Специфика каждого вида спорта определяется, прежде всего, характером физических упражнений и, следовательно, всей двигательной активностью, направленной на повышение результативности этих упражнений.
Трудность гимнастических упражнений обусловлена не только координационной сложностью, но и большими требованиями к мышечной силе. В физических упражнениях сложнокоординационных видов спорта силовые возможности реализуются в различных режимах (статическом и ауксотоническом) при различных соотношениях перемещамой массы и сообщаемого ей ускорения. В спортивной гимнастике в упражнениях на кольцах преимущественно используется медленная и статическая сила, на перекладине – статическая и быстрая, на брусьях – взрывная, в вольных упражнениях взрывная и быстрая сила, а также силовая выносливость, в опорных прыжках – взрывная и статическая сила. В упражнениях художественной гимнастики преобладает взрывная и быстрая сила, большое значение имеет также статическая сила. В различных видах спортивной акробатики имеют преимущественное значение: в прыжковой – взрывная; в групповой – у нижних – статическая и медленная сила. Выполнение прыжковых элементов, как в гимнастике, так и в акробатике связано со скоростно-силовой работой мышц нижних конечностей.
Особенностью быстрой силы в ациклических однократных движениях является меньший распад АТФ в единицу времени, меньшая АТФ-азная активность и высокая интенсивность гликолитического механизма ресинтеза АТФ при многократных повторениях.
Для проявления медленной и статической силы особенно важное значение имеет количество белка миозина и его АТФ-азная активность, обуславливающая интенсивность распада АТФ и выделения химической энергии, а также содержание КрФ и активность креатинкиназы.
Кумулятивный тренировочный эффект в сложнокоординационных видах спорта проявляется накоплением структурных белков креатинфосфата и гликогена в быстрых и отчасти в медленных мышечных волокнах, повышением АТФ-й активности миозина и интенсивности гликогенолиза, а также увеличением способности саркоплазматического ретикулума поглощать и выделять ионы кальция.
Адаптационные перестройки, вызываемые систематическими тренировками охватывают избирательно те мышечные группы и в той степени, которая соответствует их участию в спортивной деятельности. В частности в спортивной гимнастике больше развита сила разгибателей, чем сгибателей.
Одной из главных особенностей двигательной деятельности в сложнокоординационных видах спорта состоит в том, что для специальной работоспособности большее значение имеет не абсолютная, а относительная сила, т.е. её количество, приходящееся на каждый килограмм массы тела спортсмена. Это является следствием исключительно большой доли в упражнениях специализированной спортивной подготовки усилий, направленных на нейтрализацию или преодоление сил гравитации с целью удержания рабочих поз и антигравитационного перемещения тела спортсмена или его звеньев. Одним из наиболее эффективных методов силовой тренировки является изометрический метод, т.к. в самой специфической мышечной деятельности сильно выражен элемент изометрических и близких к ним напряжений. Основные достоинства изометрического метода заключаются в акцентированном и необходимом времени поддержания максимальной силы (т.е. это направленная адаптация мышц), возможности выбора мышечных групп и положения звеньев двигательного аппарата, выполнении работы без сложного оборудования (С.Н. Кучкин и др., 1998).
Наибольший прирост силы группы мышц, участвующих в выполнения большинства гимнастических упражнений, наблюдается у девочек в 11 – 13 лет, а у юношей в 13 – 15 лет, причем у последних этот процесс протекает гораздо интенсивнее (В.М. Ченеги, 1970).
Важную роль в современной гимнастике играют скоростно-силовые качества. Они проявляются в способности гимнаста развивать большую силу за короткое время. Эти качества необходимы для выполнения упражнений взрывного и ударного характера типа отталкиваний, приземлений, отходов и приходов на снаряд, резких махов и других движений (Л.Я. Аркаев, Н.Г. Сучилин, 2004 ). Для спортивных видов гимнастики уровень скоростно-силовой подготовленности спортсменов имеет особое значение, поскольку гимнастам за относительно короткий промежуток времени необходимо овладеть большим количеством движений такого характера. Особенности проявления спортсменами различных видов гимнастики скоростно-силовых способностей связаны с большим разнообразием технических действий, которые определяются условиями выполнения движений, структурными характеристиками, пространственной ориентацией, степенью функциональной напряженности, комбинационностью и другими признаками (Ю.В. Менхин,Е.К. Савенкова, 2005).
В качестве физиологических особенностей взрывного усилия выделяют: максимальную синхронизацию работы ДЕ, отсутствия напряжения в мышцах-антагонистах, высокую скорость распада и ресинтеза АТФ, оптимальную частоту разряда мотонейронов. Скоростно-силовые качества зависят от совершенствования техники движений и скорости нарастания напряжения отдельных мышц и их сочетания (Е.П. Горбанёва, 2008). В целом упражнения, используемые в силовой и скоростно-силовой подготовке гимнастов, должны подбираться по принципу динамического соответствия, т.е. должны быть структурно и параметрически подобраны тем гимнастическим упражнениям, для успешного освоения которых эти качества развиваются (Л.Я. Аркаев, Н.Г. Сучилин, 2004).
Для двигательной работы в сложнокоординационных видах спорта характерны чрезвычайно высокие требования к технике движений и такому качеству, как ловкость. В процессе специализированной спортивной подготовки формируется огромный арсенал двигательных навыков, отличающихся координационной точностью и сложностью (М.Я. Набатникова, 1982; В.М. Ченегин, 1994; С.В.Вишнякова и др., 1998; С.В.Вишнякова, 1999). Так, одной из важнейших предпосылок успешности формирования новых двигательных навыков и их закрепления в сложнокоординационных видах спорта является динамичность – наиболее важное для представителей данных спортивных специализаций свойство высшей нервной деятельности, определяемое как способность к замыканию временных связей. Другая физиологическая предпосылка обучаемости двигательным действиям связана с совершенством процессов активного, внутреннего торможения в коре больших полушарий. Вместе с тем овладение сложными тонко координированными двигательными действиями невозможно без высокой возбудимости сенсорных систем, их высших корковых отделов (С.Н. Кучкин и др., 1986; В.М. Ченегин и др., 1994; С.В.Вишнякова и др., 1998; С.В. Вишнякова, 1999). Вследствие этого, большое значение приобретает проприоцептивная (мышечно-суставная) чувствительность, которая совместно с тактильной осуществляет анализ основных параметров двигательной деятельности: тонуса мышц и величины мышечных усилий, суставных углов, скорости перемещения звеньев тела и т.д. Эта сенсорная система является основным каналом афферентации в условиях автоматизации движений. Её функции для сложнокоординационных видов спорта чрезвычайно важны вследствие накопления большого количества двигательных навыков (В.П. Филин, А.П. Фомин, 1980; Ю.В. Менхин, 1989; В.М. Ченегин и др.,1994; С.В. Вишнякова и др., 1998; С.В. Вишнякова, 1999).
Возбудимость афферентных отделов коры больших полушарий, имеющая важнейшее значение в организации движений гимнастов и акробатов, находится обратной зависимости с силой нервной системы по возбуждению, которая также необходима в сложнокоординационных видах спорта как компонент выносливости к большим тренировочным нагрузкам (С.Н. Кучкин и др., 1986; В.М. Ченегин и др., 1994).
Попытки выделить наиболее важные координационные способности, обеспечивающие успех в разных спортивных специализациях привели к выделению таких значимых качеств для снарядовой гимнастики как способность к ориентированию, связи, равновесию, дифференцированию и ритму; для художественной гимнастики – способности к ритму, расслаблению мышц, двигательному комбинированию, равновесию, овладению движениями (В.И. Лях, 2006).
Особенности управления движениями в акробатике сводятся в основном к равновесию и точному распределению движений в безопорном положении. Эти движения совершаются при изменении положения тела в пространстве, вращениях в саггитальной и фронтальной плоскостях, что предъявляет высокие требования к устойчивости вестибулярного аппарата. Вестибулярная сенсорная система поставляет информацию о поолжении головы (и всего тела) в пространстве, о величине ускорений прямолинейных и вращательных движений тела спортсмена. Чувствительность и устойчивость этой системы играют важную роль в успешности специальной спортивной подготовки (С.Н. Кучкин и др., 1986). Высокие возможности вестибулярной устойчивости регистрируются и у представителей гимнастики, т.к. функция равновесия во многом определяет уровень их физической и технической подготовленности (Т.С. Лисицкая, 1982; Ю.В. Менхин, 1985, 1989; Н.Н. Ночевная, 1990; С.В. Вишнякова, 2002; Л.А. Карпенко, 2003), а выполнение основных элементов связано с сохранением устойчивости тела, как в статических условиях, так и в движении (Ю.В. Менхин, 1989; С.В. Вишнякова, 2002). Для управления движениями в художественной гимнастике необходима высокая пространственная точность, роль которой особенно велика в упражнениях с предметами. Точный глазомер имеет здесь большое значение, но совершенство, достигаемое во владении навыком таково, что некоторые точностные движения (с обручем, мячом и др.) совершаются даже без зрительного контроля. Наиболее интенсивно показатели разных координационных способностей нарастают в возрасте с 7 до 9 и с 9 до 11 – 12 лет (В.И. Лях, 2006).
Отмечается, что сложнокоординационные виды спорта предъявляют повышенные требования к опорно-двигательному аппарату: к амплитуде движений в суставах, к механической прочности костей и суставов, к амортизирующей функции сводов стопы и позвоночника (В.П.Филин, А.П.Фомин, 1980; В.М.Ченегин,1994; С.В. Вишнякова и др., 1998; С.В. Вишнякова, 1999). При недостаточных проявлениях гибкости снижается качество выполнения многих гимнастических упражнений, а также наблюдается быстрое развитие процесса утомления, так как на преодоление ригидности малоподвижных суставов прилагаются дополнительные усилия. Гибкость в суставах гимнастки проявляется не только при опорных её положениях, но и в полете. Это значит, что растягивание мышц происходит не пассивно – под действием силы тяжести, а активно – под влиянием резких сокращений антагонистичесикх мышц, которые для этого должны обладать большой силой. Наиболее интенсивно гибкость развивается препубертаном периоде (от 7 до 10 лет), однако отмечается вариативность ее возрастной динамики, обусловленная индивидуальными различиями уровня физического развития (В.М. Ченегин, 1991).
В процессе систематических тренировок происходит адаптация опорно-двигательного аппарата к большим механическим нагрузкам. Она предусматривает расширение диаметра трубчатых костей при незначительном утолщении коркового слоя (увеличивается прочность костей и суставно-связочного аппарата), а также адаптационные перестройки тех мышечных групп и в той степени, которая соответствует их участию в спортивной деятельности (В.М. Ченегин и др., 1994).
Согласно современным исследованиям наиболее развитыми, а значит и значимыми, у перспективных гимнасток-художниц оказываются такие физические качества как пассивная и активная гибкость в тазобедренных суставах, активная гибкость в позвоночнике, статическое и динамическое равновесие и специальная выносливость (И.В. Цепелевич, 2007).
Что касается проявлений выносливости в сложнокоординационных видах спорта, то здесь высокую значимость для квалифицированных гимнастов приобретает специальная выносливость, проявляющаяся в способности противостоять утомлению в процессе выполнения соревновательных и тренировочных упражнений и многократно повторять их без существенных технических ошибок с заданным уровнем результативности (Л.Я. Аркаев, Н.Г. Сучилин, 2004). Среди видов выносливости преимущество отдается локальной силовой выносливости (Ю.В. Менхин, 1989) и статической (В.М. Ченегин, 1991). Отмечается, что интегральным показателем специальной выносливости в таких гимнастических дисциплинах, как художественная и эстетическая гимнастика, спортивная аэробика, является композиционная выносливость, зависящая как от развития специфических видов специальной выносливости, так и от общей выносливости (И. Винер и др., 2009; Е.А. Пирожкова, 2011).
Данный вид выносливости в гимнастических дисциплинах включает прыжковые, равновесные, вращательные и акробатические группы движений, выполнение которых возможно при оптимально сбалансированном развитии силовых, скоростных, скоростно-силовых и координационных способностей (Пирожкова, 2011).