Физиологические основы состояния тренированности

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОСТОЯНИЯ ТРЕНИРОВАННОСТИ Спортивная тренировка представляет собой специализированный педагогический процесс, направленный на повышение общей физической и специальной физической работоспособности, технической, тактической и психологической подготовки с целью достижения наивысшего результата в избранном виде спорта. С физиологической точки зрения спортивная тренировка, представляет собой многолетний процесс адаптации, то есть приспособления организма человека к требованиям, которые ему предъявляет избранный вид спорта. В развитии большинства адаптационных реакций к физическим нагрузкам прослеживается два этапа: начальный этап – «срочная», но не совершенная адаптация и последующий этап – совершенная долговременная адаптация. На первом, срочном этапе адаптации происходит нарушение гомеостаза, которое, в свою очередь, запускает процессы, ведущие к формированию структурной основы совершенной долговременной адаптации. Переход к специализированным формам подготовки спортсмена в избранном виде спорта производится только на базе общей (неспециализированной) подготовки, в результате развития физических качеств и роста функциональных возможностей организма. Этот процесс должен быть по возможности непрерывным, так как перерывы в систематических занятиях приводят к резкому падению достигнутого уровня общей физической подготовки и освоения двигательных навыков. Вместе с тем, обязательны периоды отдыха. Слишком большие интервалы отдыха не дают никакого прироста, а недостаточные интервалы приводят к падению работоспособности и ухудшению функционального состояния организма. Тренировочные нагрузки должны постепенно повышаться в зависимости от достигнутого уровня функциональных возможностей, иначе даже при систематических занятиях будет обеспечиваться лишь их поддерживающий эффект. Для достижения высоких спортивных результатов должны использоваться максимальные нагрузки, которые вызывают мобилизацию функциональных резервов центральной нервной системы, двигательного аппарата и вегетативных систем, оставляя функциональный и структурный след тренировки. Правильная организация тренировочного процесса обусловливает состояние адаптированности спортсмена к специализированным нагрузкам или состояние тренированности. Его характеризуют повышение функциональных возможностей организма и увеличение экономичности его работы. Наиболее высокий уровень тренированности достигается в состоянии спортивной формы. Это состояние требует предельно возможной мобилизации всех функциональных систем организма, значительного напряжения регуляторных процессов. Соответственно, оно может сохраняться непродолжительное время. Состояние спортивной формы сопровождается повышением реактивности организма на действие неблагоприятных условий среды, уменьшением его устойчивости к простудным и инфекционным заболеваниям, т. е. снижением иммунитета. Характер физиологических сдвигов определяется направленностью тренировочного процесса (на быстроту, силу или выносливость), особенностями двигательных навыков, величиной нагрузки на отдельные мышечные группы и т. п., т. е. тренировочные эффекты специфичны. Правильная организация тренировочного процесса обусловливает состояние адаптированности спортсмена к специализированным нагрузкам или состояние тренированности. Его характеризуют: 1) повышение функциональных возможностей организма 2) увеличение экономичности его работы. Овладение рациональной техникой выполнения упражнений, совершенство координации движений, повышение экономичности дыхания и кровообращения приводят к снижению энерготрат на стандартную работу, т. е. повышает ее КПД. Наиболее высокий уровень тренированности достигается в состоянии спортивной формы. Это состояние требует предельно возможной мобилизации всех функциональных систем организма, значительного напряжения регуляторных процессов. Соответственно, оно может сохраняться непродолжительное время в зависимости от индивидуальных особенностей спортсмена, его квалификации и других факторов. Цена такого уровня адаптацииоказывается высокой - при этом повышается реактивность организма на действие неблагоприятных условий среды, снижается его устойчивость к простудным и инфекционным заболеваниям, т. е. резко снижается иммунитет. Характер физиологических сдвигов определяется направленностью тренировочного процесса - на быстроту, силу или выносливость, особенностями двигательных навыков, величиной нагрузки на отдельные мышечные группы, т. е. тренировочные эффекты специфичны. Тренировочный эффект зависит от объема физической нагрузки, ее длительности, интенсивности и частоты. Однако у каждого человека имеется генетически определяемый предел функциональных перестроек в процессе тренировки - его генетическая норма реакции. При одинаковых физических нагрузках различные люди отличаются по величине и скорости изменений функциональной подготовленности организма, т. е. по тренируемости. Влияние наследственных факторов определяет степень развития физических качеств. Наименее тренируемыми качествами являются быстрота, гибкость, изменения скоростно-силовые многих возможности. физиологических Генетически показателей (МПК, обусловлены анаэробных возможностей, максимальной величины ЧСС, роста жизненной емкости легких и др.). Физиологическая характеристика перетренированности и перенапряжения. Отклонения от рационального режима тренировочных занятий, несоблюдение величин нагрузки и длительности отдыха ведут к развитию состояний перетренированности и перенапряжения. Перетренированность. Систематическое выполнение интенсивных нагрузок на фоне значительного недовосстановления организма приводит к развитию у спортсменов состояния перетренированности. Напряженная двигательная деятельность в этом случае превышает функциональные возможности организма. Перетренированность – это патологическое состояние организма спортсмена, вызванное прогрессирующим развитием переутомления вследствие недостаточного отдыха между тренировочными нагрузками (Солодков А.С., 1995). Это состояние тождественно по генезу невротическим расстройствам, развивающимся в результате нарушений высшей нервной деятельности. Главная причина перетренированности – это недостаточный отдых между нагрузками. Тренировочный эффект зависит от объема физической нагрузки — ее длительности, интенсивности и частоты. Однако у каждого человека имеется определённый предел функциональных перестроек в процессе тренировки, заложенный генетически, — его генетическая норма реакции. При одинаковых физических нагрузках различные люди отличаются по величине и скорости изменений функциональной подготовленности, т. е. по тренированности. Двигательно-координационные качества совершенствуются в процессе жизнедеятельности неравномерно. Следует учитывать критические периоды жизни, являющиеся особо благоприятными для их развития. Если эти периоды пропущены, то гораздо труднее добиться максимально возможных показателей. Так, например, прирост ловкости, гибкости, пластичности наиболее успешно происходит уже с дошкольного возраста. Поэтому, для таких видов спорта, где эти качества являются ведущими, занятия начинают с 6-7 лет. Однако, биологический возраст не всегда соответствует календарному. Дети, у которых акселерация выражена сильнее, обучаются быстрее, по сравнению с детьми того же календарного возраста. Последние, однако, через некоторое время могут не только догнать, но и перегнать в успешности обучения рано развывшихся детей. Поэтому, при оценке двигательных способностей следует учитывать не только календарный, но и биологический возраст. При отборе для занятий избранным видом спорта важно учитывать уровень развития двигательно-координационных качеств. Используемые тесты должны отражать их конкретные показатели, а не способность детей выполнить предлагаемые упражнения. Например, уровень развития ловкости следует определять по быстроте реакций на изменяющуюся ситуацию, по точности ощущения положения тела или его отдельных звеньев, а также по степени и соразмерности движений относительно расстояния, величины и формы предмета или снаряда и т.д. [2]. Пластичность более объективно определяется при выполнении конкретной позы (например, фиксированное равновесие с заданным положением головы и рук). В процессе систематических занятий каким-либо видом спорта возникает особое состояние, которое называется тренированностью. Ее развитие определяется сложным сочетанием социальных, педагогических, психологических и биологических, в том числе, генетических факторов. Общеизвестно значение генетически обусловленных морфологических факторов особенностей строения тела, его роста, веса для таких видов спорта, как гимнастика, волейбол, баскетбол, плавание и др. В той или иной мере это имеет значение для всех видов спорта. Так, высокий рост баскетболиста создает определенные преимущества при перехватах и бросках мяча, а у прыгунов в высоту позволяет добиться лучших результатов. Совершенно очевидно, что низкорослый волейболист заранее уступает высокому спортсмену при постановке или пробивании блока. В то же время гимнасты, обычно, имеют средний рост. Это создает более благоприятные возможности для выполнения упражнений на снарядах, имеющих стандартные размеры. Если морфологические особенности человека не соответствуют условиям деятельности в данном виде спорта, то это весьма сильно затрудняет достижение высоких результатов. Большая роль принадлежит и генетически обусловленным биохимическим особенностям организма – содержанию энергетических веществ, гормонов, ферментов. Так, спортсмен, в составе крови которого больше эритроцитов и гемоглобина, обладает лучшими потенциальными возможностями для развития выносливости. Наследуется не только ряд морфологических и химических особенностей, но также способность организма под влиянием физической нагрузки изменять и совершенствовать различные физиологические показатели. Академик Л. А. Орбели указывал, что сложные двигательные рефлексы не передаются по наследству, наследуется лишь способность к их образованию. Так, если родители занимались циклическим видом спорта и имели высокие показатели максимального потребления кислорода (МПК), то их дети чаще всего выбирают один из циклических видов спорта, достигая достаточно высоких спортивных результатов. Также неодинаков у разных людей уровень развития координации. Он определяется, в первую очередь, особенностями центральной нервной системы, уровнем межмышечной и внутримышечной координации, способностью к экстраполяции. Поэтому, некоторых занимающихся можно сравнительно быстро обучить сложнокоординированным движениям (прыжок в высоту, метание мяча); другие усваивают гораздо медленнее даже простые упражнения (лазание по канату, кувырок вперед). Функциональные показатели тренированности организма 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. Систематическая мышечная деятельность позволяет путем совершенствования физиологических функций мобилизовать те резервы, о существовании которых многие даже не догадываются. Причем адаптированный к нагрузкам организм обладает гораздо большими резервами, более экономно и полно может их использовать. Так, в результате целенаправленных систематических занятий физическими упражнениями объем сердца может увеличиваться в 2-3 раза, легочная вентиляция в 20-30 раз, максимальное потребление кислорода возрастает на порядок, устойчивость к гипоксии значительно повышается. Организм с более высокими морфофункциональными показателями физиологических систем и органов обладает повышенной способностью выполнять более значительные по мощности, объему, интенсивности и продолжительности физические морфофункционального состояния формирующиеся результате в называют физиологическими нагрузки. разных систем двигательной показателями Особенности организма, деятельности, тренированности. Они изучаются у человека в состоянии относительного покоя, при выполнении стандартных нагрузок и нагрузок различной мощности, в том числе и предельных. Одни физиологические показатели менее изменчивы, другие более и зависят от двигательной специализации и индивидуальных особенностей каждого занимающегося. Основное средство физической культуры в процессе двигательной тренировки это физические упражнения. Во многих учебниках физиологии приводятся данные о том, что процесс упражнения стал предметом научного исследования под влиянием эволюционного учения Ж. 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. Заслугой П.Ф. Лесгафта, известного анатома и отечественного общественного деятеля XIX — начала XX в., было то, что он показал конкретную морфологическую перестройку организма и отдельных органов человека в процессе упражнений и тренировки. В ходе тренировки развитие работоспособности организма имеет разную динамику, но оно характеризует изменения, происходящие в организме в процессе упражнения, и отражает как наследственные качества организма, так и методы их развития и совершенствования. Таким образом, эффективность упражнения, находящая выражение в виде результата (достижение здоровья, успех в умственной, спортивной и другой деятельности), может иметь разные пути и динамику на всем пути процесса тренировки. Важная задача упражнения — сохранить здоровье и работоспособность на оптимальном уровне за счет активизации восстановительных процессов. В ходе упражнения совершенствуются высшая нервная деятельность, функции центральной нервной, нервно-мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной и других систем, обмен веществ и энергии, а также системы их нейрогуморального регулирования к числу показателей тренированности в покое 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. Выше уже отмечалось, что в состоянии покоя у тренированных вентиляция легких меньше, чем у нетренированных. Это связано с малой частотой дыхательных движений. Глубина же отдельных дыханий изменяется незначительно, а подчас даже несколько увеличивается. Подобная тенденция наблюдается и в работе сердца. Относительно низкий уровень минутного объема крови в состоянии покоя у тренированного по сравнению с нетренированным обусловлен небольшой частотой сердечных сокращений. Редкий физиологических пульс спутников специализирующихся в (брадикардия) — тренированности. стайерских дистанциях, один из У частота основных спортсменов, сердечных сокращений в покое особенно мала - 40 удар/мин и меньше. Это почти никогда не наблюдается у неспортсменов. Для них наиболее типична частота пульса около 70 удар/мин. Тренировка накладывает глубокий отпечаток на организм, вызывая в нем как морфологические, так физиологические и биохимические перестройки. Все они направлены на обеспечение высокой активности организма при выполнении работы. Реакции на стандартные (тестирующие) нагрузки у тренированных лиц характеризуются следующими особенностями: · все показатели деятельности функциональных систем в начале работы (в период врабатывания) оказываются выше, чем у нетренированных; · в процессе работы уровень физиологических сдвигов менее высок. При одной и той же работе тренированные спортсмены расходуют меньше энергии, чем нетренированные. У первых меньше величина кислородного запроса, меньше размер кислородной задолженности, но относительно большая доля кислорода потребляется во время работы. Следовательно, одна и та же работа происходит у тренированных с большей долей участия аэробных процессов, а у нетренированных — анаэробных. Вместе с тем во время одинаковой работы у тренированных ниже, чем у нетренированных, показатели потребления кислорода, вентиляции легких, частоты дыхания. Аналогичные изменения наблюдаются в деятельности сердечнососудистой системы. Минутный объем крови, частота сердечных сокращений, систолическое кровяное давление повышаются во время стандартной работы в меньшей степени у более тренированных. Изменения в химизме крови и мочи, вызванные стандартной работой, у более тренированных, как правило, выражены слабее по сравнению с менее тренированными. У первых работа вызывает меньшее нагревание организма и потоотделение, чем у вторых. Нагрузка, выполняемая на тренировках и соревнованиях, не бывает стандартной. На напряженной тренировке и соревнованиях каждый стремится достичь максимально возможной для него интенсивности работы. Физиологические исследования, проводимые при работе на пределе функциональных возможностей организма, могут дать представление о его физиологических возможностях. Применяются три варианта исследований при такой работе. Первый вариант состоит в регистрации физиологических изменений во время выполнения спортивного упражнения в условиях соревнования или близких к ним. Физиологические функции регистрируются во время этой работы, или сразу после нее, или на протяжении всего последующего восстановительного периода. Второй вариант представляет собой лабораторную работу в виде бега на месте, или работу на велоэргометре. Испытуемый совершает работу, постепенно усиливая ее мощность с целью максимальной мобилизации всех функций организма, обеспечивающих предельную работу. К концу такого усиления испытуемый уже работает в полную силу своих возможностей. В это время и производят необходимые физиологические замеры, которые характеризуют предельную мобилизацию физиологических возможностей организма спортсмена. Третий вариант заключается в том, что испытуемый совершает работу, строго стандартную по мощности. Однако продолжительность работы не ограничивается. Она производится до тех пор, пока испытуемый может поддерживать заданную мощность (заданное число оборотов педалей, темп бега при определенной высоте подъема бедра, скорость бега или плавания за лидером). Работа прекращается в тот момент, когда ее мощность или скорость передвижения начинают неотвратимо падать и испытуемый даже при всем напряжении своих сил вынужден отказаться от дальнейшего выполнения работы в данных условиях. Иначе говоря, с целью характеристики тренированности исследуется выполнение работы «до отказа». Результаты исследований при предельной работе спортсмена резко отличаются от тех, которые были получены при изучении стандартной работы. При предельной работе отмечалось обратное: у тренированных во многих физиологических показателях были большие сдвиги, чем у нетренированных. Это выражается в том, что тренированный расходует при предельной работе больше энергии, чем нетренированный, а объясняется тем, что сама работа, произведенная тренированным, превышает величину работы, которую может выполнить нетренированный. Экономизация проявляется в несколько меньшем расходе энергии на единицу работы, однако весь объем работы у тренированного при предельной работе настолько велик, что общая величина затраченной энергии оказывается очень большой. Преобладание расхода энергии у тренированных особенно заметно в тех случаях, когда выполняемая работа не отличается сложностью. Вращение педалей велоэргометра сопровождается почти одинаковым расходом энергии у мастера спорта и спортсмена третьего разряда. Между тем различия в количестве работы, которую может выполнить на велоэргометре мастер или новичок, очень велики, что и определяет различия в величинах энергетических трат. Весьма тесно связаны показатели максимального с тренированностью потребления кислорода. Чем спортсмена тренированнее спортсмен, тем большее количество кислорода он в состоянии потребить во время предельной работы. Самые высокие показатели (5,5-6,5 л/мин, или 8090 мл/кг) зарегистрированы у представителей циклических видов спорта мастеров международного класса, находящихся в момент исследования в состоянии наилучшей спортивной формы. Несколько меньшие цифры около 4,5-5,5 л/мин, или 70-80 мл/кг, отмечаются у менее подготовленных мастеров спорта и некоторых перворазрядников. У спортсменов второго, третьего разряда величина максимального потребления кислорода достигает приблизительно 3,5- 4,5 л/мин, или 60-70 мл/кг. Показатель ниже 3 л/мин, или 50 мл/кг, характеризует низкий уровень тренированности. Такая тесная связь между максимальным потреблением кислорода и тренированностью наблюдается в тех видах спорта, которые предъявляют значительные требования к снабжению мышц кислородом и характеризуются высоким уровнем аэробных реакции. Для специализирующихся в работе максимальной мощности связь между тренированностью и максимальным потреблением кислорода очень мала, так как для них более характерна связь между тренированностью и максимальным кислородным долгом, отражающим возможный объем анаэробных процессов в организме. У таких спортсменов (например, бегунов на короткие и средние дистанции) максимальный кислородный долг может достигать 25 л, если это спортсмены очень высокого класса. У менее тренированных спортсменов максимальный кислородный долг не превышает 10-15 л. Большая величина высокотренированных максимального спортсменов потребления тесно связана кислорода с у большими величинами объема дыхания и кровообращения. Максимальное потребление кислорода, равное 5-6 л/мин, сопровождается легочной вентиляцией, достигающей 200 л в 1 мин, при частоте дыхания, превышающей 60 в 1 мин, и глубине каждого дыхания, равной более 3 л. Иначе говоря, максимальное потребление кислорода сопровождается максимальной интенсивностью легочного дыхания, которое у высокотренированных спортсменов достигает значительно больших величин, чем у малотренированных. Соответственно этому максимальных величин достигает минутный объем крови. Для того чтобы транспортировать от легких в мышцы 5-6 л кислорода в 1 мин, сердце должно перекачивать в каждую минуту около 35 л крови. Частота сердечных сокращений при этом составляет 180-190 в 1 мин, а систолический объем крови может превышать 170 мл. Естественно, что столь резко возрастающая скорость кровотока сопровождается высоким подъемом артериального давления, достигающим 200-250 мм рт. ст. Если выполняемая предельная работа характеризуется высокой интенсивностью анаэробных реакций, то она сопровождается накоплением продуктов анаэробного распада. Оно больше у тренированных спортсменов, чем у нетренированных. Например, концентрация молочной кислоты в крови при предельной работе может доходить у тренированных спортсменов до 250300 мг%. Соответственно этому общие биохимические сдвиги в крови и моче у тренированных спортсменов при предельной работе значительно большие, чем у нетренированных. Таким образом, организм человека, систематически занимающегося активной двигательной деятельностью, в состоянии совершить более значительную по объему и интенсивности работу, чем организм человека, не занимающегося ею. Это обусловлено систематической активизацией физиологических и функциональных систем организма, вовлечением и повышением их резервных возможностей, своего рода тренированностью процессов их использования и пополнения. Каждая клетка, их совокупность, орган, система органов, любая функциональная система в результате целенаправленной систематической упражняемости повышают показатели своих функциональных возможностей и резервных мощностей, обеспечивая в итоге более высокую работоспособность организма за счет того же эффекта упражняемости, тренированности мобилизации обменных процессов. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Аганжанян, Н.А. Основы физиологии человека. М: Инфра-М, 2001. – 223 с. 2. Бирюков, А.А. Оздоровительные нагрузки: учебник / А.А. Бирюков. – М: Физкультура и спорт, 2005. - 257 с. 3. Дубровский, В.И. Спортивная физиология: учебник для вузов / В.И. Дубровский. – М: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005. - 462 с. 4. Крол, Л.П. Оздоровительные тренировки: пособие / Л.П. Крол, Челябинск, 2006. - 50 с. 5. Карман, В.Л. Спортивная медицина. / Л.В Карман. - М: Физкультура и спорт, 2008. – 55 с. 6. Матвеев, Л.П. Основы спортивной тренировки: учебные пособие / Л.П. Матвеева. М: Издательский центр «Физкультура и спорт», 2007. - 277 с. 7. Макарова, Г.А. Спортивная медицина. – М: Советский спорт, 2009. – 155 с. 8. Меерсон, Ф.З. Спортивная физиология / Ф.З. Меерсон. – М: физкультура и спорт, 2005. – 88с. 9. Петренко В.П. Физиология человека: учебные пособие. – Новосибирск: Спорт и физкультура, 2009. – 123 с. 10. Сухарев, А.Г. Здоровье и физическое развитие: учебник. – М: Спорт, 2006. - 56 с. 11. Холодов Ж.К. Теория и методика физического воспитания и спорта: учебник. - М: Издательский центр «Академия», 2002. - 480 с.