Тренировочная нагрузка в спорте. Нагрузка и отдых как компоненты спортивной тренировки Виды нагрузки по величине в спорте
Под нагрузкой в ФВ и спорте понимают воздействия на человека извне или изнутри, нарушающие равновесное состояние (гомеостаз) организма.
Различные виды нагрузок представлены на рисунке 22.
Кроме этого принято делить все виды нагрузок на внутренние и внешние.
Внутренней нагрузкой называют реакцию организма исследуемого на выполнение физических упражнений. Контроль за внутренними нагрузками может осуществляться по показателям суммарного пульса нагрузки, количества потребляемого кислорода, объему энергозатрат (количество килокалорий) и т.д.
это физические упражнения, выполняемые спортсменом.Внешние нагрузки делят на тренировочные и соревновательные.
Контроль за тренировочными нагрузками заключается в ежедневной регистрации количественных значений характеристик тренировочных упражнений, выполняемых спортсменом. Одни и те же показатели используются как для контроля, так и для планирования нагрузок. Их много, но наиболее информативны следующие характеристики:
1. Объем нагрузки . Это все физические упражнения, выполняемые за определенный промежуток времени. Основными показателями объема нагрузки являются:
а) количество тренировок в микроцикле;
б) количество тренировочных занятий в макроцикле;
в) время, затраченное на тренировочную и соревновательную деятельность.
2. Величина нагрузки - количество упражнений или работы, выполняемой за определенный срок в конкретных единицах. Величина нагрузки измеряется объемом нагрузки - общим количеством упражнений или энергозатратами. Величина нагрузки определяет степень воздействия упражнений на организм человека и может быть определена двумя способами:
а) через величину механической работы, выполненной спортсменом;
б) по показателям функциональных реакций организма на эту работу (при этом важна не только интенсивность реакции, но и их длительность).
В теории спорта величина нагрузки определяется как произведение ее объема на интенсивность. В практике вычислять величину нагрузки простым перемножением объема на интенсивность нагрузки нельзя. Используют другие показатели. Одним из них является показатель, характеризующий затраты энергии при выполнении упражнений. Кроме того величину нагрузки упражнений можно оценивать по сумме сердечных сокращений, регистрируемых у спортсмена во время их выполнения.
Величины нагрузки классифицируются как большие, средние и малые. Существует несколько критериев нагрузок, пригодных для всех видов спорта (они же информативны для оценки объема нагрузки). Это тренировочные дни, тренировочные занятия, тренировочные часы, коэффициент специализированности нагрузок.
3. Интенсивность нагрузок - это количество упражнений, выполненных в единицу времени, или количество энергозатрат в единицу времени. Интенсивность нагрузки определяется отношением объема нагрузки (работы) ко времени ее выполнения по формуле:
Где: I - интенсивность нагрузки;
W - объем нагрузки;
- промежуток времени, затраченный на выполнение работы.
При контроле за тренировочными нагрузками используются графики планирования объема и интенсивности (рис. 23).
Главная задача тренера - подобрать оптимальное соотношение объема и интенсивности применяемой нагрузки.
4. Направленность нагрузки - это оценка воздействия упражнения на формирование тренировочного эффекта по конкретным физическим качествам (направленность на развитие быстроты, силы и т.д.). Она проявляется в воздействии тренировочных упражнений на развитие разных двигательных качеств.
Направленность упражнений на развитие двигательных качеств зависит от того, с помощью какого метода они выполняются. В практике спорта наиболее употребительны следующие методы:
а) непрерывный равномерный метод, интенсивность которого равна, ниже или выше соревновательной;
б) непрерывный переменный метод, средняя интенсивность которого также может быть равна, выше или ниже соревновательной;
в) повторный метод.
Для классификации упражнений по направленности (по их влиянию на развитие двигательных качеств) используют показатели срочного тренировочного эффекта (СТЭ). К ним относятся: изменение силовых и временных значений техники, частота сердечных сокращений, потребление кислорода, концентрация молочной кислоты в мышцах и крови, концентрация мочевины в моче и крови и т.п. Эти показатели измеряются либо при выполнении упражнений, либо сразу же по их окончании.
Воздействие нагрузки на СТЭ обусловливается:
1) значениями компонентов упражнения;
2) методом их выполнения;
3) уровнем физической работоспособности спортсменов.
При этом учитываются следующие компоненты упражнения:
1) длительность выполнения;
2) интенсивность выполнения;
3) количество повторений (серий) упражнения;
4) длительность интервалов отдыха между упражнениями;
5) характер отдыха.
Задавая определенные значения компонентам упражнения, тренер стремится получить должный срочный тренировочный эффект.
Контроль направленности нагрузки упражнений как раз и заключается в определении того, насколько реальный СТЭ соответствует запланированному. Изменение значения какого-либо компонента сказывается на величине и направленности СТЭ.
5. Специализированность нагрузки - это степень соответствия рассматриваемого тренировочного упражнения соревновательному, или мера сходства любого тренировочного средства с соревновательным упражнением.
Эта характеристика нагрузки предусматривает распределение тренировочных упражнений на группы в зависимости от их сходства с соревновательными. В результате все тренировочные средства подразделяются на специализированные и неспециализированные.
Специализированные обладают наибольшим тренирующим воздействием и используются как средства специальной подготовки.
Неспециализированные используются как средства общей подготовки, их специфический тренировочный момент менее значителен.
К специализированным относят упражнения (биомеханические, биохимические, физиологические и другие), показатели которых имеют сходство с аналогичными показателями соревновательных упражнений. Таким образом, оценка меры специализированности упражнений проводится по результатам биомеханического, физиологического и биохимического анализа, общая схема которого такова:
а) исследование структуры соревновательного упражнения;
б) исследование структуры тренировочного упражнения;
в) сравнительный анализ структур.
Чем выше совпадение, тем выше мера специализированности.
Специализированность упражнений определяется также по соответствию механизмов энергообеспечения соревновательного и тренировочного упражнений. Так, специализированными по отношению к легкоатлетическому спорту будут прыжковые упражнения и упражнения с отягощениями, выполняемые в максимальном темпе; в обоих случаях энергия поставляется за счет анаэробных механизмов энергообеспечения.
Информативным критерием является коэффициент специализированности нагрузки, который определяется как отношение частного объема специализированных упражнений к общему объему нагрузки:
Например, объем тренировочной нагрузки - 656 часов, объем специализированных упражнений - 412 часов, Ксп.=62,8%. Контролируя тренировочную деятельность с помощью этого коэффициента, можно проследить динамику специализированности упражнений на разных этапах подготовки спортсмена.
6. Сложность нагрузки (координационная и психологическая) характеризуется возможностями спортсмена удовлетворять требованиям, которые возникают перед ним в связи с выполнением упражнения.
Сложность нагрузки учитывается преимущественно в видах спорта с большим объемом технических приемов и тактических действий (гимнастика, спортивные игры, спортивные единоборства и т.п.). В таких видах спорта используется много разных специализированных упражнений.
Критерии сложности упражнений в различных видах спорта разные. В игровых видах спорта критерии сложности следующие:
а) соответствие цели тренировочного упражнения цели соревновательного;
б) объем и степень разносторонности технико-тактических действий;
в) состояние спортсменов и т.д.
Выполнение координационно сложных упражнений приводит к возникновению так называемой психической напряженности. Внешними ее проявления являются скованность движений, искажение техники, тактические ошибки, внутренними - повышение значений физиологических, биохимических показателей.
Методы контроля за психической напряженностью специфичны и зависят от устойчивости психики спортсмена, а также от факторов, обусловливающих координационную сложность упражнений.
Различают соревновательную нагрузку и нагрузку соревновательного упражнения.
При соревновательной нагрузке контролю подлежит количество соревнований и стартов, в которых принимал участие спортсмен на различных этапах подготовки.
При контроле за нагрузкой соревновательного упражнения учитываются ее физические и физиологические показатели.
Соревновательная нагрузка измеряется следующими характеристиками:
1) количество соревнований в каждом из этапов тренировки;
2) количество стартов на этих соревнованиях.
В разных видах спорта объемы соревновательной нагрузки различны. Так, в спортивных играх соревнуются 50-100 раз, в фигурном катании 7 – 10 раз. Для современного спорта характерна тенденция роста соревновательной нагрузки. При этом соревнования становятся важной формой подготовки спортсмена.
Результаты контроля соревновательной нагрузки используют для оценки длительности удержания состояния, которое называется спортивной формой (однако информативность такого критерия не велика).
Нагрузка и отдых как компоненты спортивной тренировки
Понятие о тренировочной нагрузке
Выполнение любого тренировочного упражнения связано с переводом организма на более высокий уровень функциональной активности, чем в состоянии покоя либо умеренного функционирования, и в этом смысле является «надбавкой», «загружающей»или «нагружающей» органы и системы организма и вызывающей, если она достаточно велика, утомление. Таким образом, термин означает прибавочную функцио нальную активность организма (относительно уровня покоя или другого исходного уровня), вносимую выполнением тренировочных упражнений, и степень преодолеваемых при этом трудностей.
Смысл тренировочной нагрузки в общем понят давно: вызывая расходование рабочих потенциалов организма и утомление, она тем самым стимулирует восстановительные процессы, а в результате (если не иметь в виду чрезмерных нагрузок) сопровождается не только восстановлением, но и сверхвосстановлением работоспособности (суперкомпенсацией - А. А. Ухтомский и др.).
По сравнению с общими формами физического воспитания в спортивной тренировке используются более значительные нагрузки как по объему, так и по интенсивности, что обусловлено закономерной связью между уровнем спортивных достижений и параметрами нагрузок. Хотя их соотношение не всегда прямо пропорционально, общая тенденция такова, что рост спортивных достижений, несомненно, зависит от прироста тренировочных нагрузок. Постоянные подтверждения этому дает весь опыт теории и практики спорта.
Нагрузки, применяющиеся в спортивной тренировке, по своему характеру могут быть подразделены на тренировочные и соревновательные, специфические и неспецифические; по величине - на малые, средние, значительные (околопредельные), большие (предельные); по направленности - на способствующие развитию отдельных двигательных способностей (скоростных, силовых, координационных, выносливости, гибкости) или их компонентов (например, алактатных или лактатных анаэробных возможностей, аэробных возможностей), совершенствующие координационную структуру движений, компоненты психической подготовленности или тактического мастерства и т. п.; по координационной сложности - на выполняемые в стереотипных условиях, не требующих значительной мобилизации координационных способностей, и связанные с выполнением движений высокой координационной сложности; по психической напряженности - на более напряженные и менее напряженные, в зависимости от требований, предъявляемых к психическим возможностям спортсменов.
Нагрузки могут различаться по принадлежности к тому или иному структурному образованию тренировочного процесса. В частности, следует различать нагрузки отдельных тренировочных и соревновательных упражнений или их комплексов, нагрузки тренировочных занятий, дней, суммарные нагрузки микро- и мезоциклов, периодов и этапов тренировки, макроциклов, тренировочного года. .
Различают показатели, относящиеся к внешней и внутренней сторонам нагрузки. Первые представляют собой количественные характеристики выполняемой тренировочной работы, оцениваемые по ее внешне выраженным параметрам (продолжительность, число повторений тренировочных упражнений, скорость и темп движений, величина перемещаемого веса и др.). Вторые, выражая степень мобилизации функциональных возможностей организма спортсмена при выполнении тренировочной работы, характеризуются обусловленной ею величиной физиологических, биохимических и других сдвигов в функциональном состоянии органов и систем (увеличением частоты сердечных сокращений, объема легочной вентиляции и потребления кислорода, ударного и минутного объема крови, содержания молочной кислоты в крови и т. п.).
Согласно существующим представлениям, величина тренировочной нагрузки является производной от ее интенсивности и объема, причем их одновременное увеличение может происходить лишь до некоторых пределов, после чего дальнейшее нарастание интенсивности ведет к уменьшению объема, и наоборот. Отсюда вытекает необходимость учитывать параметры объема и интенсивности нагрузки, их соотношение и изменение в процессе тренировки.
Понятие «объем» тренировочной нагрузки относится к продолжительности ее воздействия и суммарному количеству работы, выполненной за время отдельного тренировочного упражнения или серии упражнений (термин «работа» здесь понимается не только в физико-механическом, но и в физиологическом смысле). Понятие же «интенсивность» нагрузки связывается с величиной прилагаемых усилий, напряженностью функций и силой воздействия нагрузки в каждый момент упражнения или же со степенью концентрации объема тренировочной работы во времени (при характеристике суммарной интенсивности ряда упражнений).
Одним из наиболее широко учитываемых внешних показателей объема нагрузки служит время, затраченное на выполнение упражнения, т. е. его протяженность во времени. Интенсивность отдельных упражнений часто оценивают по скорости и темпу движений, величине преодолеваемых внешних отягощений и тому подобным показателям. При оценке нагрузки со стороны функциональных сдвигов, происходящих в организме, одним из показателей ее объема служит, например, суммарная пульсовая стоимость упражнения (суммарная прибавка ЧСС за время упражнения относительно исходного уровня) или энергетическая стоимость упражнения (оцениваемая расчетным путем по добавочному потреблению кислорода на работу), а показателями интенсивности- средние, минимальные и максимальные значения ЧСС или энерготрат в единицу времени (например, в секунду или минуту).
Нагрузки, применяющиеся в спортивной тренировке, по своему характеру могут быть подразделены на тренировочные и соревновательные, специфические и неспецифические; по величине - на малые, средние, значительные (околопредельные), большие (предельные).
В срочных адаптационных реакциях можно выделить три стадии.
Первая стадия связана с активизацией деятельности различных компонентов функциональной системы, обеспечивающей выполнение заданной работы. Это проявляется в резком увеличении частоты сердечных сокращений (ЧСС), вентиляции легких, потребления О2, накопления лактата в крови и т. д.
Вторая стадия наступает, когда деятельность функциональной системы протекает при стабильных характеристиках основных параметров ее обеспечения, в так называемом устойчивом состоянии.
Переход в третью стадию характеризуется нарушением баланса между запросом и его удовлетворением из-за утомления нервных центров, обеспечивающих регуляцию движений и деятельность внутренних органов, исчерпанием углеводных ресурсов организма и др. Слишком частое предъявление организму спортсмена требований, связанных с переходом в третью стадию срочной адаптации, может неблагоприятно сказаться на темпах формирования долговременной адаптации, а также привести к отрицательным изменениям в состоянии различных органов.
Отдых как компонент спортивной тренировки
Тренировочный процесс, как известно, включает в себя отдых. Но отдых лишь тогда можно рассматривать в качестве действительно органического компонента тренировки, когда он организован в соответствии с ее закономерностями. Чрезмерно короткий либо, напротив, чрезмерно продолжительный отдых нарушает структуру тренировки и превращается в таких случаях из ее неотъемлемого компонента в фактор перетренировки или растренировки (детренирующий фактор). Отсюда возникает проблема оптимального, регулирования отдыха в спортивной тренировке.
Рационально организованный отдых (активный и пассивный) выполняет в тренировке две основные функции, единые в своей основе: 1) обеспечивает восстановление работоспособности после тренировочных нагрузок итем самым позволяет повторно использовать их; 2) служит одним из средств оптимизации эффекта нагрузок..
Как восстановительная фаза отдых в процессе тренировки рационализируется с помощью таких средств и способов, как использование различных его форм (в том числе путем переключения на иную деятельность, чем та, что вызвала утомление); комплексирование в определенных вариантах активного и пассивного отдыха; введение в интервалах между сериями упражнений элементов психорегулирующей тренировки, направленных на успокоение и тонизацию спортсмена, восстановительного массажа, термических воздействий (например, кратковременное прогревание в сауне в интервалах между плавательными упражнениями), других гигиенических процедур и т. д.
Использование отдыха как средства оптимизации эффекта тренировочных нагрузок основано на том, что от его продолжительности в интервалах между упражнениями и особенностей содержания (активный либо пассивный) зависит «последействие» предыдущей нагрузки и воздействие последующей. Известно, что достаточно короткий интервал отдыха, или «жесткий» интервал, усиливает воздействие очередной нагрузки, поскольку она совпадает с фазой неполного восстановления работоспособности и остаточной функциональной активностью, сохраняющейся от предшествующей нагрузки; отдых, достаточный для простого восстановления работоспособности до исходного уровня, или «ординарный» интервал, позволяет использовать повторную нагрузку без уменьшения, но и без увеличения ее параметров; отдых, создающий условия для «сверхвосстановления» работоспособности, или «максимизирующий» интервал, предоставляет возможность для увеличения очередной нагрузки, однако степень сумма
Наивысшая готовность к выступлению в соревнованиях и достижение высоких спортивных результатов возможны при условии современного научно-методического обеспечения всей системы подготовки. Отсюда вытекает понятие «школа спорта», под которым понимают систему подготовки спортсмена, сложившуюся на основе новейших научных данных и передовой спортивной практики.
Наряду с понятием «спорт» часто используют понятие «физическая культура» или их сочетание «физическая культура и спорт». Спорт является неотъемлемой частью, крупным компонентом физической культуры. Целый ряд социальных функций физической культуры распространяется и на спорт. Однако не все виды спорта можно отнести к составляющим физической культуры. Это связано с тем, что под термином «физическая культура» понимают органическую часть культуры общества и личности, рациональное использование человеком двигательной активности в качестве фактора оптимизации своего состояния и развития, физической подготовки к жизненной практике.
Такие виды спорта как шахматы, шашки, бридж, модельно-конструкторские дисциплины, непосредственно не связаны с использованием физических упражнений как главных средств подготовки к спортивным достижениям.
Хотя спорт и является одной из составляющих физической культуры, он в то же время выходит за ее рамки, получая определенную самостоятельность. Спортивное движение в нашей стране и во всем мире, как правило, охватывает практику массового спорта. Многомиллионная армия детей, подростков, юношей, девушек и взрослых людей, занимаясь спортом, укрепляют свое здоровье, получают радость от общения с людьми, совершенствуются в избранной спортивной специализации, повышают свои физические кондиции, общую работоспособность и достигают спортивных результатов в соответствии со своими возможностями.
Виктор Николаевич Селуянов, МФТИ, лаборатория «Информационные технологии в спорте»
Средства и методы физической подготовки направлены на изменение строения мышечных волокон скелетных мышц и миокарда, а также клеток других органов и тканей (например, эндокринной системы). Каждый метод тренировки характеризуется несколькими переменными, отражающими внешнее проявление активности спортсмена: интенсивность сокращения мышц, интенсивность упражнения, продолжительность выполнения (количество повторений — серия, или длительность выполнения упражнений), интервал отдыха, количество серий (подходов). Существует еще внутренняя сторона, которая характеризует срочные биохимические и физиологические процессы в организме спортсмена. В результате проведения тренировочного процесса происходят долговременные адаптационные перестройки, именно этот результат является сутью или целью применения тренировочного метода и средства.
Упражнения максимальной анаэробной мощности
Должна составлять 90–100 % от максимума.
— чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–100 %. При низкой интенсивности упражнения и максимальной интенсивности сокращения мышц упражнение выглядит как силовое, например, приседание со штангой или жим лежа.
Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с максимальным темпом.
Продолжительность упражнений с максимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает короткой. Силовые упражнения выполняются с 1–4 повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают до 10 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения длятся — 4–10 с.
При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 45–60 с.
Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 10–40 раз.
Определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии.
Упражнения максимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования всех двигательных единиц.
Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет от 90 % до 100 %. Он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы в гликолитических и промежуточных мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.
Рекордная максимальная анаэробная мощность, развиваемая спортсменами на велоэргометре составляет 1000–1500 Ватт, а с учетом затрат на перемещение ног более 2000 Ватт. Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от секунды (изометрическое упражнение) до несколько секунд (скоростное темповое упражнение).
Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Из-за кратковременности анаэробных упражнений во время их выполнения функции кровообращения и дыхания не успевают достигнуть возможного максимума. На протяжении максимального анаэробного упражнения спортсмен либо вообще не дышит, либо успевает выполнить лишь несколько дыхательных циклов. Соответственно легочная вентиляция не превышает 20–30 % от максимальной.
ЧСС повышается еще до старта (до 140–150 уд/мин) и во время упражнения продолжает расти, достигая наибольшего значения сразу после финиша — 80–90 % от максимальной (160–180 уд/мин). Поскольку энергетическую основу этих упражнений составляют анаэробные процессы, усиление деятельности кардиореспираторной (кислородтранспортной) системы практически не имеет значения для энергетического обеспечения самого упражнения. Концентрация лактата в крови за время работы изменяется крайне незначительно, хотя в рабочих мышцах она может достигать в конце работы 10 ммоль/кг и даже больше. Концентрация лактата в крови продолжает нарастать на протяжении нескольких минут после прекращения работы и составляет максимально 5–8 ммоль/л (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Перед выполнением анаэробных упражнений несколько повышается концентрация глюкозы в крови. До начала и в результате их выполнения в крови очень существенно повышается концентрация катехоламинов (адреналина и норадреналина) и гормона роста, но несколько снижается концентрация инсулина; концентрации глюкагона и кортизола заметно не меняются (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Ведущие физиологические системы и механизмы, определяющие спортивный результат в этих упражнениях: центрально-нервная регуляция мышечной деятельности (координация движений с проявлением большой мышечной мощности), функциональные свойства нервно-мышечного аппарата (скоростно-силовые), емкость и мощность фосфагенной энергетической системы рабочих мышц.
Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода если отдых будет пассивный и коротким.
Выполнение развивающих тренировок силовой, скоростно-силовой и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку (предполагается) в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода.
Сокращение продолжительности выполнения упражнения максимальной алактатной мощности, например, снижает эффективность тренировки с точки зрения роста массы миофибрилл, поскольку снижается концентрация ионов водорода и гормонов в крови. В то же время снижение концентрации ионов водорода в гликолитических МВ приводит к стимуляции активности митохондрий, а значит к постепенному разрастанию митохондриальной системы.
Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку упражнения максимальной интенсивности требуют проявления значительных механических нагрузок на мышцы, связки и сухожилия, а это приводит к накоплению микротравм опорно-двигательного аппарата.
Таким образом, упражнения максимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.
Упражнения околомаксимальной анаэробной мощности
Внешняя сторона физического упражнения
Интенсивность сокращения мышц должна составлять 70–90 % от максимума.
Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–90 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (60–80 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 12 раз.
Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с околомаксимальным темпом.
Продолжительность упражнений с околомаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 20–50 с. Силовые упражнения выполняются с 6–12 или более повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают до 10–20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 10–50 с.
Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.
При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.
При выполнении скоростно-силовых упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.
Количество серий
Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления будто-бы должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, которые демонстрируют резко отрицательное действие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).
Внутренняя сторона физического упражнения
Упражнения околомаксимальногй анаэробной мощности требуют рекрутирования больше половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.
Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет более 90 %. В гликолитических МВ он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.
Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от нескольких секунд (изометрическое упражнение) до десятков секунд (скоростное темповое упражнение) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин). Наибольших значений (80–90 % от максимальной) она достигает сразу после финиша на 200 м и на финише 400 м. В процессе выполнения упражнения быстро растет легочная вентиляция, так что к концу упражнения длительностью около 1 мин она может достигать 50–60 % от максимальной рабочей вентиляции для данного спортсмена (60–80 л/мин). Скорость потребления О2 также быстро нарастает на дистанции и на финише 400 м может составлять уже 70–80 % от индивидуального МПК.
Концентрация лактата в крови после упражнения весьма высокая — до 15 ммоль/л у квалифицированных спортсменов. Она тем выше, чем больше дистанция и выше квалификация спортсмена. Накопление лактата в крови связано с длительным функционированием гликолитических МВ.
Концентрация глюкозы в крови несколько повышена по сравнению с условиями покоя (до 100–120 мг). Гормональные сдвиги в крови сходны с теми, которые происходят при выполнении упражнения максимальной анаэробной мощности (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Долговременные адаптационные перестройки
Выполнение «развивающих» тренировок силовой, скоростно-силовой и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют добиться следующего.
Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 65–80 % от максимума или с 6–12 подъемами груза в одном подходе являются самыми эффективными с точки зрения прибавления миофибрилл в гликолитических мышечных волокнах, в ПМВ и ОМВ изменения существенно меньше.
Масса митохондрий от таких упражнений не прибавляется.
Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 16 раз, а спортсмен его поднимает только 4–8 раз. В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.
Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.
Сокращение продолжительности выполнения упражнения околомаксимальной алактатной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности
Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку очень легко пропустить момент начала накопления черезмерного накопления ионов водорода в промежуточных и гликолитических МВ.
Таким образом, упражнения околомаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах (высокопороговые двигательные единица могут не участвовать в работе, поэтому не вся мышца прорабатывается), что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.
Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности (анаэробно — аэробной мощности)
Внешняя сторона физического упражнения
Интенсивность сокращения мышц должна составлять 50–70 % от максимума.
Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–70 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (10–70 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 16 раз.
Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с оптимальным темпом.
Продолжительность упражнений с субмаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 1–5 мин. Силовые упражнения выполняются с 16 и более повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают более 20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 1–6 мин.
Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.
При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.
При выполнении скоростно-силовых упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.
При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 2–9 мин.
Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 3–4 серии повторяются 2 раза.
Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления будто-бы должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, котырые демонстрируют резко отрицательное дейстрвие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).
Внутренняя сторона физического упражнения
Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования около половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.
Это упражнения выполняются сначала за счет фосфагенов и аэробных процессов. По мере рекрутирования гликолитических накапливается лактат и ионы водорода. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование.
Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от минуты до 5 минут.
Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин).
Мощность и предельная продолжительность этих упражнений таковы, что в процессе их выполнения показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, сердечный выброс, ЛВ, скорость потребления О2) могут быть близки к максимальным значениям для данного спортсмена или даже достигать их. Чем продолжительнее упражнение, тем выше на финише эти показатели и тем значительнее доля аэробной энергопродукции при выполнении упражнения. После этих упражнений регистрируется очень высокая концентрация лактата в рабочих мышцах и крови — до 20–25 ммоль/л. Соответственно рН крови снижается до 7,0. Обычно заметно повышена концентрация глюкозы в крови — до 150 мг %, высоко содержание в плазме крови катехоламинов и гормона роста (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Таким образом, ведущие физиологические системы и механизмы, по мнению Н. И. Волкова и многих других авторов (1995), в случае использоваения самой простой модели энергообеспечения,— это емкость и мощность лактоцидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц, функциональные (мощностные) свойства нервно-мышечного аппарата, а так же кислородо-транспортные возможности организма (особенно сердечно-сосудистой системы) и аэробные (окислительные) возможности рабочих мышц. Таким образом, упражнения этой группы предъявляют весьма высокие требования как к анаэробным, так и к аэробным возможностям спортсменов.
Если использовать более сложную модель, которая включает в себя сердечно-сосудистую систему и мышцы с различным типом мышечных волокон (ОМВ, ПМВ, ГМВ), то получим следующие ведущие физиологические системы и механизмы:
— энергобеспечение обеспечивается в основном окислительными мышечными волокнами активных мышц,
— мощность упражнения в целом превышает мощность аэробного обеспечения, поэтому рекрутируются промежуточные и гликолитические мышечные волокна, которые после рекрутирования, через 30–60 с теряют сократительную способность, что заставляет рекрутировать все новые и новые гликолитические МВ. Они закисляются, молочная кислота выходит в кровь, это вызывает появление избыточного углекислого газа, что усиливает до предела работу сердечно-сосудистой и дыхательной системы.
Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода, если отдых будет пассивный и коротким. Повторное выполнение упражнений с интервалом отдыха 2–4 мин приводит к предельно высокому накоплению лактата и ионов водорода в крови, как правило, число повторений не бывает больше 4.
Долговременные адаптационные перестройки
Выполнение упражнений субмаксимальной алактатной мощности до предела относятся к одним из самых психологически напряженных, поэтому не могут использоваться часто, существует мнение о влиянии этих тренировок на форсирование приобретения спортивной формы и быстрому наступлению перетренировки.
Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 50–65 % от максимума или с 20 и более подъемами груза в одном подходе являются самыми опасными, ведут к очень сильному локальному закислению, а затем и повреждению мышц. Масса митохондрий от таких упражнений резко снижается во всех МВ [Хореллер, 1987].
Таким образом, упражнения субмаксимальной анаэробной мощности и предельной продолжительности нельзя применять в тренировочном процессе.
Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 20–40 раз, а спортсмен его поднимает только 10–15 раз. В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и некоторой части ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.
Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и некоторых гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может, поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.
Сокращение продолжительности выполнения упражнения субмаксимальной анаэробной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности.
Таким образом, упражнения субмаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, приводят к чрезмерно большому закислению мышц, полэтому снижается масса миофибрилл и митохондрий в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и части гликолитических мышечных волокнах, что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.
Аэробные упражнения
Мощность нагрузки в этих упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц может происходить (главным образом или исключительно) за счет окислительных (аэробных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Поэтому мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О 2 . Если дистанционное потребление О 2 соотнести с предельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК), то можно получить представление об относительной аэробной физиологической мощности выполняемого им упражнения. По этому показателю среди аэробных циклических упражнений выделяются пять групп (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990):
1. Упражнения максимальной аэробной мощности (95–100 % МПК).
2. Упражнения околомаксимальной аэробной мощности (85–90 % МПК).
3. Упражнения субмаксимальной аэробной мощности (70–80 % МПК).
4. Упражнения средней аэробной мощности (55–65 % МПК).
5. Упражнения малой аэробной мощности (50 % от МПК и менее).
Представленная здесь классификация не соответствует современным представлениям спортивной физиологии. Верхняя граница — МПК не соответствует данным максимальной аэробной мощности, поскольку зависит от процедуры тестирования и индивидуальных особенностей спортсмена. В борьбе важно оценить аэробные возможности мышц пояса верхних конечностей, а в дополнение к этим данным следует оценить аэробные возможности мышц нижних конечностей и производительность сердечно-сосудистой системы.
Аэробные возможности мышц принято оценивать в ступенчатом тесте по мощности или потреблению кислорода на уровне анаэробного порога.
Мощность МПК выше у спортсменов с большей долей в мышцах гликолитических мышечных волокон, которые могут постепенно рекрутироваться для обеспечения заданной мощности. В этом случае, по мере подключения гликолитических мышечных волокон, увеличения закисления мышц и крови, испытуемый начинает подключать к работе дополнительные мышечные группы, с еще не работавшими окислительными мышечными волокнами, поэтому растет потребление кислорода. Ценность такого увеличения потребления кислорода минимальна, поскольку существенной прибавки механической мощности эти мышцы не дают. Если окислительных МВ много, а ГМВ почти нет, то мощность МПК и АнП будут почти равны.
Ведущими физиологическими системами и механизмами, определяющими успешность выполнения аэробных циклических упражнений, служат функциональные возможности кислородтранспортной системы и аэробные возможности рабочих мышц (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
По мере снижения мощности этих упражнений (увеличение предельной продолжительности) уменьшается доля анаэробного (гликолитического) компонента энергопродукции. Соответственно снижаются концентрация лактата в крови и прирост концентрации глюкозы в крови (степень гипергликемии). При упражнениях длительностью в несколько десятков минут гипергликемии вообще не наблюдается. Более того, в конце таких упражнений может отмечаться снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия). (Коц Я. М., 1990).
Чем больше мощность аэробных упражнений, тем выше концентрация катехоламинов в крови и гормона роста. Наоборот, по мере снижения мощности нагрузки содержание в крови таких гормонов, как глюкагон и кортизол, увеличивается, а содержание инсулина уменьшается (Коц Я. М., 1990).
С увеличением продолжительности аэробных упражнений повышается температура тела, что предъявляет повышенные требования к системе терморегуляции (Коц Я. М., 1990).
Упражнения максимальной аэробной мощности
Это упражнения, в которых преобладает аэробный компонент энергопродукции — он составляет до 70-90 %. Однако энергетический вклад анаэробных (преимущественно гликолитических) процессов еще очень значителен. Основным энергетическим субстратом при выполнении этих упражнений служит мышечный гликоген, который расщепляется как аэробным, так и анаэробным путем (в последнем случае с образованием большого количества молочной кислоты). Предельная продолжительность таких упражнений — 3–10 мин.
Через 1,5–2 мин. после начала упражнений достигаются максимальные для данного человека ЧСС, систолический объем крови и сердечный выброс, рабочая ЛВ, скорость потребления О2 (МПК). По мере продолжения упражнения ЛВ, концентрация в крови лактата и катехоламинов продолжает нарастать. Показатели работы сердца и скорость потребления О 2 либо удерживаются на максимальном уровне (при состоянии высокой тренированности), либо начинают несколько снижаться (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
После окончания упражнения концентрация лактата в крови достигает 15–25 ммоль/л в обратной зависимости от предельной продолжительности упражнения (спортивного результата) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Ведущие физиологический системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений, кроме того, существенную роль играет мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц.
Упражнения предельной продолжительности максимальной аэробной мощности могут применять в тренировки только спортсмены с мощностью АнП на уровне более 70 % от МПК. У этих спортсменов не наблюдается сильного закисления МВ и крови, поэтому в промежуточных и части гликолитических МВ создаются условия для активизации синеза митохондрий.
Если у спортсмена мощность АнП менее 70 % от МПК, то использовать упражнения максимальной аэробной мощности можно только в виде повторного метода тренировки, который при правильной организации не приводит к вредному закислению мышц и крови спортсмена.
Долговременный адаптационный эффект
Упражнения максимальной аэробной мощности требуют рекрутирования всех окислительных, промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, если выполнять упражнения непредельной продолжительности, применить повторный метод тренировки, то тренировочный эффект будет отмечаться только в промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, в виде очень малой гиперплазии миофибрилл и существенном увеличении массы митохондрий в активных промежуточных и гликолитических МВ.
Упражнения околомаксимальной аэробной мощности
Упражнения околомаксимальной аэробной мощности на 90–100 % обеспечивается окислительными (аэробными) реакциями в рабочих мышцах. В качестве субстратов окисления используются в большей мере углеводы, чем жиры (дыхательный коэффициент около 1,0). Главную роль играют гликоген рабочих мышц и в меньшей степени — глюкоза крови (на второй половине дистанции). Рекордная продолжительность упражнений до 30 мин. В процессе выполнения упражнений ЧСС находится на уровне 90–95 %, ЛВ — 85–90 % от индивидуальных максимальных значений. Концентрация лактата в крови после предельного упражнения у высококвалифицированных спортсменов — около 10 ммоль/л. В процессе выполнения упражнения происходит существенное повышение температуры тела — до 39 (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Упражнение выполняется на уровне анаэробного порога или немного выше его. Поэтому работают окислительные мышечные волокна и промежуточные. Упражнение приводит к увеличению массы митохондрий только в промежуточных МВ.
Упражнения субмаксимальной аэробной мощности
Упражнения субмаксимальной аэробной мощности выполняется на уровне аэробного порога. Поэтому работают только окислительные мышечные волокна. Окислительному расщеплению подвергаются жиры в ОМВ, углеводы в активных промежуточных МВ (дыхательный коэффициент примерно 0,85–0,90). Основными энергетическими субстратами служат гликоген мышц, жир рабочих мышц и крови, и (по мере продолжения работы) глюкоза крови. Рекордная продолжительность упражнений — до 120 мин. На протяжении упражнения ЧСС находится на уровне 80–90 %, а ЛВ — 70–80 % от максимальных значений для данного спортсмена. Концентрация лактата в крови обычно не превышает 3 ммоль/л. Она заметно увеличивается только в начале бега или в результате длительных подъемов. На протяжении выполнения этих упражнений температура тела может достигать 39–40.
Ведущие физиологические системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений. Продолжительность зависит в наибольшей мере от запасов гликогена в рабочих мышцах и печени, от запаса жира в окислительных мышечных волокон активных мышц (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Существенного изменений в мышечных волокнах от таких тренировок не происходит. Эти тренировки могут использоваться для дилятации левого желудочка сердца, поскольку ЧСС составляет 100–150 уд/мин, т. е. с максимальным ударным объемом сердца.
Упражнения средней аэробной мощности
Упражнения средней аэробной мощности обеспечивается аэробными процессами. Основным энергетическим субстрактом служат жиры рабочих мышц и крови, углеводы играют относительно меньшую роль (дыхательный коэффициент около 0,8). Предельная продолжительность упражнения — до нескольких часов
Кардиореспираторные показатели не превышают 60–75 % от максимальных для данного спортсмена. Во многом характеристики этих упражнений и упражнений предыдущей группы близки (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Упражнения малой аэробной мощности
Упражнения малой аэробной мощности обеспечивается за счет окислительных процессов, в которых расходуются главным образом жиры и в меньшей степени углеводы (дыхательный коэффициент менее 0,8). Упражнения такой относительной физиологической мощности могут выполняться в течение многих часов. Это соответствует бытовой деятельности человека (ходьба) или упражнения в системе занятий массовой или лечебной физической культурой.
Таким образом, упражнения средней и малой аэробной мощности не имеют существенной значимости для роста уровня физической подготовленности, однако они могут использоваться в паузах отдыха для увеличения потребления кислорода, для более быстрого устранения закисления крови и мышц.
Все виды физических нагрузок подразделяются по величине нагрузки, среди которых различают большие (предельные), значительные (околопредельные), средние и малые. Перечисленные степени интенсивности нагрузок соответствуют разным уровням спортивной квалификации: спортсмены экстракласса (олимпийские чемпионы и чемпионы мира), мастера спорта международного класса, мастера спорта, разрядники, далее - лица, занимающиеся и не занимающиеся физической культурой и, наконец, те, кто прибегает к лечебной физкультуре с целью реабилитации тех или иных функций организма с помощью дозированной двигательной активности. Однако на каждом уровне имеются пределы своих возможностей, ограничивающие физическую работоспособность человека . Следует иметь в виду, что факторы, лимитирующие работоспособность, зависят от вида физической деятельности, которая может быть подразделена в соответствии с классификацией видов спорта на шесть основных групп.
1. Циклические виды спорта (беговые дисциплины легкой атлетики, плавание , лыжные гонки , велосипедный спорт , шорт-трек, скоростной бег на коньках, гребля академическая и на байдарках и каноэ и др.). Они требуют преимущественного проявления выносливости , поскольку предполагают многократное повторение стереотипных циклов движений. Эти виды деятельности вызывают расходование большого количества энергии.
2. Скоростно-силовые виды спорта (все легкоатлетические прыжки и спринтерские дистанции, метания , тяжелая атлетика и др.). Отличительная особенность этих видов - взрывная, короткая по времени и очень интенсивная физическая деятельность. В большинстве случаев скоростные способности зависят от генетических детерминант и мало поддаются как тренировке, так и влиянию лекарственных средств.
3. Спортивные единоборства (фехтование , все виды борьбы , бокс , восточные единоборства и др.). Характерной чертой расходования энергии при единоборствах является непостоянный, циклический уровень физических нагрузок, зависящих от конкретных условий соперничества и достигающих иногда очень высокой интенсивности.
Под скоростными способностями спортсмена понимают комплекс функциональных свойств, обеспечивающих выполнение двигательных действий в минимальное время. Различают элементарные и комплексные формы проявления скоростных способностей.
Элементарные формы проявляются в латентном времени простых и сложных двигательных реакций, скорости выполнения отдельного движения при незначительном внешнем сопротивлении, частоте движений.
Комплексные формы проявления скоростных способностей в сложных двигательных актах, характерных для тренировочной и соревновательной деятельности в различных видах спорта, обеспечиваются элементарными формами проявления быстроты в различных сочетаниях и в совокупности с другими двигательными качествами и техническими навыками.
Гибкость - морфофункциональные свойства аппарата движения и опоры, определяющие амплитуду движения спортсмена. Термин "гибкость" более приемлем для оценки суммарной подвижности в суставах всего тела. Когда речь идет об отдельных суставах, правильнее говорить об их подвижности (подвижность в голеностопных суставах, подвижность в плечевых суставах и др.).
Различают активную и пассивную гибкость. Активная гибкость - это способность выполнять движения с большой амплитудой за счет активности групп мышц, окружающих соответствующий сустав. Пассивная гибкость - способность к достижению наивысшей амплитуды движений в результате действия внешних сил. Показатели пассивной гибкости всегда выше показателей активной гибкости.
Под силой человека следует понимать его способность преодолевать сопротивление или противодействовать ему за счет деятельности мышц.
Сила может проявляться при изометрическом (статическом) режиме работы мышц , когда при напряжении они не изменяют своей длины, и при изотоническом (динамическом) режиме, когда напряжение связано с изменением длины мышц. В изотоническом режиме выделяют два варианта: концентрический (преодолевающий), при котором сопротивление преодолевается за счет напряжения мышц при уменьшении их длины, и эксцентрический (уступающий), когда осуществляется противодействие сопротивлению при одновременном растяжении, увеличении длины мышц.
Выделяют такие основные виды силовых качеств : максимальную силу, скоростную силу и силовую выносливость.
Под максимальной силой следует понимать наивысшие возможности, которые спортсмен способен проявить при максимальном произвольном мышечном сокращении. Уровень максимальной силы проявляется в величине внешних сопротивлений, которые спортсмен преодолевает или нейтрализует при полной произвольной мобилизации возможностей нервно-мышечной системы. Максимальную силу человека не следует отождествлять с абсолютной силой, которая отражает резервные возможности нервно-мышечной системы. Как показывают исследования, эти возможности не могут полностью проявляться даже при предельной волевой стимуляции, а могут быть обнаружены лишь в условиях специальных внешних воздействий (электростимуляция мышц, принудительное растягивание предельно сокращенной мускулатуры). Максимальная сила во многом определяет спортивный результат в таких видах спорта, как тяжелая атлетика, легкоатлетические метания, прыжки и спринтерский бег, различные виды борьбы, спортивная гимнастика. Достаточно велика роль максимальной силы в спринтерском плавании, гребле, конькобежном спорте, некоторых спортивных играх.
Скоростная сила - это способность нервно-мышечной системы к мобилизации функционального потенциала для достижения высоких показателей в максимально короткое время. Решающее влияние скоростная сила оказывает на результаты в спринтерском беге, спринтерском плавании (50 м), велоспорте (трек, спринт и гит на 1000 м с места), конькобежном спринте (500 м), фехтовании, легкоатлетических прыжках, различных видах борьбы, боксе. Скоростную силу следует дифференцировать в зависимости от величины проявлений силы в двигательных действиях, предъявляющих различные требования к скоростно-силовым возможностям спортсмена. Скоростную силу, проявляемую в условиях достаточно больших сопротивлений, принято определять как взрывную силу, а силу, проявляемую в условиях противодействия относительно небольшим и средним сопротивлениям с высокой начальной скоростью, принято считать стартовой силой. Взрывная сила может оказаться решающей при выполнении эффективного старта в спринтерском беге или плавании, а стартовая сила - при выполнении ударов в бадминтоне, боксе, уколов в фехтовании и др.
Силовая выносливость - это способность длительное время поддерживать достаточно высокие физические нагрузки. Уровень силовой выносливости проявляется в способности спортсмена преодолевать утомление, в достижении большого количества повторений движений или продолжительного приложения силы в условиях противодействия внешнему сопротивлению. Силовая выносливость является одним из важнейших качеств, определяющих результат во многих видах соревнований циклических видов спорта. Велико значение этого качества и в гимнастике, различных видах борьбы, горнолыжном спорте.
В структуре координационных способностей спортсмена, прежде всего, следует выделять восприятие и анализ собственных движений, наличие образов, динамических, временных и пространственных характеристик движений собственного тела и различных его частей в их сложном взаимодействии, понимание поставленной двигательной задачи, формирование плана и конкретного способа выполнения движения. При всех этих составляющих может быть обеспечена эффективная эффекторная импульсация мышц и мышечных групп, которые необходимо привлечь к высокоэффективному с точки зрения координации выполнению движения. Важным фактором, определяющим уровень координации, является также оперативный контроль характеристик выполняемых движений и обработка его результатов. В этом механизме особую роль играет точность афферентных импульсов, поступающих от рецепторов мышц, сухожилий, связок, суставных хрящей, а также зрительного и вестибулярного анализаторов, эффективность их обработки центральной нервной системой.
Рассматривая мышечно-суставную чувствительность как важнейшую предпосылку эффективности афферентной импульсации, следует отметить избирательность ее формирования в строгом соответствии со спецификой видов спорта, техническим арсеналом конкретного спортсмена.
Уровень координационных способностей во многом зависит от моторной (двигательной) памяти - свойства ЦНС запоминать движения и воспроизводить их в случае необходимости. Важным фактором, предопределяющим уровень координационных способностей, является эффективная внутри- и межмышечная координация. Способность быстро активизировать необходимое количество двигательных единиц, обеспечить оптимальное взаимодействие мышц-синергистов и мышц-антагонистов, быстрый и эффективный переход от напряжения мышц к их расслаблению присущи квалифицированным спортсменам, отличающимся высоким уровнем координационных способностей.
Важнейшим элементом координационных способностей спортсмена является совершенство механизма нервно-мышечной передачи импульсов, предусматривающее возможность повышения импульсации мотонейронов, рекрутирование дополнительных мотонейронов - в одних случаях, снижение импульсации мотонейронов, сокращение количества мотонейронов, посылающих импульсы - в других.
Выносливость - это способность к эффективному выполнению физических нагрузок, преодолевая развивающееся утомление. В самой общей форме утомление характеризуют как обратимое нарушение физиологического и биохимического гомеостаза, которое компенсируется в посленагрузочном периоде.
Выносливость измеряется временем и напрямую зависит от интенсивности выполняемой нагрузки. Уровень развития выносливости обусловливается энергетическим потенциалом организма спортсменов и его соответствия требованиям вида спорта. Выносливость подразделяют на общую и специальную, тренировочную и соревновательную, локальную, региональную и глобальную, аэробную и анаэробную , алактатную и лактатную, мышечную и вегетативную, сенсорную и эмоциональную, статическую и динамическую, скоростную и силовую. Специфика развития выносливости в виде спорта должна исходить из анализа факторов, ограничивающих уровень проявления этого качества в соревновательной деятельности с учетом требований к регуляторным и исполнительным органам.
В спортивной физиологии термин "выносливость" включает два отдельных, но взаимосвязанных понятия - мышечную и кардиореспираторную выносливость, значение каждой из которых в различных видах спорта неодинаково.
Мышечная выносливость особенно характерна для бегунов. Она выражается в способности отдельной мышцы или группы мышц выдерживать нагрузку в течение длительного времени - повторяющуюся (бег) или статическую (тяжелая атлетика, борьба). При этом мышечная деятельность может быть ритмичной или повторяющейся (бокс) или статической (борьба). Мышечная выносливость тесно связана с мышечной силой, анаэробной и аэробной производительностью . Исследовать мышечную выносливость можно как в статике, так и в динамике, используя свободные отягощения и изокинетические приборы в стендовом эксперименте. Показателем статической выносливости является время, в течение которого спортсмен может удерживать определенную массу, и его связывают с абсолютной силой мышц. Показателем динамической выносливости является число повторений, выполненных с определенным сопротивлением за определенное время. Скоростно-силовую выносливость рук оценивают по выполнению пятиминутной предельной мышечной работы. Регистрируемые показатели позволяют рассчитать механическую мощность работы и мощность однократного движения.
Кардиореспираторная выносливость связана со способностью организма выдерживать длительную циклическую нагрузку и характеризует возможности всего организма в целом. Этот тип выносливости характерен для бегунов, велосипедистов, пловцов, преодолевающих длинные дистанции с относительно высокой скоростью. Кардиореспираторная выносливость зависит от развития и функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем и характеризуется аэробными возможностями организма. При нагрузочном тестировании данного вида выносливости используют непрерывную, ступенеобразно повышающуюся нагрузку без интервалов отдыха, при которой кардиореспираторные показатели достигают устойчивого состояния в каждой ступени. Для проведения тестов в условиях стендового эксперимента используют велоэргометр или тредбан.
Пробы с фармакологическими маркерами
С учетом приведенного выше были разработаны пробы с сердечно-сосудистыми препаратами и дана оценка проб, влияющих на кардиореспираторную выносливость (Карпман и соавт., 1983). Эти средства влияют на проводимость (КСl, амилнитрит) импульсов в пучках Гисса, на коронарные сосуды и вегетативную нервную систему (атропин, анаприлин, индерал).
По принципу фармакологического тестирования указанные пробы принято делить на нагрузочные и пробы выключения. К нагрузочным относят пробы, в которых применяемый фармакологический препарат оказывает стимулирующее действие на исследуемый физиологический или патофизиологический механизм.
В различных видах спорта выносливость определяют одни и те же физиологические и биохимические механизмы, которые необходимо анализировать при исследовании отдельных видов спортивных нагрузок и влияния на их переносимость различных лекарственных средств. Используемые на практике тестовые процедуры должны обеспечивать оценку показателей выносливости (работоспособности) и биоэнергетических возможностей спортсмена в стандартных условиях лабораторного эксперимента и количественно оценить степень реализации этих показателей в специфических условиях соревнования по отдельным видам спорта. В практике контроля за развитием выносливости спортсменов в настоящее время широкое распространение получили стандартизованные эргометрические испытания , позволяющие получить количественные оценки работоспособности или мощности, аэробных и анаэробных возможностей.
Наряду с регистрацией эргометрических показателей выносливости важное значение при избирательной оценке отдельных компонентов этого качества имеют прямые измерения биоэнергетических параметров мощности, емкости и эффективности аэробных и анаэробных возможностей. Как известно, функциональные возможности спортсмена зависят в значительной степени от его аэробной и анаэробной производительности. Аэробная производительность определяется целым рядом факторов, которые способствуют, в конечном счете, наиболее быстрой доставке кислорода тканям и его эффективному использованию. Основной показатель эффективности кардиореспираторной системы - максимальное потребление кислорода (МПК или V0 2 max) - наибольшее количество кислорода, которое человек способен потреблять в течение одной минуты или максимальная интенсивность его утилизации в случае предельной изнурительной нагрузки.
При напряженной мышечной деятельности на определенном этапе наступает несоответствие между потребностью в кислороде работающих мышц и его доставкой . В этих условиях активируются бескислородные (анаэробные) пути энергообеспечения . Накопление недоокисленных продуктов обмена (метаболиты углеводного и липидного обмена) приводит к нарушению кислотно-основного состояния крови, снижению емкости буферных оснований и рН крови. Устранение кислых метаболитов связано с повышенным потреблением кислорода в восстановительном периоде. Эта излишняя, по сравнению с уровнем покоя, величина потребления кислорода называется общим кислородным долгом (КД), поэтому величина КД определяется количеством метаболитов анаэробного обмена. Анаэробная производительность спортсмена зависит как от возможности тканевых систем к энергообразованию в условиях гипоксии, так и от способности спортсмена продолжать работу при критических изменениях рН внутренней среды организма. Из наиболее валидных физиологических и биохимических показателей, служащих оценками мощности, емкости и эффективности аэробных и анаэробных процессов, прежде всего следует указать на прямые измерения МПК , КД, максимума накопления молочной кислоты в крови, наибольшего сдвига рН крови.
Современная классификация тренировочной нагрузки.
В отечественной и мировой литературе существует ряд различных классификаций нагрузок.
Одни из них построены на учете лишь отдельных показателей, чаще всего внутренних (ЧСС, энерготраты, энергообеспечение, потребление кислорода, концентрация лактата в крови, легочная вентиляция и др.). Другие классификации, особенно практиков спорта, построены на учете только "внешних" показателей (циклические, ациклические, строго дозированные и вариативные, по отношению к скорости или мощности выполняемых упражнений и др.).
В то же время в целом ряде исследований педагогов, физиологов и биохимиков было установлено, что ряд внутренних и внешних показателей тренировочных нагрузок имеет между собой линейную связь при определенной мощности мышечной деятельности, диапазоне скоростей. Например, в интервалах ЧСС 120-170 ударов в минуту наблюдается линейная связь между ЧСС, потреблением кислорода, легочной вентиляцией, минутным объемом сердца, кислородным запросом, мощностью работы или скоростью передвижения.
Момент нелинейного изменения взаимосвязи между накоплением лактата, легочной вентиляцией, ЧСС и другими функциональными показателями, с одной стороны, и мощностью работы или скоростью передвижения - с другой, принято называть " анаэробным порогом " (АнП).
Показатель скорости передвижения, мощности работы и потребления кислорода на уровне АнП в последние годы стал считаться одной из наиболее важных характеристик нагрузок и работоспособности спортсменов.
Уровень анаэробного порога прямым способом определяется по концентрации лактата в крови.
В практике широко распространены косвенные методы определения анаэробного порога: пульсовой анаэробный порог – по точке перегиба прямой линии показателей ЧСС при повышении скорости или мощности выполняемой работы.
Широкое распространение получил показатель АнП равный 4 ммоль/л. Однако каждый спортсмен имеет свой индивидуальный анаэробный порог, значения которого могут варьировать по показателям лактата до 6,0 ммоль/л.
Интенсивность работы на уровне АнП способствует установлению баланса между активностью гликолитических и окислительных ферментов в мышце и позволяет поддерживать более высокую концентрацию АТФ и КФ в клетках за счет повышения окислительных способностей митохондрий, что помогает выбирать оптимальные режимы работы. Все это свидетельствует о том, что мощность (скорость) АнП является надежным показателем адаптации кислород-транспортной и мышечной систем к специфической работе и может быть использована как граничная при разработке классификации нагрузок.
Для того чтобы строить спортивную тренировку, необходимо систематизировать все встречающиеся в подготовке атлетов нагрузки на основе единого принципа, который объединял бы, с одной стороны, форму и направленность упражнений (педагогические внешние показатели), с другой, - связывал бы их с интегральным ответом основных вегетативных систем организма (биологические внутренние показатели).
В современной классификации нагрузок выделяется пять зон, имеющих определенные физиологические границы и педагогические критерии, широко распространенные в практике тренировки. Кроме того, в отдельных случаях третья зона разделяется еще на две подзоны, а четвертая на три, в соответствии с продолжительностью соревновательной деятельности и мощностью работы.
В основу ее положен признак использования, как границ соответствующих зон нагрузки, не уровень мировых рекордов, а соответствующие скорости или мощности, фиксируемые при повышении нагрузки и имеющие определенные биологические критерии: максимальная скорость, скорость МПК, скорость АнП, скорость аэробного порога (лактат в крови 2 ммоль/л).
Для квалифицированных спортсменов эти зоны имеют следующие характеристики:
I зона - аэробная восстановительная. Ближний тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 140-145 уд/мин. Лактат в крови находится на уровне покоя и не превышает 2 ммоль/л. Потребление кислорода достигает 40-70% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления жиров (50% и более), мышечного гликогена и глюкозы крови. Работа обеспечивается полностью медленными мышечными единицами (ММВ), которые обладают свойствами полной утилизации лактата и поэтому он не накапливается в мышцах и крови. Верхней границей этой зоны является скорость (мощность) аэробного порога (лактат 2 ммоль/л).Работа в этой зоне может выполняться от нескольких минут до нескольких часов. Она стимулирует восстановительные процессы, жировой обмен в организме и совершенствует аэробные способности (общую выносливость).
Нагрузки, направленные на развитие гибкости и координации движений, выполняются в этой зоне. Методы упражнения не регламентированы.
2 зона - аэробная развивающая. Ближний тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 160-175 уд/мин, лактат в крови до 4 ммоль/л, потребление О2 60-90% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления углеводов (мышечного гликогена и глюкозы) и в меньшей степени жиров. Работа обеспечивается медленными мышечными единицами и быстрыми мышечными единицами типа "а", которые включаются при выполнении нагрузок у верхней границы зоны - скорости (мощности) анаэробного порога.
Вступающие в работу мышечные волокна типа БМВа способны в меньшей степени окислять лактат и он медленно постепенно нарастает от 2 до 4 ммоль/л.
Соревновательная и тренировочная деятельность в этой зоне может проходить также несколько часов и связана с марафонскими дистанциями, спортивными играми. Она стимулирует воспитание специальной выносливости, требующей высоких аэробных способностей, силовой выносливости, а также обеспечивает работу по воспитанию координации и гибкости. Основные методы: непрерывного упражнения и интервального экстенсивного упражнения.
3 зона - смешанная аэробно-анаэробная. Ближний тренировочный эффект нагрузок в этой зоне связан с повышением ЧСС до 180-185 уд/мин лактат в крови до 8-10 ммоль/л, потребление кислорода 80-100% от МПК. Обеспечение энергией происходит преимущественно за счет окисления углеводов (гликогена и глюкозы). Работа обеспечивается медленными и быстрыми мышечными единицами. У верхней границы зоны - критической скорости (мощности), соответствующей МПК, подключаются быстрые мышечные единицы типа "б", которые не способны окислять накапливающийся в результате работы лактат, что ведет к его быстрому повышению в мышцах и крови (до 8-10 ммоль/л), что рефлекторно вызывает также значительное увеличение легочной вентиляции и образование кислородного долга.
I Соревновательная и тренировочная деятельность в непрерывном режиме в этой зоне может продолжаться до 1,5-2-х часов. Такая работа стимулирует воспитание специальной выносливости, обеспечиваемой как аэробными, так и анаэробно-гликолитическими способностями, силовой выносливости. Основные методы - непрерывного и, интервального экстенсивного упражнения.
4 зона - анаэробная-гликолитическая. Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением лактата в крови от 10 до 20 ммоль/л.ЧСС становится менее информативной и находится на уровне 180-200 уд/мин. Потребление кислорода постепенно снижается от 100 до 80% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет углеводов (как с участием кислорода, так и анаэробным путем). Работа выполняется всеми тремя типами мышечных единиц, что ведет к значительному повышению концентрации лактата, легочной вентиляции и кислородного долга, суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 10-15 минут. Она стимулирует воспитание специальной выносливости и, особенно, анаэробных гликолитических возможностей.
Соревновательная деятельность в этой зоне продолжается от 20 сек до 6-10 мин. Основной метод- интервального интенсивного упражнения.) Объем работы в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 2 до 7%.
5 зона - анаэробная алактатная. Ближний тренировочный эффект не связан с показателями ЧСС и лактата, т.к. работа кратковременная и не превышает 15-20 секунд в одном повторении. Поэтому лактат в крови, ЧСС и легочная вентиляция не успевают достигнуть высоких показателей. Потребление кислорода значительно падает. Верхней границей зоны является максимальная скорость (мощность) упражнения. Обеспечение энергией происходит анаэробным путем за счет использования АТФ и КФ, после 10 секунд к энергообеспечению начинает подключаться гликолиз и в мышцах накапливается лактат. Работа обеспечивается всеми типами мышечных единиц.Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 120-150 сек за 1 тренировочное занятие. Она стимулирует воспитание скоростных, скоростно-силовых, максимально-силовых способностей.
