсменов.

После выполнения стандартной физической нагрузки у тренированных спортсменов происходит быстрое восстановление работоспособности. Рост тренированности сопровождается оптимизацией в соотношении двигательного и вегетативного компонентов двигательных навыков. Так, у спортсменов-бегунов высокого класса отношение частоты пульса к частоте беговых шагов приближается к единице. У спортсменов низших разрядов оно колеблется в пределах от 1,1 до 1,3.

В состоянии кислотно-щелочного равновесия после стандартных тестовых нагрузок (пятиминутный бег, стандартная велоэргометрическая проба) у тренированных спортсменов сдвиги рН крови незначительны (с 7,36 до 7,32 — 7,30). У нетренированных спортсменов падение щелочного резерва более выражено: рН изменяется до 7,25 — 7,2. Восстановление показателей кислотно-щелочного равновесия при этом затягивается во времени.

Наиболее характерной особенностью в изменении физиологических функций у тренированных спортсменов при выполнении предельно напряженной мышечной работы является максимальная мобилизация функциональных ресурсов организма.

«Физиология человека», Н.А. Фомин

О потенциальной способности спортсмена к выполнению физической нагрузки можно в известной степени судить по показателям физиологических функций в состоянии относительного мышечного покоя или при выполнении работы, позволяющей прогнозировать работоспособность при заданном их значении (например, по тесту PWC—170, характеризующему мощность работы при частоте пульса 170 уд/мин). Высокий уровень тренированности в состоянии относительного мышечного покоя характеризуется функциональными…

Энергетический обмен в состоянии относительного мышечного покоя у спортсменов находится, как правило, на уровне стандартных величин. Имеют, однако, место случаи как понижения, так и повышения его по сравнению со стандартными значениями. В показателях функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем отчетливо проявляется эффект экономизирующего влияния тренировки. Вследствие повышения парасимпатических влияний урежается частота пульса и дыхания, ударный и…

Случаи так называемой спортивной анемии падения — содержания гемоглобина до 13 — 14% — при одновременном увеличении объема плазмы крови — являются редким исключением. Это наблюдается после выполнения неадекватных нагрузок юными спортсменами. Увеличение количества белка в пищевом рационе, прием витамина B12, фолиевой кислоты, препаратов, содержащих железо, предупреждают появление спортивной анемии. Состояние центральной нервной системы характеризуется…

Физиологические механизмы предстартового состояния. До начала мышечной деятельности в организме спортсмена происходят заметные сдвиги в функциях отдельных органов и систем. Они зависят от того, насколько трудна предстоящая мышечная работа, а также от масштаба и ответственности предстоящих соревнований. Комплекс изменений физиологических и психических функций, возникающий до начала выступления спортсмена в соревнованиях, называется предстартовым состоянием. Различают раннее…

Силовые, скоростные, скоростно-силовые возможности спортсме-на, выносливость и гибкость во многих случаях (но не всегда!) взаи-мосвязаны друг с другом. Также взаимосвязаны друг с другом и эф-фекты тренировки различных физических качеств. Эта взаимосвязь осо-бенно выражена на начальном этапе занятий спортом.

Поскольку физические качества проявляются при выполнении физических упражнений, то изменение уровня развития этих качеств приводит к изменению результата в этих упражнениях (Л.Б, Губман, М.Р. Могендович, 1969). В ряде случаев данное явление не зависит от того, применялось или не применялось упражнение в тренировке.

Явление, когда изменение результата в одном упражнении влечет за собой изменение результата в другом, получило название «перенос тренированности».

Но не всегда улучшение результата в одном упражнении сопрово-ждается улучшением в другом. Иногда с увеличением силы, например, уменьшается скорость движения или подвижность в суставах, то есть следует уточнить, что перенос бывает как положительный, так и отрицательный. При положительном переносе наблюдается одновременное улучшение результатов в разных упражнениях. В случае отрицательного переноса улучшение результата в одном упражнении влечет за собой ухудшение результата в других упражнениях.

В спорте и физическом воспитании различают перенос двигатель-ных навыков и физических качеств (Л.П. Матвеев, 1965). Условность такого разделения переноса очевидна. Напомним, что формирование и совершенствование двигательных навыков зависит преимущественно от процессов образования условно-рефлекторных связей в ЦНС (Н.А. Бернштейн, 1947). Для воспитания физических качеств при сохранении роли ЦНС большое значение имеют фундаментальные, морфогистологические и биохимические изменения в органах и тканях (Н.Н. Яковлев, 1955). Все это значит, что вышеназванные процессы протекают во взаимосвязи друг с другом, как две стороны одного и того же процесса совершен-ствования двигательных возможностей человека. Но поскольку в круговой тренировке решаются в основном задачи физической подготовки, то наибольший интерес для нас представляет перенос физических качеств.

Положительный перенос может быть однородным и разнородным. При положительном однородном переносе наблюдается повышение уровня одного и того же физического качества в применявшихся и не приме-нявшихся в тренировке упражнениях. В случае разнородного переноса, тренировка, направленная на развитие одного физического качества, приводит к изменению уровня, как этого, так и других физических качеств.

Разнородный перенос может быть отрицательным. В этом случае увеличение уровня одного физического качества сопровождается снижени-ем уровня другого.

При косвенном однородном и разнородном переносе создаются предпосылки более успешного развития физических качеств в процессе последующей тренировки. Косвенный перенос используют при физической подготовке на общеподготовительном этапе подготовительного периода. Средствами косвенного переноса являются в основном общеподготови-тельные упражнения.

Одно из необходимых условий для эффективного переноса физи-ческих качеств с помощью КТ - это общность элементов функциональ-ных систем, обеспечивающих выполнение упражнений комплекса КТ, с функциональными системами, обеспечивающими выполнение основно-го упражнения. Чем больше необходимость направленного воздействия на результат основного упражнения, тем выше должна быть общность по таким показателям, как режим деятельности структур и функцио-нальных систем организма, участвующим в работе мышечным группам и другим показателям.

С ростом тренированности происходит уменьшение эффекта пе-реноса физических качеств (В.Н. Кряж, 1969). Наряду с этим экспери-ментальными исследованиями установлено, что переносом тренированно-сти возможно управлять в определенных пределах, изменяя объем и интенсивность тренировочной нагрузки. Увеличение объема и интенсив-ности нагрузки в КТ приводит оживлению адаптационных сдвигов, увеличению прироста тренированности и, как следствие этого, к активи-зации ее переноса.

Другой путь активизации переноса тренированности достигается сужением круга упражнений, применяемых в комплексах КТ, до специ-ально-подготовительных, и сближением по силе их воздействия с основ-ным упражнением, а в ряде случаев и превышением этого воздейст-вия. С этой целью заменяют применявшиеся ранее методы выполнения упражнений КТ на другие, более интенсивные (В.Н. Кряж, 1982). Такой путь используют для физической подготовки в основном уже высококва-лифицированные спортсмены.

Подводя итог вышесказанному, можно отметить, что отбор уп-ражнений для комплексов КТ с учетом основных критериев, а также соблюдение положений и принципов спортивной тренировки, способству-ет активизации переноса тренированности и повышению тренировочно-го эффекта КТ.