Методология педагогического контроля воздействия тренировочных нагрузок

Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Проблема адаптации тренировочных нагрузок в теории и практике спорта

1.1 Основы теории адаптации и спортивной тренировки

1.2 Основные положения современной теории адаптации

1.2.1 Некоторые критические замечания к теории адаптации

1.2.2 Теория функциональных систем П. К. Анохина

1.3 Биохимические закономерности адаптации к мышечной работе

1.4 Биологические принципы спортивной тренировки

2. Закономерности формирования тренировочного эффекта и систематизация физических нагрузок по направленности тренирующего воздействия

2.1 Адаптация организма к физическим нагрузкам

2.2 Основные стадии адаптации к физическим нагрузкам

2.3 Физиологические изменения в организме под влиянием физических нагрузок

2.4 Особенности адаптации юношеского организма к тренировочным нагрузкам

3. Организация и методы исследования

3.1 Влияние тренировочных нагрузок анаэробной и аэробной направленности на работоспособность студентов

3.2 Адаптация к аэробным тренировочным нагрузкам

4. Результаты исследования

Заключение

Выводы

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Адаптация в широком смысле - это приспособление организма к среде обитания, к условиям его существования. Условия же жизни спортсмена существенно отличаются от тех, что наблюдаются у людей, не занимающихся спортом. Это необходимость соблюдения строгого режима дня, стрессовые состояния во время соревнований, частые разъезды, смена часовых поясов и климатических зон, подчиненность требованиям тренера и, наконец, это необходимость систематически выполнять большие физические нагрузки. адаптация тренировочный нагрузка спорт

Проблема адаптации к физическим нагрузкам, или «тренированности», с давних пор привлекала внимание исследователей и в настоящее время остается одной из актуальных проблем биологии и медицины.[1]

Преимущества тренированного организма достаточно хорошо изучены и характеризуются тремя основными чертами:

1. тренированный организм может выполнять мышечную работу такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному;

2. тренированный организм отличается более экономным функционированием физиологических систем в покое и при умеренных, непредельных физических нагрузках и способностью достигать при максимальных нагрузках такого высокого уровня функционирования этих систем, который недостижим для нетренированного организма;

3. у тренированного организма повышается резистентности к повреждающим воздействиям и неблагоприятным факторам.

Учение об адаптации человека к физическим нагрузкам составляет одну из важнейших методических основ теории и практики спорта. Именно в них ключ к решению конкретных медико-биологических и педагогических задач, связанных с сохранением здоровья и повышением работоспособности в процессе систематических физических нагрузок.

Закономерные, регулярно повторяющиеся изменения условий среды обусловливают способность организма к "предупредительному реагированию" [2], или согласно концепции П.К. Анохина способность к "опережающему отражению действительности". Как известно [2, 7, 11, 14 и др.], в условиях средних широт сезонные изменения окружающей среды оказывают значимое влияние на регуляцию циркадианных и цирканнуальных биоритмов организма.

Основными факторами, влияющими на изменение функционального состояния спортсменов, являются вид и уровень двигательной активности, и в частности ведущий механизм ее энергообеспечения: анаэробный или аэробный. Вопрос об особенностях регуляции функционального состояния организма на межсистемном уровне его интеграции в процессе адаптации к физическим нагрузкам анаэробной и аэробной направленности в настоящее время изучен недостаточно [3].

Поэтому можно полагать, что способ сочетания изменений факторов среды и динамики тренировочных воздействий будет существенно влиять на степень напряженности адаптационных механизмов, определяя тем самым "цену адаптации" [4]. При этом эффективность тренировочного процесса в решающей мере будет зависеть от соответствия ритмо-динамической структуры тренировочных воздействий анаэробной или аэробной направленности закономерным изменениям состояния организма под влиянием эндогенных ритмов и условий внешней среды. Изучение доступных публикаций свидетельствует об актуальности биологического обоснования рациональной организации тренировочного процесса различной направленности в условиях закономерной динамики состояния организма спортсмена [1, 2, 5].

Исходя из вышеизложенного, мы поставили перед собой следующую цель: изучить динамику уровня работоспособности и адаптационных возможностей спортсменов, использующих в своей подготовке упражнения преимущественно анаэробной или аэробной направленности, при различных сочетаниях тренировочных нагрузок с сезонными изменениями условий среды.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1) сравнить особенности динамики показателей работоспособности и адаптационных возможностей у спортсменов, использующих в своей подготовке упражнения преимущественно аэробного или анаэробного характера;

2) сравнить влияние соревновательных нагрузок в видах спорта с разным преимущественным развитием механизмов энергообеспечения двигательной активности в зависимости от их временного расположения в годичном цикле;

3) определить взаимосвязь между величиной тренировочных нагрузок, уровнем работоспособности и показателями адаптационных возможностей спортсменов в различные периоды годичного цикла.

Актуальность работы. Эффективность спортивной подготовки во многом зависит от выбора тренировочных средств и методов, которые направлены на развитие ведущих качеств спортсмена [14, 34,43,47].

Для того чтобы осуществлять непрерывный мониторинг за воздействием тренировочных нагрузок, тренер и спортсмены должны владеть оперативными методами, удобными для работы, а также использовать объективные показатели для оценки уровня работоспособности и её изменений под воздействием применяемых тренировочных средств.

Так, например, в качестве показателей достигаемого тренировочного эффекта могут быть использованы показатели уровня пульсовой стоимости упражнения, а в качестве показателя дозы выполненной нагрузки за определенный период времени должны быть использованы показатели суммарной пульсовой стоимости упражнений, выполненных за соответствующий период времени[6]. Непрерывно проводимая регистрация таких показателей позволяет решить на практике проблему квантификации нагрузок (от латинского "quantity"- количество), то есть точной количественной оценки выполняемой тренировочной работы. Без этого невозможно эффективное управление всем процессом спортивной тренировки.

Объект исследования. Методология педагогического контроля воздействия тренировочных нагрузок по показателям пульсовой стоимости упражнений.

Предметом исследования является разработка принципов нормирования тренировочных нагрузок по показателям пульсовой стоимости упражнения.

Гипотеза исследования. Пульсовая стоимость упражнения и её компоненты отражают ход энергетических процессов в упражнениях различной мощности, что предоставляет возможность точно установить физиологическую направленность тренировочного упражнения с учетом индивидуальных особенностей спортсмена.

Научная новизна исследования. В результате проведённых исследований установлена тесная зависимость показателей пульсовой стоимости от значений относительной мощности и предельной продолжительности упражнения. Возможность, провести нормирование тренировочных нагрузок и осуществлять строгий количественный контроль за их динамикой на различных этапах подготовки к ответственным соревнованиям.

Теоретическая значимость. Результаты исследования расширяют теоретические знания в области контроля и нормирования физических нагрузок различной направленности.

Практическая значимость работы заключается в том, что на основе результатов проводимых исследований становится возможным давать точные рекомендации по объёму и соотношению тех нагрузок, которые применяются на каждом этапе подготовки квалифицированных спортсменов с тем, чтобы достичь наибольшего прироста тренируемого показателя.

1. ПРОБЛЕМА АДАПТАЦИИ ТРЕНИРОВОЧНЫХ НАГРУЗОК В ТЕОРИИ И ПРАКТИКЕ СПОРТА

1.1 Основы теории адаптации и спортивной тренировки

Жизнь на всех ступенях ее развития - "постоянное приспособление к условиям существования" (И.М.Сеченов,1863), то есть жизнь непрекращающийся процесс адаптации к постоянно меняющимся условиям среды.

Термин "адаптация" принято понимать как процесс или свершившийся факт приспособления к чему-либо [6], причем свершившийся факт адаптации тот же автор в своей монографии характеризует всего лишь как "эффект количественного накопления определенных изменений".

На наш взгляд, для констатации свершившегося факта приспособления к чему-либо более логичным было бы использование терминов "адаптированность", "уровень адаптированности", что позволяет разделить понятия "процесс" и "результат".

Адаптация организма к постоянно изменяющимся условиям среды (внешним и внутренним) - безостановочно происходящий процесс приспособления организма к данным изменениям, призванный сохранять в нем гомеостатическое равновесие. "...Каждый организм представляет собой динамическое сочетание устойчивости и изменчивости, в котором изменчивость служит его приспособительным реакциям и, следовательно, защите его наследственно закрепленных констант" [1]. Физиологический смысл адаптации организма к внешним и внутренним воздействиям заключается именно в поддержании гомеостаза и, соответственно, жизнеспособности организма практически в любых условиях, на которые он в состоянии адекватно реагировать.

Абсолютная адаптированность организма к чему-либо - относительно нестабильное функциональное состояние, которое может быть достигнуто только при длительном [3] - в течение адаптационного периода - действии на него достаточно неизменного по силе и продолжительности стандартного раздражителя или суммы раздражителей [7].

Адаптационные изменения (более или менее выраженные) происходят в организме в ответ практически на любые изменения его внешней и внутренней cреды. Спортивная тренировка фактически является изменением условий существования организма спортсмена, призванным добиться в нем определенных спецификой спорта адаптационных изменений.

Адаптационные изменения могут носить и негативный или относительно негативный характер, в том числе и в случаях, когда речь идет о спорте. Так, увеличение процента содержания медленных волокон в мышцах спринтера вследствие избыточного применения в тренировках нагрузок аэробной направленности [24] может расцениваться как негативный эффект адаптационных изменений в ответ на данные нагрузки. О перераспределении клеточного фонда организма в результате адаптационных изменений в ответ на многолетние тренировочные нагрузки упоминает А.Н. Воробьев [8].

Теория адаптации неразрывно связана с работами H. Selye [1], посвященными изучению неспецифических адаптационных реакций организма на чрезмерные по силе воздействия (названные им стресс-реакциями) и возникающих при этом функциональных изменений (стресс-синдром) и состояний (стресс). Привлекательность предложенной им теории о роли стресса (реакции) в процессах адаптации организма оказалась так велика, что в дальнейшем окончательно и безоговорочно была принята огромной армией его последователей, в том числе и в спортивной науке[9.]. Достаточно типичны высказываемые в их работах мнения о том, что "нагрузка, чтобы оказать тренировочный эффект, должна оказывать стрессорное воздействие и ... стресс - типичное явление у спортсменов во время тренировочных и соревновательных нагрузок" [5].Однако еще в 60-е годы отдельными авторами было замечено, что "не все раздражители вызывают однотипную стандартную гормональную реакцию" и "стремление все неспецифические изменения, возникающие в ... организме, трактовать, как проявление стресс-реакции делает это понятие расплывчатым и крайне неопределенным" [10].

При этом собственно положения теории адаптации (основанные также на работах H. Selye [28] и развитые позднее Л.Х. Гаркави с соавт.[1], позволяющие характеризовать неспецифические механизмы адаптации и оценивать неспецифические функциональные состояния организма человека, возникающие в ответ на различные по силе воздействия, игнорируются едва ли не большинством спортивных педагогов, абсолютно необоснованно считающих единственной адаптационной реакцией организма стресс [11.].

Можно изучать адаптацию и говорить об адаптационных изменениях на субклеточном, клеточном, тканевом, органном и других уровнях, помня при этом, что процессы адаптации организма обеспечиваются даже не отдельными органами, а определенным образом организованными и соподчиненными между собой системами [1,2]. Более того, когда речь идет об адаптации организма к постоянно меняющимся (внешним и внутренним) условиям его существования, осмысление системных механизмов абсолютно необходимо. "...Именно результат функционирования системы является движущим фактором прогресса всего живого..." [1]. Количественные и качественные ответы организма в ответ на изменения среды, прежде всего, зависят от исходного состояния организма, силы и специфических качеств изменений среды (воздействия). "Исходное состояние" спортсмена обусловлено, с одной стороны, его генетическим потенциалом, с другой - реализацией данного потенциала в зависимости от предшествующих условий его жизнедеятельности. Кроме того, "исходное состояние" определяется уровнем и согласованностью функционирования систем организма и соответственно - организма в целом, находящегося в постоянно меняющихся условиях, в связи, с чем данный термин является в достаточной степени, искусственным, абстрактным понятием, характеризующим состояние организма в некий краткий, стремящийся к нулю отрезок времени. Данное обстоятельство обусловливает необходимость оценки "исходных состояний" не только в начале микро-, мезо - или макроцикла, но и перед каждым тренировочным занятием и в течение него с целью оценки уровня и направленности изменений, происходящих в процессе тренировки и физиологически обоснованного планирования и применения последующих тренировочных нагрузок.

При этом важна степень информативности методов и показателей, используемых для оценки функционального состояния организма. Действующий фактор - внешнее или внутреннее воздействие на организм - всегда рассматривается и оценивается во взаимодействии с биологическим объектом (организмом) и вне этого "взаимодействия" самостоятельной "стоимости" не имеет. Сила (величина) воздействия какого-либо фактора (суммы факторов) определяется сугубо индивидуальной реакцией на него каждого субъекта, зависящей не только от характеристик действующего фактора, но и от адаптационных возможностей данного субъекта и его функционального (исходного) состояния. Так, одна и та же доза (сила) воздействия даже для одного индивидуума (в зависимости от его состояний в разные периоды времени) может оказаться слабой, средней по силе, сильной или чрезмерной. То есть "одна и та же физическая нагрузка может вызвать у различных спортсменов или у одного и того же спортсмена при разных его функциональных состояниях неодинаковую реакцию"[12]. Спортивную тренировку следует рассматривать как процесс направленного приспособления организма (адаптации) к воздействию тренировочных нагрузок.

Рассмотрим адаптацию организма спортсмена к мышечной работе, так как в ее проявление существенный вклад вносят биохимические механизмы.

Общепринятым определением такой адаптации является следующее. Адаптация к мышечной работе - это структурно-функциональная перестройка организма, позволяющая спортсмену выполнять физические нагрузки большей мощности и продолжительности, развивать более высокие мышечные усилия по сравнению с нетренированным человеком. [13].

Биохимические и физиологические механизмы адаптации к физическим нагрузкам сформировались в ходе длительной эволюции животного мира и зафиксированы в структуре ДНК. Поэтому у каждого человека имеются врожденные механизмы адаптации, унаследованные от родителей. Такая врожденная адаптация называется генотипической. Таким образом, организм изначально обладает способностью адаптироваться к выполнению физической нагрузки. В принципе молекулярные механизмы адаптации одинаковы для любого организма. Однако уровень реализации отдельных адаптационных механизмов характеризуется значительными индивидуальными колебаниями и в существенной мере зависит от соматотипа и типа высшей нервной деятельности каждого индивида. Например, одни индивиды обладают выраженной способностью адаптироваться к выполнению кратковременных силовых или скоростных упражнений, но быстро утомляются при продолжительной работе. Другие же легко переносят длительные нагрузки невысокой мощности, но не могут развить большую силу и быстроту. Индивидуальные особенности генотипической адаптации необходимо учитывать при отборе для занятий отдельными видами спорта.

Адаптационные возможности в течение жизни индивида изменяются: у растущего организма с возрастом они увеличиваются, в зрелом возрасте стабилизируются и по мере старения снижаются. Особенно значительное увеличение адаптационных возможностей происходит при регулярном выполнении физических упражнений. Под влиянием систематических тренировок адаптационные механизмы совершенствуются, и уровень адаптации к мышечной работе значительно возрастает. Такой прирост адаптационных возможностей организма, наблюдаемый в течение его жизни, называется фенотипической адаптацией.

Структурно-функциональная перестройка организма, обеспечивающая адаптацию к физической работе, включает разнообразные процессы, касающиеся всех уровней организации организма, начиная от химических реакций и кончая высшей нервной деятельностью. Далее рассмотрим биохимические процессы, лежащие в основе адаптации спортсмена к тренировочным и соревновательным нагрузкам. [14].

1.2 Основные положения современной теории адаптации

Организм человека не является чем-то неизменным, а даже в достаточно короткие промежутки времени подвержен достаточной изменчивости прежде всего в связи с его динамически меняющимися функциональными состояниями [15], не говоря уже об относительно растянутой во времени гомеоретической изменчивости его гомеостатических констант [16]. Все эти процессы подчиняются строгим физиологическим законам, рассматривающим организм как единое целое со средой его существования - “организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него” [15]. При этом именно законы адаптации человеческого организма с учетом его генотипических и фенотипических особенностей являются определяющими в формировании тех или иных результатов любой деятельности человека, включая и его деятельность в спорте [10, 15].

Однако прежде чем представить основные положения современной теории адаптации [9]. Следует еще раз вернуться к теории функциональных систем П. К. Анохина (1935, 1958, 1968, 1970, 1980 и др.), лежащей в основе данной теории адаптации. В частности, по мнению С. Е. Павлова, необходимо обратить внимание на одно из высказываний великого физиолога: “Как целостное образование любая функциональная система имеет вполне специфические для нее свойства, которые в целом придают ей пластичность, подвижность и в какой-то степени независи-мость от готовых жестких конструкций различных связей, как в пределах самой центральной системы, так и в масштабе целого организма” [2,10]. Именно здесь кроется ошибка П. К. Анохина и это именно тот момент, который до настоящего времени обусловливал фактическую невозможность реального использования теории функциональных систем, как в физиологии, так и в других дисциплинах. П. К. Анохин (1958, 1968) наделил функциональные системы свойством практически безграничной лабильности (возможности неограниченного выбора компонентов для получения одного и того же “полезного результата”) и таким образом лишил функциональные системы присущих им черт функционально-структурной специфичности [9].

Тем не менее, функциональные системы обладают свойством относительной лабильности лишь на определенных этапах своего формирования, постепенно теряя это свойство к моменту окончательного формирования системы [9]. В этом случае целостные функциональные системы организма (по “внешнему” содержанию - его многочисленные поведенческие акты) становятся предельно специфичными и “привязываются” к вполне конкретным структурным образованиям организма [10]. Другими словами пробегание 100-метровой дистанции трусцой и с максимальной скоростью - две совершенно разные функциональные системы бега, обеспечиваемые различными структурными компонентами. Равно как примерами различных функциональных систем являются, например проплывания с одной скоростью, но разными стилями одной и той же дистанции. Более того, изменение любых параметров двигательного акта при сохранении одинакового конечного результата также будет свидетельствовать о “задействовании” в данных поведенческих актах различных функциональных систем, “собранных” из различных структурно-функциональных компонентов. Однако это положение не принимается сегодня спортивными педагогами (в противном случае им придется кардинальным образом пересмотреть свои позиции по вопросам теории и методики спортивной тренировки). Так В. Н. Платоновым (1988, 1997) в защиту концепции абсолютной лабильности функциональных систем приводятся данные о проплывании соревновательной дистанции Линой Качюшите, свидетельствующие лишь о том, что одного и того же конечного результата можно достичь при разной частоте гребковых движений. Однако, здесь г-н В. Н. Платонов проигнорировал как ряд положений теории функциональных систем П. К. Анохина (1935, 1958, 1968 и др.), описывающих особенности формирования целостных функциональных систем поведенческих актов, так и дополнения к теории функциональных систем, сделанные В. А. Шидловским (1978, 1982) и обязывающие оценивать не только конечный результат, но и максимум его параметров [9]. Указанные положения и дополнения требуют оценки максимума параметров всего рабочего цикла функциональной системы. Пример же, приведенный В. Н. Платоновым [16] свидетельствует лишь о том, что один и тот же конечный результат, может быть, достигнут с использованием различных функциональных систем. Не одно и то же идти за водой к колодцу во дворе или к роднику за несколько километров, хотя конечные результаты и той и другой деятельности - наличие воды в доме - будут одинаковыми [9].

Может показаться, что разногласия между различными авторами по вопросу лабильности функциональных систем несущественны. Однако в том числе ошибочная точка зрения по данному вопросу не дает возможности В. Н. Платонову (1988, 1997) и другим последователям Ф. З. Меерсона (1981) занять реальные физиологические позиции во взгляде на сущность процесса адаптации. С другой стороны принципиальная позиция по вопросу о лабильности функциональных систем и “придание” целостным функциональным системам абсолютной специфичности позволила внести обоснованные изменения в собственно теорию функциональных систем, раскрыть системные механизмы адаптации [18.] и доказать на практике [10,15] работоспособность предложенной теории адаптации [9].

С. Е. Павловым (2000) высказаны частичные возражения против принципа, проповедуемого Ф. З. Меерсоном (1981) и его последователями и провозглашающего “взаимосвязь функции и генетического аппарата”. К слову: приоритет в “открытии” данного принципа, беспрекословно отдаваемый Ф. З. Меерсону его многочисленными поклонниками и последователями сомнителен - еще Hunter в 1874 г. высказался о том, что каждая часть тела растет в результате физиологической потребности в функции этой части; о взаимосвязи функции и репаративной регенерации говорилось в работах исследователей, изучавших этот процесс у млекопитающих [19].]; по свидетельству того же Ф. З. Меерсона (1981), “…работа, демонстрирующая зависимость генетического аппарата мышечных клеток здорового организма от уровня их физиологической функции, была выполнена Р. Заком [R. Zak, 1962], который сопоставлял функцию трех различных мышц с интенсивностью синтеза белка и содержанием РНК в мышечной ткани”; аналогичные данные были получены A. Margreth, F. Novella (1964), показавшими, что “…концентрация РНК, соотношение белка и РНК и интенсивность синтеза белка в различных мышцах одного и того же животного находятся в прямой зависимости от функции этих мышц” [1]. К слову: вышеуказанный принцип, возведенный его “автором” в высшую степень уже в самой проповедуемой им теории адаптации (“адаптация - деадаптация - реадаптация”) отражает линейный, механистический и чрезмерно упрощенный подход Ф. З. Меерсона к изучению адаптационных процессов даже на клеточном уровне [9]. В организме в целом (в его различных тканях и органах) одномоментно могут протекать совершенно разнонаправленные процессы, определяемые реализованным в фенотипе генотипом, средовыми условиями и спецификой деятельности осуществляемой конкретным организмом. Указанные условия являются определяющими в получении некоего конечного результата любой (в том числе и спортивной) деятельности человека. Если условно выделить из них специфику осуществляемой деятельности, то можно с той же степенью условности сказать, что именно она, прежде всего, определяет специфику адаптационных изменений в организме человека. То есть, вопреки мнению Н. И. Волкова (1986): между задаваемой физической нагрузкой и достигаемым тренировочным эффектом всегда есть однозначное соответствие, обусловленное исключительно законами физиологии. И, кстати, именно знание физиологических законов не позволяет согласиться с сегодняшним мнением Н. И Волкова с соавторами (2000), свидетельствующим, что “адаптация к воздействию физических нагрузок происходит согласно общей биологической закономерности, описываемой зависимостью "доза - эффект"” и отражающим общие на сегодняшний день тенденции судить о процессе адаптации исключительно с неспецифических позиций [20].

Процесс адаптации при соблюдении вышеназванных условий протекает стадийно:

Стадия первичной экстренной мобилизации предсуществующих компонентов системы.

Стадия выбора необходимых системе компонентов.

Стадия относительной стабилизации компонентного состава функциональной системы.

Стадия стабилизации функциональной системы.

1.2.1 Некоторые критические замечания к теории адаптации

Теория адаптации в редакции Ф. З. Меерсона (1981), Ф. З. Меерсона, М. Г. Пшенниковой (1988) и В. Н. Платонова (1988, 1997) не способна дать ответ на целый ряд крайне важных для теории и практики вопросов [15,16]. В монографии С. Е. Павлова (2000) целая глава посвящена критическому анализу основных положений “господствующей” (по выражению автора) “теории адаптации”, основные претензии к которой со стороны указанного автора сводятся к следующему:

Неспецифические реакции в “теории адаптации” Ф. З. Меерсона (1981) и его последователей представлены исключительно “стрессом”, который к сегодняшнему дню в редакции большинства авторов напрочь лишен своего изначального физиологического смысла. С другой стороны, возвращение термину “стресс” его изначального физиологического смысла делает процесс адаптации в редакции Ф. З. Меерсона и его последователей дискретным, что уже противоречит и логике и законам физиологии;

“Теория адаптации” в редакции Ф. З. Меерсона (1981), Ф. З. Меерсона, М. Г. Пшенниковой (1988), В. Н. Платонова (1988, 1997) носит преимущественно неспецифическую направленность, что с учетом выхолощенности неспецифического звена адаптации не позволяет считать ее “работающей”;

Представления о процессе адаптации Ф. З. Меерсона (1981) и В. Н. Платонова (1988, 1997) носят недопустимо механистический, примитивный, линейный характер (адаптация-деадаптация-реадаптация), что не отражает сущности сложных, реально протекающих в живом организме физиологических процессов;

В “теории адаптации” проповедуемой Ф. З. Меерсоном (1981) и его последователями проигнорированы принципы системности при оценке происходящих в организме процессов. Более того, их позиция в отношении процесса адаптации никоим образом не может быть названа системной, а, следовательно, предложенная ими “теория адаптации” не применима для ее использования в исследовательской работе и практике;

Разделение единого процесса адаптации на “срочную” и “долговременную” адаптации физиологически необоснованно;

Терминологическая база “господствующей теории адаптации” не соответствует физиологическому содержанию происходящего в целостном организме процесса адаптации

Если встать на позиции “теории адаптации” Селье-Меерсона, то следует признать, что лучшими спортсменами во всех видах спорта должны быть культуристы - именно у них максимально развиты все группы мышц. Тем не менее, это не так. И кстати сегодняшнее понимание термина “тренированность” (в большей степени педагогического понятия) ни в коей мере не соответствует физиологическим реалиям как раз в связи с неприятием спортивно-педагогическим большинством физиологических реалий [1,9,10,15];

1.2.2 Теория функциональных систем П. К. Анохина

Впервые понятие системности в русской физиологии с целью исследования жизнедеятельности целого организма и в приложении к процессам высшей нервной деятельности ввел И. П. Павлов: “...Человек есть, конечно система, как и всякая другая в природе, подчиняющаяся неизбежным и единым для всей природы законам, но система в горизонте нашего научного видения, единственная по высочайшему саморегулированию ... система в высочайшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая” [9]. Вместе с тем, с расширением знаний о механизмах поведенческого акта, развитием и усовершенствованием методики исследований, с появлением новых фактов, вступавших в противоречие с канонами рефлекторной теории, ограниченной узкими рамками афферентно-эффекторных отношений, становилось все более ясно, что условный рефлекс, объясняющий тот или иной поведенческий акт по декартовской формуле “стимул-реакция” не может полностью объяснить приспособительный характер поведения человека и животных. Согласно классическому рефлекторному принципу, поведение заканчивается только действием, хотя важны не столько сами действия, сколько их приспособительные результаты [7,21].

Интенсивный рост числа результатов различных исследований способен привести исследователя к ощущению беспомощности перед половодьем аналитических фактов. Очевидно, что только нахождение какого-то общего принципа может помочь разобраться в логических связях между отдельными фактами и позволить на ином, более высоком уровне проектировать новые исследования. Системный подход в науке позволяет осмыслить то, чего нельзя понять при элементарном анализе накопленного в исследованиях материала. Системность - тот ключ, который позволяет соединить уровень целостного и уровень частного, аналитически полученного результата, заполнить пропасть, разделяющую эти уровни. Создание концепции функциональной системы - серьезнейшая задача, решение которой позволяет сформулировать принцип работы, находящийся, с одной стороны в области целостности и носящий черты интегративного целого, а с другой - в аналитической области. Функциональная система позволяет осуществлять исследование в любом заданном участке целого с помощью любых методов. Но эти исследования находятся в тесном единстве благодаря функциональной системе, показывающей, где и как ведутся данные исследования.

«Только физиологический анализ на уровне функциональной системы может охватить функцию целого организма в целостных актах без потери физиологического уровня трактовки ее отдельных компонентов» [7].

Отмечено множество попыток создания теории систем. Более того, коллективом авторов из NASA было даже предложено выделить специальную науку о "биологических системах" ("Biologikal Systems Science", 1971). Потребность введения целостного подхода при объяснении функций организма ощущалась большинством исследователей, но решалась ими различным образом.

Одними исследователями отрицалось наличие чего-либо специфического в целостной организации и делалась попытка объяснить ее, основываясь только на свойствах элементов целостных образований, что характерно для механистического подхода в понимании целого. Другая группа ученых допускала существование некоей неорганической силы, обладающей качеством “одухотворения” и формирования организованного целого, в большей или меньшей степени отстаивая виталистические позиции [22].

При всеобщем понимании необходимости системного подхода в оценке целостных и разрозненных функций живого организма (“Главные проблемы биологии ... связаны с системами и их организацией во времени и пространстве” - Н. Винер, 1964; “...поиски “системы” как более высокого и общего для многих явлений принципа функционирования могут дать значительно больше, чем только одни аналитические методы при изучении частных процессов” - П. К. Анохин, 1978) до настоящего времени нет единства в трактовке определения системности у различных авторов [В. В. Парин, Р. М. Баевский, 1966; М. М. Хананашвили, 1978; О. С. Андрианов, 1983; В. А. Шидловский, 1973, 1978, 1982; Ф. З. Меерсон, М. Г. Пшенникова, 1988; В. Н. Платонов, 1988, 1997; и др.]. Более того, попытки соблюсти принципы системности приобрели различные формы, среди которых выделены:

Количественно-кибернетический “системный” подход, рассматривающий биологические системы с позиций теории управления и широко использующий математическое моделирование физиологических функций в попытках выявления общих закономерностей.

Иерархический “системный” (или “системно-структурный”) подход, рассматривающий процессы взаимодействия отдельных частей в организме в плане их усложнения: от молекул - к клеткам, от клеток - к тканям, от тканей к органам и т. д. ...употребление термина уровни (“интегративные уровни”, “структурные уровни”, “иерархия систем” и др.)... находится в абсолютном противоречии с понятием “система”. ... ни в одной концепции уровни не обладают какой-либо функциональной архитектоникой. ... как способ соединения уровней, так и механизмы, удерживающие единство всей архитектуры целого, естественно, не могут быть найдены [23].

Анатомо-физиологический “системный” подход, отражающий объединение органов по их физиологическим функциям: “сердечно-сосудистая система”, “пищеварительная система”, “нервная система” и проч. При ... системном подходе вопрос идет об акценте не на каком-либо анатомическом признаке участвующего компонента, а на принципах организации многих компонентов (из многих анатомических систем) с непременным получением результата деятельности этой разветвленной гетерогенной системы [2,7

Едва ли есть хоть одно направление в современной науке, где так или иначе не употреблялся бы термин “система”, имеющий к тому же весьма древнее происхождение. Вместе с тем термин “система” в большинстве случаев употребляется как характеристика чего-то собранного вместе, упорядоченного, организованного, но при этом вне упоминания или даже “подразумевания” критерия, по которому компоненты собраны, упорядочены, организованы [П. К. Анохин, 1978]. В качестве примера: достаточно широко распространено употребление учеными и практиками в медицине и физиологии словосочетаний “сердечно-сосудистая система”, “легочная система” и др., что принимается ими самими за доказательство “системности” их образа мышления при анализе имеющегося некоего фактического материала. Представление о системе, как о взаимодействующих компонентах и, собственно, их взаимодействие “не может сформировать систему, поскольку анализ истинных закономерностей функционирования с точки зрения функциональной системы раскрывает скорее механизм “содействия” компонентов, чем их “взаимодействие”” и “...система, при своем становлении приобретает собственные и специфические принципы организации, не переводимые на принципы и свойства тех компонентов и процессов, из которых формируются целостные системы” [2]. Вместе с тем, “характерной чертой системного подхода является то, что в исследовательской работе не может быть аналитического изучения какого-то частичного объекта без точной идентификации этого частного в большой системе” [7].

Теория функциональной системы была разработана П. К. Анохиным (1935) в результате проводимых им исследований компенсаторных приспособлений нарушенных функций организма. Как показали эти исследования, всякая компенсация нарушенных функций может иметь место только при мобилизации значительного числа физиологических компонентов, зачастую расположенных в различных отделах центральной нервной системы и рабочей периферии, тем не менее, всегда функционально объединенных на основе получения конечного приспособительного эффекта. Такое функциональное объединение различно локализованных структур и процессов на основе получения конечного (приспособительного) эффекта и было названо “функциональной системой” [8]. При этом принцип функциональной системы используется как единица саморегуляторных приспособлений в многообразной деятельности целого организма. “Понятие функциональной системы представляет собой, прежде всего динамическое понятие, в котором акцент ставится на законах формирования какого-либо функционального объединения, обязательно заканчивающегося полезным приспособительным эффектом и включающего в себя аппараты оценки этого эффекта” [П. К. Анохин, 1958]. Ядром функциональной системы является приспособительный эффект, определяющий состав, перестройку эфферентных возбуждений и неизбежное обратное афферентирование о результате промежуточного или конечного приспособительного эффекта. Понятие функциональной системы охватывает все стороны приспособительной деятельности целого организма, а не только взаимодействия или какую-либо комбинацию нервных центров (“констелляция нервных центров” - А. А. Ухтомский, 1966) [24].

Согласно теории функциональных систем, центральным системообразующим фактором каждой функциональной системы является результат ее деятельности, определяющий в целом для организма нормальные условия течения метаболических процессов [П. К. Анохин, 1980]. Именно достаточность или недостаточность результата определяет поведение системы: в случае его достаточности организм переходит на формирование другой функциональной системы с другим полезным результатом, представляющим собой следующий этап в универсальном континууме результатов. В случае недостаточности полученного результата происходит стимулирование активирующих механизмов, возникает активный подбор новых компонентов, создается перемена степеней свободы действующих синоптических организаций и, наконец, после нескольких “проб и ошибок” находится совершенно достаточный приспособительный результат. Таким образом, системой можно назвать только комплекс таких избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношения принимают характер взаимосодействия компонентов для получения конкретного полезного результата [7].

Были сформулированы основные признаки функциональной системы как интегративного образования:

Функциональная система является центрально-периферическим образованием, становясь, таким образом, конкретным аппаратом саморегуляции. Она поддерживает свое единство на основе циклической циркуляции от периферии к центрам и от центров к периферии, хотя и не является “кольцом” в полном смысле этого слова.

Существование любой функциональной системы непременно связано с получением какого-либо четко очерченного приспособительного эффекта. Именно этот конечный эффект определяет то или иное распределение возбуждений и активностей по функциональной системе в целом.

Другим абсолютным признаком функциональной системы является наличие рецепторных аппаратов, оценивающих результаты ее действия. Эти рецепторные аппараты в одних случаях могут быть врожденными, в других это могут быть обширные афферентные образования центральной нервной системы, воспринимающие афферентную сигнализацию с периферии о результатах действия. Характерной чертой такого афферентного аппарата является то, что он складывается до получения самих результатов действия.

Каждый результат действия такой функциональной системы формирует поток обратных афферентаций, представляющих все важнейшие признаки (параметры) полученных результатов. В том случае, когда при подборе наиболее эффективного результата эта обратная афферентация закрепляет последнее наиболее эффективное действие, она становится “санкционирующей афферентаций” [2].

В поведенческом смысле функциональная система имеет ряд дополнительных широко разветвленных аппаратов.

Жизненно важные функциональные системы, на основе которых строится приспособительная деятельность новорожденных животных к характерным для них экологическим факторам, обладают всеми указанными выше чертами и архитектурно оказываются созревшими точно к моменту рождения. Из этого следует, что объединение частей функциональной системы (принцип консолидации) должно стать функционально полноценным на каком-то сроке развития плода еще до момента рождения [7].

Функциональная система всегда гетерогенна. Конкретным механизмом взаимодействия компонентов любой функциональной системы является освобождение их от избыточных степеней свободы, не нужных для получения данного конкретного результата, и, наоборот, сохранение всех тех степеней свободы, которые способствуют получению результата. В свою очередь, результат через характерные для него параметры и благодаря системе обратной афферентации имеет возможность реорганизовать систему, создавая такую форму взаимодействия между ее компонентами, которая является наиболее благоприятной для получения именно запрограммированного результата. Смысл системного подхода состоит в том, что элемент или компонент функционирования не должен пониматься как самостоятельное и независимое образование, он должен пониматься как элемент, чьи оставшиеся степени свободы подчинены общему плану функционирования системы, направляемому получением полезного результата. Таким образом, результат является неотъемлемым и решающим компонентом системы, создающим упорядоченное взаимодействие между всеми другими ее компонентами.

Все ранее известные формулировки систем построены на принципе взаимодействия множества компонентов. Вместе с тем элементарные расчеты показывают, что простое взаимодействие огромного числа компонентов, например, человеческого организма, ведет к бесконечно огромному числу степеней их свободы. Даже оценивая только число степеней свобод основных компонентов центральной нервной системы, но, принимая при этом во внимание наличие, по крайней мере, пяти возможных изменений в градации состояний нейрона [25], можно получить совершенно фантастическую цифру с числом нулей на ленте длиной более 9 км [7]. То есть простое взаимодействие компонентов реально не является фактором, объединяющим их в систему. Именно поэтому в большинство формулировок систем входит термин “упорядочение”. Однако, вводя этот термин, необходимо понять, что же “упорядочивает” “взаимодействие” компонентов системы, что объединяет эти компоненты в систему, что является системообразующим фактором. П. К. Анохин (1935, 1958, 1968, 1978, 1980 и др.) считает, что “таким упорядочивающим фактором является результат деятельности системы”. Согласно предложенной им концепции, только результат деятельности системы может через обратную связь (афферентацию) воздействовать на систему, перебирая при этом все степени свободы и оставляя только те, которые содействуют получению результата. “Традиция избегать результат действия как самостоятельную физиологическую категорию не случайна. Она отражает традиции рефлекторной теории, которая заканчивает “рефлекторную дугу” только действием, не вводя в поле зрения и не интерпретируя результат этого действия” [2]. “Смешение причины с основанием и смешение действия с результатами распространено и в нашей собственно повседневной речи” [26]. “Фактически физиология не только не сделала результаты действия предметом научно объективного анализа, но и всю терминологию, выработанную почти на протяжении 300 лет, построила на концепции дугообразного характера течения приспособительных реакций (“рефлекторная дуга”)” [П. К. Анохин, 1968]. Но “результат господствует над системой, и над всем формированием системы доминирует влияние результата. Результат имеет императивное влияние на систему: если он недостаточен, то немедленно эта информация о недостаточности результата перестраивает всю систему, перебирает все степени свободы, и, в конце концов, каждый элемент вступает в работу теми своими степенями свободы, которые способствуют получению результата” [9].

“Поведение” системы определяется, прежде всего, ее удовлетворенностью или неудовлетворенностью полученным результатом. В случае удовлетворенности системы полученным результатом, организм “переходит на формирование другой функциональной системы, с другим результатом, представляющим собой следующий этап в универсальном непрерывном континууме результатов” [2]. Неудовлетворенность системы результатом стимулирует ее активность в поиске и подборе новых компонентов (на основе перемены степеней свободы действующих синаптических организаций - важнейшего звена функциональной системы) и достижении достаточного приспособительного результата. Более того, одно из главнейших качеств биологической самоорганизующейся системы состоит в том, что система в процессе достижения окончательного результата непрерывно и активно производит перебор степеней свободы множества компонентов, часто даже в микроинтервалах времени, чтобы включить те из них, которые приближают организм к получению конкретного запрограммированного результата. Получение системой конкретного результата на основе степени содействия ее компонентов определяет упорядоченность во взаимодействии множества компонентов системы, а, следовательно, любой компонент может быть задействован, и войти в систему только в том случае, если он вносит свою долю содействия в получение запрограммированного результата. В соответствии с этим, в отношении компонентов, входящих в систему, более пригоден термин “взаимосодействия” [27], отражающий подлинную кооперацию компонентов множества отобранных ею для получения конкретного результата. “Системой можно назвать только комплекс таких избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношения принимают характер взаимосодействия компонентов для получения фокусированного полезного результата” [7]. Именно потому, что в рассматриваемой концепции результат оказывает центральное организующее влияние на все этапы формирования системы, а сам результат ее функционирования является, по сути, функциональным феноменом, вся архитектура системы была названа функциональной системой [2].

Следует подчеркнуть, что “функциональные системы организма складываются из динамически мобилизуемых структур в масштабе целого организма и на их деятельности и окончательном результате не отражается исключительное влияние какой-нибудь участвующей структуры анатомического типа”, более того, “компоненты той или иной анатомической принадлежности мобилизуются и вовлекаются в функциональную систему только в меру их содействия получению запрограммированного результата” [П. К. Анохин, 1978]. Введение понятия структуры в систему приводит к ее пониманию как чего-то жестко структурно детерминированного. Вместе с тем, именно динамическая изменчивость входящих в функциональную систему структурных компонентов является одним из ее самых характерных свойств. Кроме того, в соответствии с требованиями, которые функция предъявляет структуре, живой организм обладает крайне важным свойством внезапной мобилизуемости его структурных элементов.

“…Существование результата системы как определяющего фактора для формирования функциональной системы и ее фазовых реорганизаций и наличие специфического строения структурных аппаратов, дающего возможность немедленной мобилизации объединения их в функциональную систему, говорят о том, что истинные системы организма всегда функциональны по своему типу”, а это значит, что “функциональный принцип выборочной мобилизации структур является доминирующим” [10].

1.3 Биохимические закономерности адаптации к мышечной работе

С биологической точки зрения физическая подготовка представляет собой процесс направленной адаптации организма к тренировочным воздействиям. Нагрузки, применяемые в процессе физической подготовки, выполняют роль раздражителя, возбуждающего приспособительные изменения в организме. Тренировочный эффект определяется направленностью и величиной физиологических и биохимических изменений, происходящих под воздействием применяемых нагрузок.

Глубина происходящих при этом в организме сдвигов зависит от основных характеристик физической нагрузки:

интенсивности и продолжительности выполняемых упражнений;

количества повторений упражнений;

продолжительности и характера интервалов отдыха между повторением упражнений.

Определенное сочетание перечисленных параметров физических нагрузок приводит к необходимым изменениям в организме, к перестройке обмена веществ и, в конечном итоге, к росту тренированности. [28]

Адаптация организма к физическим нагрузкам носит фазный характер и в ней выделяют два этапа - срочная и долговременная адаптация.

Срочная адаптация. Основой срочной адаптации является структурно-функциональная перестройка, происходящая в организме непосредственно при выполнении физической работы. Целью этого этапа адаптации является создание мышцам оптимальных условий для их функционирования, и, прежде всего за счет увеличения их энергоснабжения.

Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации, и представляет собой непосредственный ответ организма на однократные воздействия физических нагрузок.

Необходимые для этого биохимические и физиологические сдвиги возникают под воздействием нервно-гормональной регуляции. Ранее отмечалось, что при выполнении мышечных нагрузок повышается тонус симпатического отдела вегетативной нервной системы. Следствием этого является увеличение скорости кровообращения и легочной вентиляции, приводящее к лучшему снабжению мышц и других органов, имеющих отношение к мышечной деятельности, кислородом и энергетическими субстратами. Большой вклад в развитие срочной адаптации вносят стрессорные гормоны - катехоламины и глюкокортикоиды.