Функциональные изменения деятельности висцеральных систем в покое.
В условиях относительного мышечного покоя (условия обыденной жизни) у человека, возможно, зарегистрировать функциональные изменения деятельности висцеральных систем, свидетельствующих о состоянии тренированности, или его динамике, но при этом следует учитывать следующее: 1) некоторые показатели, достигнув определённого уровня в первые годы тренировки в дальнейшем почти не меняются (например, ЖЕЛ, ЧСС), а другие - более лабильны (объём сердца и т.д.); 2) физиологические показатели зависят от спортивной специализации, а также от индивидуальных особенностей человека; 3) суждение о динамике тренированности можно высказать только с учётом исследования нескольких систем, а также педагогических данных.
У тренированного человека имеются следующие изменения: 1)укорочен скрытый период двигательной реакции, более тонкие дифференцировки, выше скорость переработки информации, поступающей от сенсорных систем; 2) увеличены механическая прочность костей, масса и объём скелетных мышц (рабочая гипертрофия) и удельный вес тела, выше возбудимость, лабильность и скорость расслабления мышц, растет мышечная сила; 3) увеличены ЖЕЛ и максимальная вентиляция лёгких, меньше частота дыхания, больше время произвольной задержки дыхания; 4) наблюдается гипертрофия миокарда и дилятация желудочков, брадикардия, изменение фазовой структуры сердечного цикла за счёт удлинения диастолы, снижение минутного объёма крови; 5) общее количество крови несколько увеличивается и в ней повышается количество эритроцитов и гемоглобина в них.
Физиологическая сущность применения стандартных и максимальных нагрузок для выявления тренированности.
Для выявления тренированности используются стандартные нагрузки, которые должны иметь строго определённую мощность и длительность. При их применении у тренированных лиц по сравнению с нетренированными имеются следующие особенности протекания с нетренированными имеются следующие особенности протекания физиологических реакций: 1) все функции в начале работы повышаются быстрее (более быстрая мобилизация функций); 2) в процессе работы уровень физиологических процессов менее высок (экономизация деятельности висцеральных систем); 3) восстановление заканчивается относительно быстрее.
У более тренированных лиц по сравнению с менее подготовленными стандартные нагрузки выполняются с меньшими энергетическими затратами и менее значительными изменениями висцеральных систем (меньше величины лёгочной вентиляции и кислородного долга, абсолютные величины ЧСС, систолического и минутного объёмов крови), а следовательно, с более совершенной координацией и более производительно.
При выполнении предельных максимальных нагрузок высокие спортивные результаты у высокотренированного человека обеспечиваются: 1) способностью органов и систем организма функционировать на более высоким уровне, и при этом отмечаются: полная и быстрая мобилизация, адекватность повышения и экономизация функций. Например, МПК достигает 5-6 л кислорода в минуту, минутный объём кровотока - >0-36 литров, систолический объём -170-200 мл, лёгочная вентиляция - 120-140 литров и более, то есть имеются максимальные функциональные сдвиги; 2) способностью продолжать работу при более "глубоких" изменениях внутренней среды (уровень глюкозы крови достигает 50 мг %, а молочной кислоты - 200 мг % и более); 3) способностью) в совершенстве управлять движениями и повышать их технику. В различных видах спорта эти способности проявляются следующим образом: при циклической работе субмаксимальной мощности наибольшее значение имеет адаптация организма к деятельности при измененном составе внутренней среды, большой и умеренной мощности - своевременная доставка необходимого количества кислорода, при оценке в баллах результатов выполнения упражнения высокая техника движений является решающим фактором.
Одной из основных проблем теории и практики современных спортивных занятий это целесообразная организация нагрузок занятий. В целях научно-теоретического освещение изучаемой темы проводились педагогические наблюдения систематически по некоторым видам спорта. Наблюдения и анализы были проведены в Самаркандском колледже Олимпийских резервов. Наблюдены занятия спортсменов различного уровня. Также были организованы беседы с передовыми тренерами специалистами в рамках данной темы. Просмотрена и проанализирована научно-методическая литература. Сравнительно изучены сведения, полученные из литературы, и их практическое состояние. Наблюдения и анализы показали, что в годичном цикле нагрузки растут неравномерно насколько принципы спортивной подготовки гостиные закономерности не допускают этого. В некоторых видах спорта цикл годичных упражнений бывает быстро меняющимся. Нагрузки резко возрастают и снижаются за небольшой срок. В некоторых случаях нагрузки растут постоянно. Занятия спортсменов — пример этому. Специалисты отмечают, что это рационально. При контроле нагрузок занятий в годичном цикле тренер имеет субъективное значение. Его активности лидерство оказывают непосредственное воздействие на рост и понижение результатов. Эффективное планирование занятия реализует обоснованный контроль нагрузок занятий и определение их объёма. В дальнейшем, тренер осуществляет задачи непосредственного руководства и контроль над занятием. Этот процесс целесообразно проводить, опираясь на педагогические закономерности и высокую научность. Контроль над процессом занятий включает в себя применение эффективных методов, правильное составление последовательности упражнений и их систематическое выполнение. Также в процессе важно учитывать требования принципов теории спортивных упражнений. Основное требование, предъявляемое тренеру при контроле занятия, это научный потенциал. Научно–педагогическая компетенция тренера занимает центральное место в контроле нагрузок упражнений. Тренер должен анализировать каждый этап процесса занятия, наблюдать освоение выполняемых спортсменам упражнений. Он должен формировать и систематизировать свои выводы по каждому занятию. При контроле над физическими нагрузками в процессе занятия необходимо учитывать следующее: – правильная организация занятия с точки зрения методики; – направленность занятия на определенную одну цель; – последовательное и систематическое осуществление задач занятия; – соответствие коэффициента трудности упражнений возможностям спортсмена; – взаимное дополнение усвоенного (или усвояемого) в процессе занятия упражнений (при этом предыдущее и очередное занятие должны быть связаны друг с другом логически); – состояние общей и моторной плотности занятий; – освоение спортсменом техники и тактики; – соответствие освоенных упражнений с точки зрения качества и количества. Помимо указанных показателей можно осуществлять педагогический контроль рядом других критериев. Но, несмотря на это, вышеперечисленные факторы являются основными. Особенности физиологических нагрузок определяется в процессе занятий исходя из их содержания, и оказывают воздействие на организм спортсмена. Существуют также общие и связывающие их друг с другом аспекты. Эту общность можно понять лишь наблюдениями и анализом. Независимо от возраста спортивной квалификации и уровня спортсмена приоритетным средством его подготовки является спортивные упражнения. Помимо этого, физические нагрузки в процессе занятий имеют своеобразие, отдельные разновидности и содержания. Виды нагрузок тренировок, будут определять их организацию. Тот или иной вид нагрузок не может развивать и готовить спортсмена к соревнованиям самостоятельно. По этой причине нагрузки тренировочных занятий представляют собой систему, имеющую единство и общность.
В основе физиологии упражнений и спорта лежат анатомия и физиология. Анатомия изучает структуру и форму, или морфологию, организма. Она дает представление о строении различных частей тела и их взаимодействии. Физиология изучает функции организма: как работают системы органов, тканей, клеток, а также как интегрируются их функции с тем, чтобы регулировать среду организма. Поскольку физиология характеризует функции структур, нецелесообразно начинать ее изучение, не имея представления об анатомии.
Физиология упражнений изучает изменения структур и функций организма под воздействием срочных и долговременных физических нагрузок. Спортивная физиология применяет концепции физиологии упражнений в процессе подготовки спортсменов, а также для улучшения их спортивной деятельности. Таким образом, спортивная физиология является производной физиологии упражнений.
Физиология упражнений развилась на базе материнской дисциплины - физиологии. Она изучает физиологическую адаптацию организма к стрессу срочной нагрузки при выполнении упражнения или занятий физической деятельностью и хроническому стрессу долговременной нагрузки при физической тренировке. Спортивная физиология выделилась из физиологии упражнений. Она использует данные физиологии упражнений для решения проблем спорта.
Рассмотрим пример, который поможет нам отличить друг от друга эти две тесно связанные отрасли физиологии. Благодаря исследованиям в области физиологии упражнений мы имеем четкое представление о том, как наш организм получает энергию из продуктов питания, необходимую нашим мышцам, чтобы начать и поддерживать движение. Мы знаем, что во время отдыха или при выполнении упражнения небольшой интенсивности главным источником энергии являются жиры и по мере увеличения интенсивности упражнения наш организм все больше использует углеводы до тех пор, пока они не становятся главным источником энергии. При продолжительной нагрузке высокой интенсивности запасы углеводов в нашем организме значительно сокращаются, что приводит к их истощению.
Используя эту информацию и понимая, что наш организм имеет ограниченные запасы углеводов для производства энергии, спортивная физиология отыскивает пути для того, чтобы увеличить способность организма накапливать углеводы (углеводная нагрузка);
снизить интенсивность использования организмом углеводов во время мышечной деятельности (экономия углеводов);
усовершенствовать рацион питания спортсменов до и во время соревнований, чтобы свести к минимуму риск истощения запасов углеводов.
Физиология спортивного питания, являющаяся подразделом спортивной физиологии, в настоящее время быстро развивается.
Физиология упражнений - относительный новичок в мире науки. До конца XIX ст. главная цель физиологов заключалась в получении информации, имеющей клиническое значение. Проблема реакции организма на физические нагрузки практически не изучалась. Несмотря на общепризнанную значимость регулярной мышечной деятельности уже в середине XIX ст., до конца столетия на физиологию мышечной деятельности внимание почти не обращали.
Первый учебник по физиологии упражнений "Физиология физического упражнения" [9] был написан в 1889 г. Фернандом Ла Гранжем. Принимая во внимание небольшое количество исследований в области физических нагрузок в то время, весьма интересно познакомиться с тем, как автор освещает такие темы, как "Мышечная работа", "Усталость", "Привыкание к работе", "Функция мозга при нагрузке". Эта рання попытка объяснить реакции организма на физические нагрузки была во многом ограничена весьма противоречивыми теоретическими аспектами и незначительным количеством фактического материала. Несмотря на появление в то время некоторых основных понятий биохимии физических нагрузок, Ла Гранж, тем не менее отмечал, что многие детали этой проблемы все еще находятся в стадии становления и изучения. Например, он писал, что: "...понятие "энергетический метаболизм" стало весьма сложным в последнее время; мы можем сказать, что оно в определенной степени запутано и довольно трудно в двух словах дать ему четкую и ясную характеристику. Оно представляет собой раздел физиологии, который в настоящее время пересматривается, поэтому в данный момент мы не можем сформулировать свои выводы" [9].
Первым опубликованным учебником по физиологии физических нагрузок была работа Ф. Ла Гранжа "Физиология физической нагрузки " (1889 г.) В конце 1800 г. появилось множество теорий, объясняющих источник энергии, обеспечивающей мышечное сокращение. Как известно, во время физической нагрузки мышцы производят много тепла, поэтому, согласно некоторым теориям, это тепло используется косвенно или непосредственно, чтобы заставить сокращаться мышечные волокна. В следующем столетии Уолтер Флетчер и Фредерик Гоуленд Хопкинс установили тесную взаимосвязь между мышечным сокращением и образованием лактата [5]. Стало ясно, что энергия для выполнения мышечного сокращения образуется вследствие распада мышечного гликогена с образованием молочной кислоты (см. главу 5), хотя детали этой реакции оставались невыясненными.
Поскольку для мышечного сокращения требуется достаточно много энергии, мышечная ткань послужила идеальной моделью для раскрытия тайн клеточного метаболизма. В 1921 г. Арчибальд (А.В.) Хилл получил Нобелевскую премию за исследования энергетического метаболизма. В тот период времени биохимия находилась в колыбели своего развития, однако она быстро завоевывала признание благодаря усилиям таких ученых - лауреатов Нобелевской премии, - как Альберт Сенф-Дьёрди, Отто Мейергоф, Август Крог и Ханс Кребс, активно изучавших проблему выработки энергии живыми клетками.
Большинство своих исследований Хилл провел на изолированных мышцах лягушки, однако он был одним из первых, кто провел физиологические исследования на человеке. Эти исследова ния стали возможны благодаря технической помощи Джона (Дж.С.) Холдена, разработавшего метод и прибор для измерения потребления кислорода во время физической нагрузки. Этими и другими учеными была заложена основа современного понимания процесса образования энергии, оказавшегося в центре пристального изучения в середине нашего столетия, который в настоящее время исследуется в лабораториях физиологических нагрузок с использованием компьютерных систем для измерения потребления кислорода.
Начиная изучать физиологию физических нагрузок и спорта, необходимо прежде всего выяснить, как реагирует организм на определенный вид нагрузки, например, бег на тредбане. Такая реакция называется срочной адаптацией. Представление о срочной адаптации облегчит понимание постоянной адаптации, происходящей в организме, когда он сталкивается с повторяющимися циклами физических нагрузок, например, изменением функции сердечно-сосудистой системы после 6 мес тренировочных нагрузок на развитие выносливости. Далее мы рассмотрим основные понятия и принципы, связанные как со срочными реакциями на физические нагрузки, так и с постоянной адаптацией к тренировкам. Эта информация поможет понять материал последующих глав.
Как определить физиологические реакции на физическую нагрузку? Ни бегун высокого уровня, ни обычный любитель бега трусцой не занимаются бегом в условиях, позволяющих осуществить детальный физиологический контроль. Лишь некоторые физиологические переменные можно контролировать во время выполнения физической нагрузки на площадке, причем некоторые из них можно точно измерить, не нарушая физическую деятельность. Например, средства радиотелеметрии и миниатюрные магнитофоны можно использовать во время выполнения физической нагрузки для контроля:
деятельности сердца (ЧСС и электрокардиограмма);
частоты дыхания;
внутренней температуры и температуры кожи;
мышечной деятельности (электромиограмма).
Последние разработки позволяют даже непосредственно контролировать потребление кислорода во время произвольной физической деятельности за пределами исследовательской лаборатории. Вместе с тем чаще всего контроль осуществляется в лаборатории, где испытуемых исследуют более тщательно в строго контролируемых условиях. Многие факторы могут изменить срочную реакцию вашего организма на физическую нагрузку. При этом особо следует учитывать условия окружающей среды. Такие факторы, как тем пература и влажность в лаборатории, а также освещенность и наличие шума в месте проведения теста, могут заметно повлиять на реакцию организма и в состоянии покоя, и при выполнении физической нагрузки. Следует даже учитывать, когда и какое количество пищи вы съели.
Табл. 1.1 иллюстрирует, как различные факторы окружающей среды могут изменить частоту сердечных сокращений (ЧСС) в покое и во время бега на тредбане с интенсивностью 14 км/час (9 миль/час). Частота сердечных сокращений испытуемого во время нагрузки изменилась на 25 уд/мин при повышении температуры воздуха с 21 до 35 °С (70 — 95 °Ф)
Общая физическая подготовка (ОФП) - это процесс совершенствования двигательных физических качеств, направленных на всестороннее и гармоничное физическое развитие человека.
ОФП способствует повышению функциональных возможностей, общей работоспособности, является основой (базой) для специальной подготовки и достижения высоких результатов в избранной сфере деятельности или виде спорта. Перед ОФП могут быть поставлены следующие задачи:
достичь гармоничного развития мускулатуры тела и соответствующей силы мышц;приобрести общую выносливость;повысить быстроту выполнения разнообразных движений, общие скоростные способности;увеличить подвижность основных суставов, эластичность мышц;улучшить ловкость в самых разнообразных (бытовых, трудовых, спортивных) действиях, умение координировать простые и сложные движения;научиться выполнять движения без излишних напряжений, овладеть умением расслабляться.
С общей физической подготовкой связано достижение физического совершенства - уровня здоровья и всестороннего развития физических способностей, соответствующих требованиям человеческой деятельности в определенных исторически сложившихся условиях производства, военного дела и других сферах общественной жизни. Конкретные принципы и показатели физического совершенства всегда определяются реальными запросами и условиями жизни общества на каждом историческом этапе. Но в них также всегда присутствует требование к высокому уровню здоровья и общей работоспособности. При этом следует помнить, что даже достаточно высокая общая физическая подготовленность зачастую не может обеспечить успеха в конкретной спортивной дисциплине или в различных видах профессионального труда. А это значит, что в одних случаях требуется повышенное развитие выносливости, в других - силы и т.д., т.е. необходима специальная подготовка.
Специальная физическая подготовка - это процесс воспитания физических качеств, обеспечивающий преимущественное развитие тех двигательных способностей, которые необходимы для конкретной спортивной дисциплины (вида спорта) или вида трудовой деятельности.
Специальная физическая подготовка весьма разнообразна по своей направленности, однако все ее виды можно свести к двум основным группам:
спортивная подготовка;профессионально-прикладная физическая подготовка.
Средства ОФП. К средствам физического воспитания относятся физические упражнения, оздоровительные силы природной среды и гигиенические факторы.
Физические упражнения - это двигательные действия, по форме и содержанию соответствующие задачам физического воспитания. Если в целях спортивной тренировки используется бег, то это естественное двигательное действие приобретает рациональные формы. То же самое можно сказать о любых других двигательных действиях, которые возникли первоначально в сфере труда и быта, а затем, видоизменяясь, становились физическими упражнениями - средствами физического воспитания. Взаимосвязь физических упражнений с физическим трудом заключается в том, что, возникнув на основе трудовых действий, упражнения стали средством физкультурно-спортивной практики, подготовки к труду. Число разработанных и используемых в различных видах спорта физических упражнений чрезвычайно велико. Они существенно отличаются друг от друга по форме, по содержанию и по целевой направленности.
Оздоровительные силы природной среды и гигиенические факторы также являются средствами физического воспитания. Такие природные факторы, как солнечная радиация, свойства воздушной и водной среды, служат средствами укрепления здоровья, закаливания и повышения работоспособности человека.
Оздоровительные силы природы используются в процессе физического воспитания в двух направлениях:
как сопутствующие условия (занятия на открытом воздухе, в условиях горного климата), усиливающие воздействие физических упражнений;
при организации специальных дозированных процедур (сеансы закаливания, воздушные, солнечные и водные ванны).
Физические упражнения в сочетании с естественными факторами закаливания помогают повысить общую устойчивость организма к ряду неблагоприятных воздействий внешней среды.
Соблюдение гигиенических правил в процессе физического воспитания усиливает положительный эффект физических упражнений. Требования гигиены к режиму нагрузок и отдыха, питания и внешних условий занятий (чистота, освещенность, вентиляция мест занятий) способствуют эффективности проводимых физических упражнений.