2014-02-12
19547
Зоны относительной мощности мышечной работы. Принято выделять четыре зоны: максимальная, субмаксимальная, большая и умеренная.
Работа в зоне максимальной мощности в среднем продолжатся в течение 15-20 секунд. Основной источник АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) в этих условиях - Креатинфосфат. Только в конце работы креатинфосфатная реакция замещается гликолизом. Примером физических упражнений, выполняемых в зоне максимальной мощности, является бег на короткие дистанции, прыжки в длину и высоту, некоторые гимнастические упражнения, подъём штанги. В скалолазании - это преимущественно скорость, болдеринг гимнастические упражнения..
Работа в зоне субмаксимальной мощности имеет продолжительность до 5 минут. Ведущий механизм ресинтеза АТФ - гликолитический. В начале работы, пока гликолиз не достиг максимальной скорости, образование АТФ идет за счет креатинфосфата, а в конце работы гликолиз начинает заменяться тканевым дыханием. Работа в зоне субмаксимальной мощности характеризуется самым высоким кислородным долгом - до 20 л. Примером физических нагрузок в этой зоне мощности является бег на средние дистанции, плавание на короткие дистанции, велосипедные гонки на треке, в скалолазании лазание на трудность.
Работа в зоне большой мощности имеет предельную продолжительность 30 минут. Для работы в этой зоне характерен примерно одинаковый вклад гликолиза и тканевого дыхания. Креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ функционирует только в самом начале работы и поэтому его доля в общем энергообеспечении данной работы мала. Примером упражнений в этой зоне мощности является бег на 5000 м, бег на коньках на стайерские дистанции, лыжные гонки по пересеченной местности, плавание на средние и длинные дистанции. В тренировках скалолаза, такой вид работы тоже используется. Например: я выбираю подходящую трассу, уровень на 2-3 категории ниже онсайта, и лазаю её вверх -вниз с вщёлкиванием оттяжек, если есть необходимость, использую утяжелители.
Работа в зоне умеренной мощности продолжается свыше 30 мин. Энергообеспечение мышечной деятельности происходит преимущественно аэробным путем. Примером работы такой мощности является марафонский бег, легкоатлетический кросс, спортивная ходьба, шоссейные велогонки, лыжные гонки на длинные дистанции, турпоходы. В скалолазании в этой зоне мощности проходят тренировки на аэробную выносливость - непрерывное лазание лёгких трасс с большим количеством перехватов.
В ациклических и ситуационных видах спорта (гимнастические упражнения, единоборства, спортивные игры) мощность выполняемой работы многократно меняется. Так, у футболиста бег с умеренной скоростью (зона большой мощности) чередуется с бегом на короткие дистанции со спринтерской скоростью (зона максимальной или субмаксимальной мощности), можно найти и такие отрезки игры, когда мощность работы значительно снижается (зона умеренной мощности). Такие примеры можно привести в отношении многих других видов спорта и скалолазание не исключение.
В разные периоды подготовки в скалолазании используются разные виды мощности работы мышц. В последней фазе подготовки к соревнованиям необходимо применять такие нагрузки по времени и интенсивности, которые будут максимально соответствовать возможным соревновательным. Понимание процессов работы вашего организма позволит продуктивнее строить тренировочный процесс.
Пред стандартное состояние; физиологическая характеристика формы. Типы нервной деятельности и характеристика форм предстартового состояния
В ходе систематической тренировки организм спортсмена испытывает ряд различных функциональных состояний, тесно взаимосвязанных друг с другом, где каждое предыдущее влияет на протекание последующего. До начала работы у спортсменов возникает предстартовое и собственно стартовое состояние, к которым присоединяется влияние разминки.
От качества разминки и характера предстартового состояния зависит скорость и эффективность врабатывания в начале работы, а так же наличие или отсутствие мертвой точки. Эти процессы определяют, в свою очередь, степень выраженности и длительность устойчивого состояния, а от него зависит скорость наступления и глубина развития утомления, что далее обуславливает особенности процессов восстановления. В зависимости от успешности протекания восстановительных процессов у спортсмена перед началом следующего тренировочного занятия или соревнования проявляются те или иные формы предстартовых реакций, что опять-таки будет определять последующую двигательную деятельность.
Предстартовые состояния появляются задолго до выступления. Возникает повышенная мотивация к действию, мысленная настройка на соревнование. Растет двигательная активность во время сна. Содержание гормонов, эритроцитов и гемоглобина в крови увеличивается. Эти проявления усиливаются за несколько часов до старта и еще более за несколько минут перед началом работы, когда возникает собственно стартовое состояние. Предстартовые состояния возникают по механизму условных рефлексов.
Физиологические изменения возникают на условные сигналы, которыми являются раздражители, сопутствующие предшествующим занятиям.
В мозгу человека перед выполнением какого-либо произвольного действия возникает замысел и план происходящего действия. Происходят изменения электрической активности в коре больших полушарий.
Эти изменения отражают подготовку мозга к предстоящему действию и вызывают сопутствующие вегетативные сдвиги и изменения моторной системы, т.е. происходит актуализация рабочей доминанты со всеми ее моторными и вегетативными компонентами.
Различают предстартовые изменения двух видов - неспецифические и специфические.
К числу неспецифических изменений относят 3 формы предстартовых состояний:
- боевую готовность;,
- предстартовую лихорадку;
- предстартовую апатию.
Боевая готовность обеспечивает наилучший психологический настрой и функциональную подготовку спортсменов к работе. Наблюдается оптимальный уровень физиологических сдвигов - повышенная возбудимость нервных центров и мышечных волокон, адекватная величина поступления глюкозы в кровь из печени, благоприятное повышение концентрации норадреналина над адреналином, оптимальное усиление частоты и глубины дыхания и частоты сердцебиений, укорочение времени двигательных реакций.
В случае возникновения предстартовой лихорадки возбудимость мозга чрезмерно повышена, что вызывает нарушение тонких механизмов межмышечной координации, излишние энерготраты и преждевременный дорабочий расход углеводов, избыточные кардиореспираторные реакции. При этом у спортсменов отмечена повышенная нервозность, возникают фальстарты, а движения начинаются в неоправданно быстром темпе и вскоре приводят к истощению ресурсов организма.
В противоположность этому, состояние предстартовой апатии характеризуется недостаточным уровнем возбудимости центральной нервной системы, увеличением времени двигательной реакции, невысокими изменениями в состоянии скелетных мышц и вегетативных функций, подавленностью спортсмена и неуверенностью в своих силах.
В процессе длительной работы негативные сдвиги состояний в результате лихорадки и апатии могут преодолеваться, но при кратковременных упражнениях такой возможности нет. Чрезмерные предстартовые реакции снижаются у спортсменов по мере привыкания к соревновательным условиям.
На формы проявления предстартовых реакций оказывают влияние тип нервной системы: у спортсменов с сильньми уравновешенными нервными процессами - сангвиников и флегматиков чаще наблюдается боевая готовность, у холериков - предстартовая лихорадка; меланхолики в трудных ситуациях подвержены предстартовой апатии.
Наибольшее регулирующее воздействие для стабилизации состояния, приведение этого состояния к оптимальному уровню, оказывает правильно проведенная разминка. Различают общую и специальную часть разминки.
Разминка неспецифична. Она направлена на повышение функционального состояния организма и создание оптимального возбуждения центральных и периферических звеньев двигательного аппарата. Еще до начала работы создаются условия для формирования новых двигательных навыков и наилучшего проявления физических качеств. Разогревание мышц снижает их вязкость, повышает гибкость суставно-двигательного аппарата, способствует отдаче тканям кислорода из оксигемоглобина крови, активирует ферменты и ускоряет протекание биохимических реакций. Однако разминка не должна доводить спортсмена до утомления и вызывать повышение температуры выше 380 С, что вызовет отрицательный эффект.
Специальная часть разминки обеспечивает специфическую подготовку к предстоящей работе именно тех нервных центров и скелетных мышц, которые несут основную нагрузку. Происходит оживление рабочих доминант и созданных на их базе двигательных динамических стереотипов, вегетативные сдвиги достигают уровня, необходимого для быстрого вхождения в работу.
Оптимальная длительность разминки составляет 10-30 минут, а интервал до работы не должен превышать 15 минут, после чего эффект разминки снижается.
Периоды покоя и работы характеризуются относительно устойчивым состоянием функций организма, с отлаженной их регуляцией. Между ними остаются 2 переходных периода - врабатывания (от покоя к работе) и восстановления (от работы к покою).
Период врабатывания отсчитывают от начала работы до появления устойчивого состояния.
Во время врабатывания осуществляются 2 процесса:
- переход организма на рабочий уровень;
- сонастройка различных функций.
Сначала и очень быстро врабатываются двигательные функции, а затем, более инертные вегетативные.
Из вегетативных показателей быстрее всего нарастают до рабочего уровня частотные параметры - частота сердечных сокращений и дыхания, затем объемные характеристики - ударный и минутный объемы крови, глубина вдоха и минутный объем дыхания. Инерция вегетативных сдвигов связана, в частности, с тем, что в начальные моменты работы мощная моторная доминанта оказывает отрицательное влияние на вегетативные центры.
Период врабатывания может завершаться появлением «мертвой точки». Она возникает у недостаточно подготовленных спортсменов в результате дискоординации двигательных и вегетативных функций. При слишком интенсивных движениях и замедленной перестройке вегетативных процессов нарастает заметный кислородный долг, возникает тяжелое субъективное состояние.
При длительной циклической работе относительно постоянной мощности в организме спортсмена возникает устойчивое состояние, которое продолжается от момента завершения врабатывания до начала утомления.
По характеру снабжения организма кислородом выделили 2 вида устойчивого состояния: кажущееся (ложное) устойчивое состояние, когда спортсмен достигает уровня максимального потребления кислорода, но это потребление не покрывает высокого кислородного запроса и образуется значительный кислородный долг; устойчивое истинное состояние при работе умеренной мощности, когда потребление кислорода соответствует кислородному запросу, и кислородный долг почти не образуется.
За исключением кратковременных циклических упражнений максимальной мощности, во всех других зонах мощности после окончания врабатывания устанавливается устойчивое состояние. При этом мощность работы, несмотря на некоторые отклонения, практически близка к постоянной.
Такое состояние характеризуется следующими особенностями:
1. Мобилизация всех систем организма на высокий рабочий уровень;
2. Стабилизация множества показателей, влияющих на спортивные показатели - длины и
частоты шагов, амплитуды колебаний общего центра масс, частоты и глубины дыхания, частоты сердечных сокращений, уровня потребления кислорода и пр.;
3. Согласование работы различных систем организма, которое сменяет их дискоординацию периода врабатывания - например, устанавливается определенное соотношение темпа дыхания и
движения.
Различные виды стандартных ациклических упражнений, а так же ситуационных упражнений характеризуются переменной мощностью работы, т.е. отсутствием классических форм устойчивого состояния.
Выполнение различных упражнений в гимнастике, прыжках в воду, тяжелой атлетике, метаниях, прыжках в длину, в высоту, с шестом, стрельбе и т.п. весьма кратковременны. В отличие от длительных циклических упражнений здесь невозможно достижение устойчивого состояния по потреблению кислорода и другим физиологическим показателям. Однако повторная работа в этих видах спорта вызывает своеобразное проявление процесса врабатывания и последующей стабилизации функций.
Каждое предыдущее выполнение упражнения служит разминкой для последующего и вызывает врабатывание организма с постепенным нарастанием функциональных сдвигов вплоть до необходимого рабочего уровня с повышенным КПД.
В спортивных играх и единоборствах деятельность спортсмена характеризуется не только изменением текущей ситуации, но и переменной мощностью работы. Несмотря на постоянные изменения мощности, после прохождения врабатывания различные соматические и вегетативные показатели устанавливаются в пределах некоторого оптимального рабочего диапазона. Поддержание этого оптимального диапазона функциональных возможностей требует необходимых затрат энергии и произвольных усилий. У каждого спортсмена имеется индивидуальная длительность непрерывного сохранения такого состояния.
Оптимальная доза непрерывной работы зависит от врожденных особенностей, уровня спортивного мастерства, технической или тактической направленности тренировочного занятия, интенсивности деятельности и пр. причин. Фехтовальщики, например, используют различные микропаузы для некоторого восстановления функций организма. Эти паузы не должны быть длительными, чтобы не снизить достигнутый рабочий уровень. Зато эти паузы позволяют избежать быстрого наступления утомления, сохранить высокий уровень внимания, несколько восстановить двигательные и вегетативные функции.
Врабатывание: определение, физиологические механизмы
Врабатывание — это процесс постепенного повышения работоспособности, наблюдающийся при выполнении физических упражнений. В результате врабатывания организм приспосабливается к выполнению предстоящей работы. Постепенное нарастание работоспособности объясняется инертностью отдельных органов и систем. Снятию этой инертности способствует усиление импульсов с проприоцепторов мышц. При этом происходит сонастройка ритмов активности корковых, стволовых и спинномозговых нервных центров.
В основе врабатываемости лежат процессы, связанные с изменением функционального состояния нервных центров, формированием характерной для данного вида мышечной деятельности двигательной доминанты, а также физиологические изменения в двигательных и вегетативных функциях, следующие к повышению работоспособности..
Врабатывание отдельных — систем человеческого организма происходит неравномерно. Двигательный аппарат достигает оптимальной работоспособности быстрее, чем вегетативные системы. Частота сердечных сокращений может достигать близких к предельным значений уже к концу 1-й минуты. Однако наибольший минутный объем крови наблюдается только к 3 — 5-й минуте работы.
Период врабатываемости зависит от интенсивности работы. При кратковременной работе большой интенсивности период врабатываемости короче, чем при работе умеренной интенсивности. Это объясняется тем, что достижение максимальной анаэробной производительности, за счет которой осуществляется энергетическое обеспечение кратковременной мышечной работы, происходит значительно быстрее, чем развертывание реакций дыхательного фосфорилирования.
Устойчивое состояние, его виды
Состояние организма после врабатывания называют устойчивым как правило, оно наблюдается при выполнении работы длительностью не менее 4-6 мин, когда потребление кислорода стабилизируется, деятельность различных органов и систем устанавливается на относительно постоянном уровне. Различают истинное устойчивое состояние и ложное (или кажущееся).
Истинное устойчивое состояние возникает при выполнении работы умеренной мощности, характеризуется высокой согласованностью функций двигательных и вегетативных систем.
При ложном устойчивом состоянии деятельность дыхательного аппарата и сердечно-сосудистой системы приближается к уровню, необходимому для обеспечения выполняемой работы, но несмотря на это, кислородная потребность полностью не удовлетворяется и постепенно нарастает кислородный долг.
Работа при кажущемся устойчивом состоянии связана с большим напряжением функций и не может продолжаться более 20-30 мин.
Определение понятий кислородный запрос, кислородных долг.
Все без исключения физические упражнения сопровождаются увеличением потребности в кислороде при ограниченной возможности его доставки к работающим мышцам.
Количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих ту или иную работу, называется кислородным запросом. Различают суммарный, или общий, кислородный запрос, т.е. количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы, и минутный кислородный запрос, т.е. количество кислорода, потребляемое при данной работе в течение 1 мин. Кислородный запрос очень колеблется при разных видах спортивной деятельности, при разной мощности (интенсивности) мышечных усилий. Поскольку не весь запрос удовлетворяется во время работы возникает кислородный долг, т.е. то количество кислорода, которое человек поглощает после конца работы сверх уровня потребления в покое. Кислород идет на окисление недоокисленных продуктов. Во многих случаях длительность работы определяется предельно переносимой величиной кислородного долга.
Мертвая точка и «второе дыхание», определение, физиологические механизмы
Напряженная мышечная деятельность не может продолжаться долго. Уже через несколько минут, а при работе максимальной мощности с первых секунд деятельности, в организме наступают сдвиги, вынуждающие либо снизить мощность работы, либо прекратить ее вообще. Это обусловливается несоответствием интенсивной деятельности двигательного аппарата и функциональными возможностями вегетативных систем, призванных обеспечить эту деятельность. Когда несоответствие деятельности функциональных систем выражено менее резко, его можно преодолеть и восстановить физическую работоспособность. Такое временное снижение работоспособности (например, в период кажущегося устойчивого состояния) называют "мертвой точкой", состояние организма после ее преодоления называют "вторым дыханием". Эти два состояния характерны для работы циклического характера большой и умеренной мощности.
В состоянии "мертвой точки" существенно учащается дыхание, нарастает легочная вентиляция, активно поглощается кислород. Несмотря на то, что увеличивается и выведение углекислоты, ее напряжение в крови и в альвеолярном воздухе нарастает. Частота сердечных сокращений резко увеличивается, давление крови повышается, количество недоокисленных продуктов в крови растет. При выходе из "мертвой точки" за счет более низкой интенсивности работы легочная вентиляция еще какое-то время остается повышенной (необходимо освободить организм от накопившейся в нем углекислоты), активизируется процесс потоотделения (налаживается механизм теплорегуляции), создаются необходимые соотношения между возбудительными и тормозными процессами в центральной нервной системе. При высокоинтенсивной работе (максимальная и субмаксимальная мощность) "второго дыхания" не наступает, поэтому продолжение ее осуществляется на фоне нарастающего утомления.
Различная длительность и мощность работы обусловливает и различные сроки возникновения "мертвой точки" и выхода из нее. Так, при забегах на 5 и 10 км она возникает через 5-6 мин после начала бега. На более длительных дистанциях "мертвая точка" возникает позднее и может иметь место повторно. Более тренированные люди, адаптированные к конкретным нагрузкам, преодолевают состояние "мертвой точки" значительно легче и безболезненнее.
Одним из инструментов ослабления проявления "мертвой точки" является разминка, которая способствует более быстрому наступлению "второго дыхания". Необходимо также помнить, что в процессе тренировочных занятий организм приспосабливается к проявлению волевых напряжений, учится "терпеть", преодолевать неприятные ощущения, имеющие место при кислородной недостаточности и накоплении в организме недоокисленных продуктов. Наступлению "второго дыхания" также способствует произвольное увеличение легочной вентиляции. Особенно эффективны глубокие выдохи, способствующие удалению (с выдыхаемым объемом воздуха) углекислоты из организма и восстановлению кислотно-щелочного равновесия.
Утомление является важнейшей проблемой физиологии спорта и одним из наиболее актуальных вопросов медико-биологической оценки тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов. Знание механизмов утомления и стадий его развития позволяет правильно оценить функциональное состояние и работоспособность спортсменов и должно учитываться при разработке мероприятий, направленных на сохранение здоровья и достижение высоких спортивных результатов. К настоящему времени имеется около 100 определений понятия утомления и ряд теорий его происхождения.
Обилие формулировок само по себе указывает на еще недостаточное знание этого сложного явления и его механизмов. С физиологической точки зрения утомление является функциональным состоянием организма, вызванным умственной или физической работой, при котором могут наблюдаться временное снижение работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения усталости (Солодков А.С., 1978). Исходя из этого, принято выделять два основных вида утомления — физическое и умственное, хотя такое деление достаточно условно.
Таким образом, главным и объективным признаком утомления человека является снижение его работоспособности. Однако понижение работоспособности не всегда является симптомом утомления. Работоспособность может снизиться вследствие пребывании человека в неблагоприятных условиях (высокая температура и влажность воздуха, пониженное парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе и др.). С другой стороны, длительная работа с умеренным напряжением может протекать на фоне выраженного утомления, но без снижения производительности.
Следовательно, снижение работоспособности является признаком утомления только тогда, когда известно, что оно наступило вследствие конкретно выполненной физической или умственной работы. При утомлении работоспособность снижается временно, она быстро восстанавливается при ежедневном обычном отдыхе. Состояние утомления имеет свою динамику — усиливается во время работы и уменьшается в процессе отдыха (активного, пассивного и сна). Утомление можно рассматривать как естественное нормальное функциональное состояние организма в процессе труда.
Другим важным критерием оценки утомления является изменение функций организма в период работы. При этом в зависимости от степени утомления функциональные сдвиги могут носить различный характер. В начальной стадии утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели отличаются неустойчивостью и разнонаправленным характером изменений, однако их колебания, как правило, не выходят за пределы физиологических нормативов. При хроническом утомлении, и особенно переутомлении, имеет место однонаправленное значительное ухудшение всех функциональных показателей организма с одновременным снижением уровня профессиональной деятельности человека (Солодков А.С, 1978,1990).
Процесс утомления характеризуется и еще одним признакам — субъективным симптомом, усталостью (тяжесть в голове, конечностях, общая слабость, разбитость, вялость, недомогание, трудность выполнения работы и т. д.). А. А. Ухтомский усмотрел в усталости не только субъективный признак наличия развивающегося утомления, но и нечто другое и большее, что имеет весьма важное практическое значение. Он считал, что усталость является одновременно и «натуральным предупредителем утомления». Ощущая усталость, человек снижает темп работы или вовсе ее прекращает. Этим самым предотвращается «функциональное истощение» корковых клеток и обеспечивается возможность быстрого восстановления работоспособности человека. Автор считал ощущение усталости одним из наиболее чувствительных показателей утомления.
Однако выраженность усталости не всегда соответствует степени утомления, т. е. объективным прямым и косвенным показателям работоспособности. В основе этого несоответствия в первую очередь лежит разная эмоциональная настройка работающего на выполняемую работу. При выполнении приятной или социально-значимой работы, при высокой мотивации работающего, усталость не возникает у него в течение длительного времени. Наоборот, при бесцельной, неинтересной работе усталость может возникнуть, когда объективно утомление или вовсе еще не наступило, или выраженность его далеко не соответствует степени усталости.
Следовательно, один и тот же признак утомления является информативным только в конкретных условиях деятельности и при определенном состоянии организма. Поэтому для констатации утомления в каждом виде работы целесообразно использовать особый набор прямых и косвенных показателей, адекватный для данного вида труда.
Настойчивые попытки многих исследователей проникнуть и тайны физиологических механизмов состояния утомления привели к накоплению обширного экспериментального материала. На основе этих данных оыло создано много гипотез и теорий, но в настоящее время в качестве самостоятельных они могут выступать только в историческом аспекте. К их числу следует отнести теорию истощения энергетических ресурсов в мышцах Шиффа (1868), теорию засорения мышц продуктами обмена Пфлюгера (1872), теорию отравления метаболитами Вейхарда (1902) и теорию задушения (вследствие недостатка кислорода) Ферворна (1903). Все эти так называемые локально-гуморальные теории не полностью вскрывают механизмы утомления, так как в качестве его основной причины рассматривают лишь местные изменения в мышечной ткани, и частные сдвиги принимаются за общие процессы. Однако каждая из этих теорий правильно отражала одну из многих сторон сложного процесса утомления.
Наиболее распространенная в нашей стране центрально-нервная теория утомления, сформулированная И. М. Сеченовым в 1903 голу, всесторонне развития и дополненная А. А. Ухтомским, связывает возникновение утомления только с деятельностью нервной системы, в частности, коры больших полушарий. При этом предполагалось, что основой механизма утомления является ослабление основных нервных процессов в коре головного мозга, нарушение их уравновешенности с относительным преобладанием процесса возбуждения над более ослабленным процессом внутреннего торможения и развитием охранительного торможения.
Однако современные электрофизиологические и биохимические методы исследования и полученные на их основе экспериментальные данные не позволяют свести причины утомления к изменениям в каком-то одном органе или системе органов, в том числе нервной системе. Следовательно, приписывать возникновение первичного утомления какой-либо одной системе неправомерно. В зависимости от состояния функций организма и характера деятельности человека первичное возникновение утомления вариативно и может наблюдаться и различных органах и системах организма.
Мышечная работа связана с вовлечением в деятельность многих органов и формированием в организме специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека. Поэтому на снижение работоспособности влияет возникновение функциональных изменений не только в нервной системе, но и в других рабочих звеньях — скелетных мышцах, органах дыхания, кровообращения, системе крови, железах внутренней секреции и др.
Таким образом, согласно современным представлениям о физическом утомлении, оно связано, во-первых, с развитием функциональных изменений во многих органах и системах, во-вторых, с различным сочетанием деятельности органов и систем, ухудшение функций которых наблюдается при том или ином виде физических упражнений. Поэтому создание общей теории о физиологических механизмах утомления не может основываться на отдельных системах организма и должно учитывать все многообразней вариативность характера сдвигов функций, обусловливающих ту или иную деятельность человека. В зависимости от характера работы, ее напряженности и продолжительности ведущая роль в развитии утомления может принадлежать различным функциональным системам.
Итак, утомление является нормальной физиологической реакцией организма на работу. С одной стороны, оно служит очень важным для работающего человека фактором, так как препятствует крайнему истощению организма, переходу его в патологическое состояние, являясь сигналом необходимости прекратить работу и перейти к отдыху. Наряду с этим, утомление играет существенную роль, способствуя тренировке функции организма, их совершенствованию и развитию. С другой стороны, утомление ведет к снижению работоспособности спортсменов, к неэкономичному расходованию энергии и уменьшению функциональных резервов организма. Эта сторона утомления является невыгодной, нарушающей длительное выполнение спортивных нагрузок. Основным фактором, вызывающим утомление, является физическая или умственная нагрузка, падающая на афферентные системы во время работы.
Зависимость между величиной нагрузки и степенью утомления почти всегда бывает линейной, то есть чем больше нагрузка, тем более выраженным и ранним является утомление. Помимо абсолютной величины нагрузки, на характере развития утомления сказывается еще и ряд ее особенностей, среди которых следует выделить: статический или динамический характер нагрузки, постоянный или периодический ее характер и интенсивность нагрузки. Наряду с основным фактором (рабочей нагрузкой), ведущим к утомлению, существует ряд дополнительных или способствующих факторов. Эти факторы сами по себе не ведут к развитию утомления, однако, сочетаясь с действием основного, способствуют более раннему и выраженному наступлению утомления.
К числу дополнительных факторов можно отнести:
- факторы внешней среды (температура, влажность, газовый состав, барометрическое давление и др.);
- факторы, связанные с нарушением режимов труда и отдыха;
- факторы, обусловленные изменением привычных суточных биоритмов, и выключение сенсорных раздражений;
- социальные факторы, мотивация, взаимоотношения в команде и др.
Субъективные и объективные признаки утомления весьма многообразны, и их выраженность в значительной мере зависит от характера выполняемых упражнений и психофизиологических особенностей человека. К субъективным признакам утомления относится чувство усталости, общее или локальное. При этом появляются боли и чувство онемения в конечностях, пояснице, мышцах спины и шеи, желание прекратить работу или изменить ее ритм и др.
Еще более разнообразными являются объективные признаки При любом виде утомления детальное обследование может обнаружить изменения в характере функционирования любой системы организма, начиная от двигательной, сердечнососудистой и центральной нервной системы и кончая такими, казалось бы, не связанными с непосредственной работой системами, как пищеварительная и выделительная. Такое многообразие изменений отражает закономерности функционирования организма как единого целого и характеризует непосредственные реакции обеспечения функциональной нагрузки, а также адаптационные и компенсаторные сдвиги.
При утомлении со стороны центральной нервной системы отмечаются нарушение межцентральных взаимосвязей в коре головного мозга, ослабление условно-рефлекторных реакций, неравномерность сухожильных рефлексов, а при переутомлении — развитие неврозоподобных состояний. Изменения сердечнососудистой системы характеризуются тахикардией, лабильностью артериального давления, неадекватными реакциями на дозированную физическую нагрузку, некоторыми электрокардиографическими сдвигами, Кроме того, снижается насыщение артериальной крови кислородом, учащается дыхание и ухудшается легочная вентиляция, которая при переутомлении может существенно уменьшаться.
В крови снижается количество эритроцитов и гемоглобина, отмечается лейкоцитоз, несколько угнетается фагоцитарная активность лейкоцитов и уменьшается количество тромбоцитов. При переутомлении иногда отмечают болезненность и увеличение печени, нарушение белкового и углеводного обмена.
Однако все эти изменения не возникают одновременно и не разливаются в одном и том же направлении. Их динамика определяется рядом закономерностей, и лишь обнаружив эти закономерности, можно не только понять ход развития утомления, но и дать правильную оценку состоянию человека и активно противодействовать развивающемуся утомлению.
Изменения возникают в первую очередь в тех органах и системах, которые непосредственно осуществляют выполнение спортивной деятельности. При физической работе — это мышечная система и двигательный анализатор. Одновременно изменения могут появляться в тех системах и органах, которые обеспечивают функционирование этих основных работающих систем -дыхательной, сердечнососудистой, крови и др. С другой стороны, может быть и такое положение, когда уже имеет место снижение функций организма (основных и обеспечивающих систем), а спортивная работоспособность еще сохраняется на высоком уровне. Это зависит от морально-волевых качеств спортсмена, мотивации и др.
Изменения в некоторых системах, не связанных непосредственно с обеспечением выполнения специальных упражнений, при утомлении имеют принципиально иной генез и либо являются вторичными, имеющими общий, неспецифический характер, либо имеют регуляторное или компенсаторное значение, то есть, направлены на сбалансирование функционального состояния организма. Из сказанного становится очевидным, что ведущее значение в развитии явлений утомления имеет центральная нервная система, обеспечивающая интеграцию всех систем организма, регуляцию и приспособление этих систем во время работы.
Возникшие в процессе утомления изменения функционального состояния центральной нервной системы отражают, таким образом, двойственный процесс — изменения, связанные с перестройкой функционирования регулируемых систем, и сдвиги, возникающие в связи с процессом утомления в самих нервных структурах. Утомление динамично по своей сущности и в своем развитии имеет несколько последовательно возникающих признаков. Первым признаком возникновения утомления при физической работе является нарушение автоматичности рабочих движений.
Второй признак, который наиболее четко может быть установлен — это нарушение координации движений. Третий признак — значительное напряжение вегетативных функций при одновременном падении производительности работы, а затем и нарушение самого вегета-тивного компонента. При выраженных степенях утомления новые, мало усвоенные двигательные навыки могут угаснуть полностью, При этом очень часто растормаживаются старые, более прочные навыки, не соответствующие новой обстановке. В спортивной практике это может служить причиной возникновения различных срывов, травм и т. д.
Одним из основных признаков утомления является снижение работоспособности, которая в процессе выполнения различных физических упражнений изменяется по разным причинам; поэтому и физиологические механизмы развития утомления неодинаковы. Они обусловлены мощностью работы, ее длительностью, характером упражнений, сложностью их выполнения и пр. При выполнении циклической работы максимальной мощности основной причиной снижения работоспособности и развития утомления является уменьшение подвижности основных нервных процессов в ЦНС с преобладанием торможения вследствие большого потока эфферентной импульсации от нервных центров к мышцам и афферентных импульсов от работающих мышц к центрам. Разрушается рабочая система взаимосвязанной активности корковых нейринов. Кроме того, в нейронах падает уровень содержания А ТФ и креатин-фосфата, и в структурах мозга повышается содержание тормозного медиатора ~ гамма-аминомасляной кислоты. Существенное значение в развитии утомления при этом имеет изменение функционального состояния самих мышц, снижение их возбудимости, лабильности и скорости расслабления.
При циклической работе субмаксимальной мощности ведущими причинами утомления являются угнетение деятельности нервных центров и изменения внутренней среды организма. Причина этого — большой недостаток кислорода, вследствие которого развивается гипоксемия, снижается рН крови, в 20-25 раз увеличивается содержание молочной кислоты в крови. Кислородный долг достигает максимальных величин — 20-22 л. Недоокисленные продукты обмена веществ, всасываясь в кровь, ухудшают деятельность нервных клеток.
Напряженная деятельность нервных центров осуществляется на фоне кислородной недостаточности, что и приводит к быстрому развитию утомления. Циклическая работа большой мощности приводит к развитию утомления вследствие дискоординации моторных и вегетативных функций. На протяжении нескольких десятков минут должна поддерживаться весьма напряженная работа сердечнососудистой и ды-хательной систем для обеспечения интенсивно работающего организма необходимым количеством кислорода. При этой работе кислородный запрос несколько превышает потребление кислорода и кислородный долг достигает 12-15 л. Суммарный расход энергии при такой работе очень велик, при этом расходуется до 200 г глюкозы, что приводит к некоторому ее снижению в крови.
Происходит также уменьшение в крови гормонов некоторых желез внутренней секреции (гипофиза, надпочечников).
Длительность выполнения циклической работы умеренной мощности приводит к развитию
охранительного торможения в ЦНС, истощению энергоресурсов, напряжению функций
кислородтранспортной системы, желез внутренней системы и изменению обмена веществ.
В организме снижаются запасы гликогена, что ведет к уменьшению содержания глюкозы в крови. Значительная потеря организмом воды и солей, изменение их количественного соотношения, нарушение терморегуляции также ведут к понижению работоспособности и возникновению утомления у спортсменов. В механизме развития утомления при длительной физической работе могут играть определенную роль изменения белкового обмена и снижение функций желез внутренней секреции. При этом в крови снижается концентрация глюко- и минерал кортикоидов, катехоламинов и гормонов щитовидной железы. Вследствие этих изменений, а также в результате длительного влияния
монотонных афферентных раздражений в нервных центрах возникает торможение. Угнетение деятельности этих центров приводит к снижению эффективности регуляции движений и нарушению их координации. При длительном выполнении работы в разных климатических условиях развитие утомления, кроме того, может быть ускорено нару-шением терморегуляции.
При различных видах ациклических движений механизмы развития утомления также неодинаковы. В частности, при выполнении ситуационных упражнений, при разных формах работы переменной мощности большие нагрузки испытывают высшие отделы головного мозга и сенсорные системы, так как спортсменам необходимо постоянно анализировать изменяющуюся ситуацию, программировать свои действия и осуществлять переключение темпа и структуры движений, что и приводит к развитию утомления, В некоторых видах спорта (например, футбол) существенная роль принадлежит недостаточности кислородного обеспечения и развитию кислородного долга.
При выполнении гимнастических упражнений и в единоборствах, утомление л развивается вследствие ухудшения пропускной способности мозга и снижения функционального. состояния мыши, (уменьшается их сила и возбудимость, снижается скорость сокращения и расслабления). При статической работе основными причинами утомления являются непрерывное напряжение нервных центров и мышц, выключение деятельности менее устойчивых мышечных волокон и большой поток афферентных и эфферентных импульсов между мышцами и моторньми центрами.
В последние десятилетия выдвинуто представление о пред утомлении или скрытом утомлении, под которым понимается наличие при работе существенных функциональных изменений со стороны некоторых органов и систем, но компенсированных другими функциями, вследствие него работоспособность человека сохраняется на прежнем уровне. Такая трактовка начальных явлений утомления вполне оправдана. Действительно при выполнении некоторых циклических упражнений (легкая атлетика, бег на коньках и велогонки, плавание) при неизменной скорости движения отмечается учащение темпа и уменьшение длины шага (гребка).
Снижение же скорости передвижения начинается лишь тогда, когда учащения темпа уже не компенсирует уменьшение шага или когда темп также начинает урежаться. При этом важно подчеркнуть, что уча темпа и уменьшение шага возникает задолго до того времени, когда для спортсмена становится невозможным сохранять исходные величины этих показателей. Аналогично этому поддержание необ-ходимого рабочего уровня минутного объема дыхания (и соответственно, потребления кислорода) возможно за счет повышения частоты дыхания, компенсирующего понижение глубины дыхания в начальные моменты утомления.
Следовательно, такие рано возникающие изменения носят профилактический характер, они направлены на предупреждение или задержку развития утомлениям свидетельствуют о совершенстве регуляции различных органов и систем.
Таким образом, развитие скрытого утомления обусловлено изменениями координации двигательных и вегетативных функций без снижения эффективности работы, В физиологическом механизме возникновения этой стадии утомления важная роль принадлежит условным рефлексам и развитию экстраполяции. Благодаря им хорошо тренированный человек значительно лучше использует функциональные резервы организма для смены форм координации двигательных и вегетативных функций с целью предотвращения или отсрочки развития утомления.
Иногда скрытую стадию утомления называют еще компенсированной, а при существенно выраженных признаках утомления — декомпенсированной формой (Моногаров В.Д., 1986). Такая классификация утомления, на наш взгляд, является неудачной как по форме, так и по содержанию. Утомление — это нормальная реакция организма на работу. Компенсация и особенно декомпенсация функций — это-совокупность реакций организма на патологические процессы, на повреждения в органах и системах. Соединение нормаль-ного функционального состояния организма с патологическими его проявлениями некорректно и теряет всякий физиологический смысл, как в теоретическом плане, так и особенно при разработке практических мероприятий по предупреждению развития утомления.
Поэтому наиболее целесообразно выделять просто утомление (без каких-либо определений) как нормальное функциональное состояние организма во время работы, признаки которого полностью исчезают после, обычного (регламентированного) отдыха. При длительной или интенсивной работе, нарушении режимов труда и отдыха симптомы утомления кумулируются и оно может переходить в хроническое утомление и переутомление (Солодков А. С, (978).
Хроническое утомление — это пограничное функциональное состояние организма, которое характеризуется сохранением к началу очередного трудового цикла субъективных и объективных признаков утомления от предыдущей работы, для ликвидации которых необходим дополнительный отдых. Хроническое утомление возни-кает во время длительной работы при нарушении режимов труда и отдыха. Основными субъективными признаками его являются ощущение усталости перед началом работы, быстрая утомляемость, раздражительность, неустойчивое настроение; объективно при этом отмечается выраженное изменение функций организма, значительное снижение спортивных результатов и появление ошибочных действий.
При хроническом утомлении необходимый уровень спортивной работоспособности может поддерживаться лишь кратковременно ж счет повышения биологической цены и быстрого расходования функциональных резервов организма. Для ликвидации неблагоприятных изменений функций организма и сохранения спортивной работоспособности необходимо устранить нарушения режимов тренировок и отдыха и предоставить спортсменам дополнительный отдых. При несоблюдении этих мероприятий хроническое утомление может перейти в переутомление.
Переутомление — это патологическое состояние организма, которое характеризуется постоянным ощущением усталости, вялостью, нарушением сна и аппетита, болями в области сердца и других частях тела. Для ликвидации этих симптомов дополнительного отдыха недостаточно, а требуется специальное лечение. Наряду с перечисленными, объективньми признаками переутомления являются резкие изменения функций организма, часть которых выхолит за пределы нормальных колебаний, потливость, одышка, снижение массы тела, расстройства внимания и памяти, атипичные реакции на функциональные пробы, которые часто не доводятся до конца. Главным объективным критерием переутомления является резкое снижение спортивных результатов и появление грубых ошибок при вьшолнении специальных физических упражнений. Спортсмены с признаками переутомления должны быть отстранены от тренировок и соревнований и подвергнуты медицинской коррекции.
Осуществленная в последние годы физиологами труда (Сапов И. А. Солодков А. С. Щеголев В. С, 1986) количественная оценка работоспособности различных специалистов позволила установить, что снижение прямых и косвенных ее показателей до 15% по сравнению с исходными свидетельствует о развитии в организме явлений утомления, 16-19% — говорит о наличии хронического утомления, а снижение на 20% и более указывает на возникновение переутомления.
Когда спортсмен начинает тренироваться, его работоспособность постепенно повышается. В связи с этим возникают два на первый взгляд простых вопроса. Во-первых, почему работоспособность растёт под воздействием нагрузки, а, во-вторых, как часто нужно тренироваться, чтобы работоспособность росла наиболее быстрыми темпами? Попытаемся ответить на эти вопросы.
Предположим, что спортсмен, личный рекорд которого составляет 20 подтягиваний, решает без разминки выполнить подход на максимум. Первые два-три подтягивания ему даются достаточно легко, так как организм пока справляется с предъявляемой нагрузкой - подъёмом на некоторую высоту и опусканием груза, равного весу тела. Постепенно в мышцах под влиянием нагрузки начинают происходить изменения. Так как одной из задач организма является сохранение постоянства его внутренней среды, включаются механизмы, которые пытаются привести в соответствие возможности организма с требованиями, предъявляемыми нагрузкой.
Увеличивается частота сердечных сокращений, происходит углубление и учащение дыхания, включаются в работу дополнительные мышечные волокна и т.д. Эти меры позволяют выполнять подтягивания на фоне прогрессирующего утомления. Но рано или поздно наступает момент, когда организм уже не справляется с нагрузкой и, допустим, после пятнадцати подтягиваний спортсмен заканчивает работу из-за того, что его силовые способности падают ниже уровня, позволяющего произвести очередное подтягивание.
Если теперь после кратковременной паузы отдыха (10-15 секунд) спортсмен попытается выполнить ещё один подход, можно предположить, что вследствие утомления от предыдущего подхода его результат будет гораздо меньше пятнадцати раз. Это означает, что сразу после выполнения напряжённой нагрузки работоспособность спортсмена значительно снижена. Если интервал отдыха до повторного подхода увеличить до 2-3 минут, можно ожидать, что спортсмен сможет подтянуться раз двенадцать-тринадцать. Таким образом, реакция организма на нагрузку такова, что сразу после её выполнения работоспособность максимально снижена, затем идёт её восстановление.
Если же перед повторным подходом спортсмен сделает значительную паузу отдыха (минут десять-пятнадцать), то можно ожидать, что сможет повторить результат первого подхода. А с учётом того допущения, что первоначальный подход спортсмен выполнил без разминки - не подготовив организм к последующей работе - спортсмен возможно даже превзойдёт результат первого подхода. Приведённый пример иллюстрирует тот факт, что в ходе отдыха после нагрузки работоспособность спортсмена восстанавливается до прежнего уровня, а при определённых условиях - превышает его.
Самым важным для нас в этой схеме является наличие фазы повышенного (по сравнению с исходным) уровня работоспособности. Эта фаза называется фазой сверхвосстановления (суперкомпенсации) и отражает тот факт, что в процессе отдыха организм не просто восстанавливает свои возможности до первоначального уровня, но и временно увеличивает их.
Таким образом, отвечая на первый из поставленных вопросов, можно сказать, что под воздействием регулярно повторяющихся нагрузок работоспособность спортсмена растёт благодаря особенности реакции организма на нагрузку, заключающуюся в том, что в фазе восстановления наблюдается временное увеличение работоспособности организма сверх исходного уровня.
Когда спортсмен начинает тренироваться, его работоспособность постепенно повышается. В связи с этим возникают два на первый взгляд простых вопроса. Во-первых, почему работоспособность растёт под воздействием нагрузки, а, во-вторых, как часто нужно тренироваться, чтобы работоспособность росла наиболее быстрыми темпами? Попытаемся ответить на эти вопросы. Предположим, что спортсмен, личный рекорд которого составляет 20 подтягиваний, решает без разминки выполнить подход на максимум. Первые два-три подтягивания ему даются достаточно легко, так как организм пока справляется с предъявляемой нагрузкой - подъёмом на некоторую высоту и опусканием груза, равного весу тела. Постепенно в мышцах под влиянием нагрузки начинают происходить изменения.
Так как одной из задач организма является сохранение постоянства его внутренней среды, включаются механизмы, которые пытаются привести в соответствие возможности организма с требованиями, предъявляемыми нагрузкой. Увеличивается частота сердечных сокращений, происходит углубление и учащение дыхания, включаются в работу дополнительные мышечные волокна и т.д. Эти меры позволяют выполнять подтягивания на фоне прогрессирующего утомления. Но рано или поздно наступает момент, когда организм уже не справляется с нагрузкой и, допустим, после пятнадцати подтягиваний спортсмен заканчивает работу из-за того, что его силовые способности падают ниже уровня, позволяющего произвести очередное подтягивание.
Если теперь после кратковременной паузы отдыха (10-15 секунд) спортсмен попытается выполнить ещё один подход, можно предположить, что вследствие утомления от предыдущего подхода его результат будет гораздо меньше пятнадцати раз. Это означает, что сразу после выполнения напряжённой нагрузки работоспособность спортсмена значительно снижена. Если интервал отдыха до повторного подхода увеличить до 2-3 минут, можно ожидать, что спортсмен сможет подтянуться раз двенадцать-тринадцать. Таким образом, реакция организма на нагрузку такова, что сразу после её вьшолнения работоспособность максимально снижена, затем идёт её восстановление.
Если же перед повторным подходом спортсмен сделает значительную паузу отдыха (минут десять-пятнадцать), то можно ожидать, что сможет повторить результат первого подхода. А с учётом того допущения, что первоначальный подход спортсмен выполнил без разминки - не подготовив организм к последующей работе - спортсмен возможно даже превзойдёт результат первого подхода. Приведённый пример иллюстрирует тот факт, что в ходе отдыха после нагрузки работоспособность спортсмена восстанавливается до прежнего уровня, а при определённых условиях - превышает его.
Самым важным для нас в этой схеме является наличие фазы повышенного (по сравнению с исходным) уровня работоспособности. Эта фаза называется фазой сверхвосстановления (суперкомпенсации) и отражает тот факт, что в процессе отдыха организм не просто восстанавливает свои возможности до первоначального уровня, но и временно увеличивает их.
Таким образом, отвечая на первый из поставленных вопросов, можно сказать, что под воздействием регулярно повторяющихся нагрузок работоспособность спортсмена растёт благодаря особенности реакции организма на нагрузку, заключающуюся в том, что в фазе восстановления наблюдается временное увеличение работоспособности организма сверх исходного уровня.
Кислородный долг — количество окислода, необходимое для кислородилирования накопившихся в организме при интенсивной мышечной работе недоокислородилированных продуктов обмена.
Количество кислорода, необходимое для полного обеспечения выполняемой работы, называют кислородным запросом. Но органы кислородного снабжения «тяжелы на подъем», они не могут быстро удовлетворить кислородный запрос. Поэтому образуется кислородный долг.
Обычно в общем кислородном долге различают две фракции: алактатную и лактатную.
Первую связывают с ресинтезом АТФ и с восполнением израсходованных кислородных резервов организма. Эта часть кислородного долга оплачивается очень быстро (не более, чем за 1-1,5 мин.).
Вторая фракция отражает окислительное устранение лактатов (молочной кислоты). Ликвидация лактатной фракции кислородного долга происходит более медленными темпами (от нескольких минут до 1,5 часов).
Нивелировать негативное действие лактатной фазы и ускорить выход из оной помогают антиоксиданты - аскорбиновая кислота, токомерки и т.д.
Средства и методы, направленные на оптимизацию процессов постнагрузочного восстановления могут быть представлены тремя группами: педагогические; психологические и психотерапевтические; медицинские (гигиенические и вспомогательные).
Факторы, снижающие эффективность средств и методов оптимизации процессов постнагрузочного восстановления: наличие у спортсменов предпатологических состояний и заболеваний, а также отсутствие адекватного дозирования тренировочных нагрузок.
Условия, оптимизирующие естественное повышение физической работоспособности в процессе тренировки и естественное ускорение процессов постнагрузочного восстановления: адекватное возмещение дефицита жидкости и электролитов, достаточная (не менее 8-10 ч) продолжительность сна, оптимальное питание.
Возмещение дефицита жидкости после напряженной мышечной деятельности является одним из важных условий ускорения процессов постнагрузочной детоксикации не только за счет усиления функции мочевыделения, но и пассажа кишечного содержимого.
Единственно надежным способом физиологичного возмещения потери воды и солей во время работы на выносливость яв -ляется употребление специальных растворов глюкозы (не выше 10%-й концентрации) с солями Na+, K+ и Са++ небольшими порциями через каждые 10-15 мин работы. При этом количество жидкости не должно превышать 1 л в час, а ее температура должна составлять 8-13°С.
Спортсмены всегда должны пить только воду, прошедшую двойную очистку. Бессонница является одним из наиболее частых проявлений хронического физического перенапряжения центральной нервной системы I типа и отражением изменений нормального суточного ритма сна и бодрствования, связанных с количеством и ритмом продукции мелатонина.
Мероприятия, направленным на профилактику застоя желчи у спортсменов: частое питание (4-5 раз в сутки), использование продуктов, содержащих большое количество пищевых волокон и обладающих выраженным желчегонным эффектом, добавление в рацион пищевых веществ, усиливающих отток желчи, периодическое проведение беззондового дренажа. Восстановление гликогена в мышцах - одно из необходимьрс условий оптимизации постнагрузочного восстановления - может затягиваться до 48 ч и более.
Для ускорения ресинтеза мышечного гликогена необходимо соблюдение двух условий:
- выбор для этих целей продуктов с высокими гликемическим индексом и усвояемостью, а также начало их приема сразу по окончании работы. При приеме 50 г (около 0,7 г/кг массы тела) углеводов (в частности, глюкозы) каждые 2 ч сразу после выполнения физической работы интенсивность ресинтеза гликогена повышается.
При назначении спортсменам фармакологических препаратов необходимо четко представлять, с какой целью используется каждый из них каковы основные механизмы его действия и, исходя из этого, характер влияния на эффективность тренировочного процесса, а также противопоказания к назначению, возможные осложнения, результаты взаимодействия между собой и т.п.
