Методология педагогического контроля воздействия тренировочных нагрузок

Существенную роль в этом процессе играют регуляторные депрессорные системы организма и, в частности, хининовая система, активация которой в тренированном организме предупреждает снижение кровотока в почках при максимальных нагрузках [35]. Повышение максимального уровня функционирования сердца сочетается при тренированности с экономизацией его функции в покое и при непредельных нагрузках, что характеризуется более низкими, чем в нетренированном организме в аналогичных условиях, значениями общей работы сердца, интенсивности функционирования его структур и соответственно меньшими энергетическими затратами. Это обусловлено, прежде всего, брадикардией покоя и меньшим приростом частоты сердцебиений при непредельных нагрузках, что связано с адаптационными изменениями пейсмекера и нейрогуморальной его регуляции [1].

Основу специфической адаптации составляют процессы восстановления растраченных во время мышечной работы энергетических ресурсов, разрушенных структур клеток, смещённого водно-электролитического баланса и др.

Наглядно проследить закономерности протекания восстановительных процессов можно на примере восстановления энергетических ресурсов организма, поскольку при физических нагрузках наиболее выраженные изменения обнаруживаются именно в сфере энергетического обмена.

Мышечная работа в зависимости от её интенсивности и длительности приводит к снижению уровня креатинфосфата в мышцах, а также к истощению запасов внутримышечного гликогена, гликогена печени и резервов жиров. Интенсивно протекающие после прекращения нагрузки процессы восстановления приводят к тому, что в определённый момент отдыха после работы уровень энергетических веществ начинает превышать исходный «дорабочий» уровень. Это явление получило название «суперкомпенсации» или «сверхвосстановление».

Фаза суперкомпенсации длится не вечно, уровень запасов энергетических веществ постепенно возвращается к норме, испытывая некоторые колебания возле состояния равновесия. Чем больше был расход энергии при работе, тем интенсивнее идёт восстановление и тем значительнее оказывается превышение исходного уровня в фазе суперкомпенсации. Однако это правило применимо лишь до какого-то предела. При истощающих нагрузках, приводящих к накоплению слишком большого количества продуктов распада, скорость восстановительных процессов уменьшается, фаза суперкомпенсации откладывается и оказывается выраженной в меньшей степени.

Похожим образом идёт восстановление не только энергетических, но и пластических ресурсов организма, и даже целых тренируемых функций. Выработка долговременной адаптации становится возможной только в том случае, если тренировки ведутся по определённым правилам, благодаря чему их эффекты суммируются.

Проведение повторных тренировок в фазе утраченной суперкомпенсации (слишком редкие тренировки) не сможет привести к закреплению тренировочного эффекта, поскольку каждая последующая тренировка проводится после возвращения функциональных возможностей организма к исходному уровню.

В свою очередь, слишком частые тренировки, прерывающие стадию восстановления до достижения эффекта суперкомпенсации, приводят к отрицательному взаимодействию тренировочных эффектов и к снижению функциональных возможностей организма. И только проведение повторных тренировок в фазе суперкомпенсации приводит к положительному взаимодействию тренировочных эффектов, закреплению следов срочной адаптации, росту тренируемой функции и формированию долговременной адаптации. [7].

2.3 Физиологические изменения в организме под влиянием физических нагрузок

Физические нагрузки могут вызывать в организме значительные изменения, в крайних случаях даже несовместимы с жизнью (то есть приводить к смерти), а могут весьма слабо влиять на протекающие в нем процессы. Это зависит от интенсивности и длительности физических нагрузок. Чем более интенсивна и длительна нагрузка, чем, соответственно, большие изменения она вызывает в организме. Длительность нагрузки измеряется в единицах времени (минутах, например).

Интенсивность нагрузки измеряется в единицах, оценивающих работу - ваттах, джоулях, калориях и других, сугубо физиологических единицах. Понять, что такое интенсивность работы, удобно на примере: в течение одной минуты можно идти спокойным шагом или бежать. Во втором случае интенсивность нагрузки будет выше, а длительность в обоих случаях одинакова. Интенсивность нагрузки зависит и от того, какое количество мышечной массы включается в работу. Чем больше это количество, тем интенсивнее работа.

Если нагрузка предельно интенсивна или длительна, то все структуры организма начинают работать на обеспечение такого высокого уровня жизнедеятельности. В этих условиях не остается ни одной системы, ни одного органа, которые были бы индифферентны по отношению к физической нагрузке. Одни системы увеличивают свою деятельность, обеспечивая мышечное сокращение, а другие - затормаживают, освобождая резервы организма. Даже малоинтенсивная мышечная работа никогда не является работой только одних мышц, это деятельность всего организма. Физиологические системы, увеличивающие свою деятельность во время мышечной работы и помогающие ее осуществлению, называют системами обеспечения мышечной деятельности.

Несмотря на различную природу процессов специфической адаптации, можно выделить общие закономерности их протекания. Основу специфической адаптации составляют процессы восстановления растраченных во время мышечной работы энергетических ресурсов, разрушенных структур клеток, смещённого водно-электролитического баланса и др.

Наглядно проследить закономерности протекания восстановительных процессов можно на примере восстановления энергетических ресурсов организма, поскольку при физических нагрузках наиболее выраженные изменения обнаруживаются именно в сфере энергетического обмена.

Изменения в энергетическом обмене. Мышечная работа в зависимости от её интенсивности и длительности приводит к снижению уровня креатинфосфата в мышцах, а также к истощению запасов внутримышечного гликогена, гликогена печени и резервов жиров. Интенсивно протекающие после прекращения нагрузки процессы восстановления приводят к тому, что в определённый момент отдыха после работы уровень энергетических веществ начинает превышать исходный "дорабочий" уровень. Это явление получило название "суперкомпенсации" или "сверхвосстановление" (рисунок 1).

Рисунок 1

Изменения в энергетическом обмене

При истощающих нагрузках, приводящих к накоплению слишком большого количества продуктов распада, скорость восстановительных процессов уменьшается, фаза суперкомпенсации откладывается и оказывается выраженной в меньшей степени.

Фаза суперкомпенсации длится не вечно, уровень запасов энергетических веществ постепенно возвращается к норме, испытывая некоторые колебания возле состояния равновесия. Чем больше был расход энергии при работе, тем интенсивнее идёт восстановление и тем значительнее оказывается превышение исходного уровня в фазе суперкомпенсации. Однако это правило применимо лишь до какого-то предела.

Похожим образом идёт восстановление не только энергетических, но и пластических ресурсов организма, и даже целых тренируемых функций. Напряжение в ходе физической нагрузки систем, ответственных за реализацию той или иной функции, сначала приводит к снижению функциональных возможностей организма, но затем во время отдыха достигается состояние суперкомпенсации тренируемой функции.

Оно длится определённое время, а ещё через какое-то время, при отсутствии повторных приводит к снижению функциональных возможностей организма, но затем во время отдыха достигается состояние суперкомпенсации тренируемой функции, длящееся определённое время, а ещё через какое-то время, при отсутствии повторных нагрузок, уровень тренируемой функции вновь снижается, - то есть наступает фаза утраченной суперкомпенсации (смотреть рисунок 1).

Выработка долговременной адаптации становится возможной только в том случае, если тренировки ведутся по определённым правилам, благодаря чему их эффекты суммируются.

Проведение повторных тренировок в фазе утраченной суперкомпенсации (слишком редкие тренировки) (рисунок 2) не сможет привести к закреплению тренировочного эффекта, поскольку каждая последующая тренировка проводится после возвращения функциональных возможностей организма к исходному уровню.

Рисунок 2

Изменения в энергетическом обмене

В свою очередь, слишком частые тренировки, прерывающие стадию восстановления до достижения эффекта суперкомпенсации (рис. 3) приводят к отрицательному взаимодействию тренировочных эффектов и к снижению функциональных возможностей организма.

Рисунок 3

Изменения в энергетическом обмене

И только проведение повторных тренировок в фазе суперкомпенсации (рисунок 4) приводит к положительному взаимодействию тренировочных эффектов, закреплению следов срочной адаптации, росту тренируемой функции и формированию долговременной адаптации.

Рисунок 4

Повторные тренировки фазы суперкомпенсации

Длительность нагрузки измеряется в единицах времени (минутах, например). Интенсивность нагрузки измеряется в единицах, оценивающих работу - ваттах, джоулях, калориях и других, сугубо физиологических единицах. Понять, что такое интенсивность работы, удобно на примере: в течение одной минуты можно идти спокойным шагом или бежать. Во втором случае интенсивность нагрузки будет выше, а длительность в обоих случаях одинакова. Интенсивность нагрузки зависит и от того, какое количество мышечной массы включается в работу. Чем больше это количество, тем интенсивнее работа.

Физиологические изменения в сердечно-сосудистой системе. К сердечно-сосудистой системе относятся сердце, кровеносные сосуды и лимфатическая система. Основной функцией сердечно-сосудистой системы является обеспечение тока физиологических жидкостей - крови и лимфы. Движение крови и лимфы - обязательное условие для жизни высших организмов. Движение крови обеспечивается работой сердца (сокращением сердечной мышцы). Движение лимфы обеспечивается иными механизмами, о которых речь пойдет ниже. Часто сердечно сосудистую систему называют системой кровообращения. Из основной функции вытекают другие функции сердечно-сосудистой системы: Обеспечение клеток питательными веществами и кислородом. Удаление из клеток продуктов жизнедеятельности. Участие в процессах терморегуляции и обеспечение равномерного распределения температуры тела. Обеспечение перераспределения крови между работающими и неработающими органами Выработка и передача в кровоток клеток иммунитета и иммунных тел.

Другие функции, описание которых достаточно сложно, поэтому не приводится. Существует еще одна классификация нервной системы, независимая от первой. По этой классификации нервную систему подразделяют на соматическую и вегетативную.

Соматическая часть нервной системы в большой степени контролируется нашим сознанием. То есть мы способны по своему желанию согнуть или разогнуть руку, ногу и так далее. Однако мы неспособны сознательно прекратить восприятие, например, звуковых сигналов.

Вегетативная нервная система - это часть нервной системы, которая управляет процессами обмена веществ, роста и размножения клеток, то есть функциями - общими и для животных, и для растительных организмов. В ведении вегетативной нервной системы находится, например, деятельность внутренних органов и сосудов. Вегетативная нервная система практически не контролируется сознанием, то есть мы не способны по своему желанию снять спазм желчного пузыря, остановить деление клетки, прекратить деятельность кишечника, расширить или сузить сосуды.

Основные процессы, происходящие в нервной системе во время интенсивной физической нагрузки. Формирование в головном мозге модели конечного результата деятельности. Формирование в головном мозге программы предстоящего поведения. Восприятие информации о том, каким образом происходит сокращение мышц, работа других органов, как изменяется окружающая обстановка. Анализ информации, поступающей от структур организма и окружающей обстановки. Внесение при необходимости коррекций в программу поведения, генерация и посылка новых исполнительных команд мышцам.

Железы внутренней секреции. Изменения активности желез внутренней секреции во время мышечной деятельности зависят от характера выполняемой работы, ее длительности и интенсивности. В любом случае эти изменения направлены на обеспечение максимальной работоспособности организма. Даже если организм еще не начал выполнять мышечную работу, но готовится к ее осуществлению (состояние спортсмена перед стартом), в организме наблюдаются изменения в деятельности желез внутренней секреции, характерные для начала работы, данные указаны в таблицах 1,2

Таблица 1

Изменения при значительных мышечных нагрузках

Изменение секреции гормона	Физиологический эффект
Гормоны, содержание которых повышается
Повышается выделение адреналина и норадреналина мозгового вещества надпочечников	Повышается возбудимость нервной системы, увеличивается частота и сила сердечных сокращений, увеличивается частота дыхания, расширяются бронхи, расширяются кровеносные сосуды мышц, головного мозга, сердца, сужаются кровеносные сосуды неработающих органов, увеличивается скорость распада веществ, освобождая энергию для мышечного сокращения.
Повышается выделение гормона роста (соматотропного гормона) гипофиза	Усиливается распад жиров в жировой ткани, облегчается их использование как источника энергии для мышечного сокращения. Облегчается усвоение клетками питательных веществ.
Повышается выделение гормона гипофиза, стимулирующего деятельность коркового вещества надпочечников (адренокортикотропного гормона).	Увеличивается выделение гормонов коркового вещества надпочечников.
Повышается выделение глюкокортикоидов и минералокортикоидов коркового вещества надпочечников	Под влияние глюкокортикоидов увеличивается скорость образования углеводов в печени и выход углеводов из печени в кровяное русло. Под влиянием минералокортикоидов происходит задержка воды и натрия в организме и увеличивается выделение калия из организма.
Повышается выделение вазопрессина задней доли гипофиза.	Сужаются кровеносные сосуды, обеспечивая дополнительный резерв крови для работающих мышц. Уменьшается выделение воды почками, что предотвращает организм отобезвоживания.
Повышается выделение глюкагона внутрисекреторных клеток поджелудочной железы.	Облегчается распад углеводов и жиров в клетках, выход углеводов и жиров из мест их хранения в кровь, откуда они могут быть использованы мышечными клетками в качестве источника энергии.

Таблица 2

Изменения при значительных мышечных нагрузках

Изменение секреции гормона	Физиологический эффект
Гормоны, содержание которых снижается
Снижается выделение гонадотропного гормона гипофиза (гормона регулирующего деятельность половых желез).	Уменьшается активность половых желез.
Снижается выделение половых гормонов половых желез (при силовой нагрузке содержание тестостерона может повышаться, особенно в восстановительный период).	Уменьшается специфическое действие половых гормонов.
Снижается выделение аналогов половых гормонов коркового вещества надпочечников	Уменьшается специфическое действие половых гормонов
Снижается выделение инсулина внурисекреторных клеток поджелудочной железы.	Блокируется отложение углеводов в запас, что облегчает их использование в качестве источника энергии для мышечного сокращения

Изменения в деятельности других желез внутренней секреции малозначительны или недостаточно изучены.

Изменения при истощающей физической нагрузке.

Если мышечная работа чрезмерно длительна и или интенсивна, возможности практически всех желез внутренней секреции выделять свои гормоны истощаются. В этих условиях основной задачей системы желез внутренней секреции становится не поддержание максимальной работоспособности, а сохранение внутренней среды организма в пределах, совместимых с жизнью. Снижается выделение половых гормонов половых желез (при силовой нагрузке содержание тестостерона может повышаться, особенно в восстановительный период). В частности, для этих целей повышается выделение тирокальцитонина щитовидной железы, вызывая снижение возбудимости центральной нервной системы и мышечного аппарата. Поскольку без гормональной поддержки протекание физиологических процессов невозможно, истощение желез внутренней секреции в результате выполнения чрезвычайно тяжелой или длительной работы является одним из факторов, обуславливающих ее прекращение.

2.4 Особенности адаптации юношеского организма к тренировочным нагрузкам

Адаптационные реакции формируются значительно быстрее у юных спортсменов, имеющих непродолжительный стаж занятий спортом. Применение в их тренировке упражнений и программ, не предъявляющих предельных или околопредельных требований к функциональным системам, вызывает бурную реакцию со стороны органов и систем, достаточную для стимуляции адаптационных реакций [33].

Для детей характерно более быстрое развитие утомления при повышающейся интенсивности мышечной работы, что связано, прежде всего, с большей у них по сравнению с взрослыми напряженностью функционирования системы кровообращения и дыхания и меньшим коэффициентом полезного действия их организма.

Восстановительный период после малых и средних нагрузок протекает у детей быстрое, чем у взрослых, что обусловлено, видимо, большей мобильностью вегетативных центров. После интенсивных, продолжительных нагрузок у них, наоборот, отмечается замедление восстановительных процессов, особенно выраженное в подростковом возрасте [34].

Процесс врабатывания сердца у детей носит сложный и гетерохронный характер. Увеличение ЧСС в самом начале мышечной работы выражено не так резко, как у взрослых. В целом же период врабатывания сердца по ЧСС у детей короче, чем у взрослых. Кроме того, у них намечается отставание перестройки электрических процессов миокарда от механических, что свидетельствует о недостаточной срочности рефлекторной регуляции метаболизма миокарда. Это подтверждается и более медленной у них перестройкой фазовой структуры сердечного сокращения на гипердинамический режим. Не случайно, что у них скорость подъема АД меньше, чем у взрослых [20].

Состояние устойчивой работоспособности у детей достигается более выраженным, чем у взрослых, учащением сердцебиений и дыханий при меньшем росте АД и глубины дыхания.

Поскольку в процессе полового созревания осуществляется перестройка нервной и гуморальной регуляции дыхания, внешнее дыхание подростков отличается большой вариабельностью параметров. При этом мышечная нагрузка у детой сопровождается большим напряжением вегетативных функций и осуществляется с меньшим коэффициентом полезного действия, о чем свидетельствуют данные легочной вентиляции, поглощения кислорода из литра вентилируемого воздуха, а также такие показатели, как кислородный пульс, ватт/пульс и др. [4].

В практике спорта следует учитывать, что у детей при последовательном выполнении ряда возрастающих нагрузок нередко реакция на первую (более слабую) нагрузку бывает такой же, как и на вторую (вдвое большую), или даже более выраженной [2].

Комплексному подходу, с одновременным изучением состояния сердечно-сосудистой, нервно-мышечной, дыхательной, выделительной и прочих систем, как более точному в управлении тренировочном процессе, следует всегда отдавать предпочтение при врачебно-педагогических наблюдениях за юными спортсменами. Как же интерпретировать получаемые при этом данные?

Признаками благоприятной реакции организма на нагрузку являются:

1. Увеличение ЧСС и величины АД во время выполнения упражнений максимальной интенсивности при неизменном или несколько сниженном минимальном АД.

2. Быстрое возвращение указанных параметров к исходному уровню.

3. Стабильность или повышение мышечной силы, ЖЕЛ и других функциональных показателей в точение всей тренировки (допускается снижение ЖЕЛ на 100-200 мл и силы мышц кисти на 3-8 кг, что расценивается как признак незначительного утомления).

4. Сохранение работоспособности до конца тренировки.

Признаками же чрезмерной нагрузки, которые должны насторожить врача и тренера, будут:

1. Неустойчивость или извращение кривой пульса, дыхания и АД (нередко на графике создается своеобразный перекрест - ножницы: максимальное АД в период наибольшей нагрузки падает, минимальное АД, ЧСС и дыхания увеличиваются). Снижение пульсового давления (разница между максимальным и минимальным АД) характеризует крайнюю степень утомления сердца.

2. Снижение ЖЕЛ на 30-500 мл и мышечной силы к концу тренировки.

3. Значительное ухудшение результатов пробы Штанга, Розенталя, Ромберга, резкое учащение ЧСС при ортостатической пробе.

4. На электрокардиограмме - нарушение ритма, функции проводимости, снижение амплитуды зубцов.

5. Изменение в картине крови, в частности снижение содержания гемоглобина и количества эритроцитов, лейкоцитов с резким сдвигом влево, уменьшение лимфоцитов, исчезновение эозинофилов, появление большого количества белка в моче.

Недостаточный уровень тренированности или отсутствие у спортсменов способности в течение нужного времени поддерживать достаточно высокий функциональный уровень организма характеризуется неустойчивыми результатами при выполнении нагрузок (результативность то повышается, то снижается) и большими колебаниями изучаемых физиологических параметров. О недостаточной специальной тренированности, связанной нередко и с переутомлениями, говорит сочетание сохраняющейся или снижающейся от повторения к повторению работоспособности со значительным ухудшением приспособляемости и нагрузкам [36].

Системная организация адаптивных реакций предполагает возможность их осуществления и на уровне физиологически и морфологически незрелого организма. Концепция системогенеза П.К. Анохина дает этому следующее объяснение: в ходе индивидуального развития ребенка адаптируются системы, обеспечивающие его выживание. При оценке адаптивных возможностей детей и подростков к физической нагрузке необходимо выделять не столько абсолютные сдвиги в работе отдельных систем и органов, сколько показатели их согласованности, интегративной функции, обеспечивающей сам адаптационный эффект. Чем выше уровень интеграции, координированности сложных регуляторных процессов, тем эффективнее адаптация [1].

У подростков-акселератов, имеющих большую массу, опорно-двигательный аппарат вполне удовлетворительно адаптируется к физическим нагрузкам. Вместе с тем у отдельных представителей этого типа может быть непропорционально малое сердце, которое приспосабливается к мышечной работа хуже, чем нормальное. На фоне совершенной адаптации одних систем может сохраняться сравнительно слабый адаптационный эффект со стороны других систем и органов [34].

Слабые звенья адаптации могут быть результатом врожденных задатков, как, например, уже рассмотренное гипоэволютивное сердце. Но могут приобретаться и самим спортсменом. Это наблюдается в тех случаях, когда нарушается тренировочный режим, допускаются ошибки в распределении нагрузки на длительный период тренировки. Так, если юному спортсмену предлагаются уже на ранних этапах спортивной специализации чрезмерные нагрузки для выполнения разрядных норм, может наступить перенапряжение. При этом будет страдать не только сердце, по и другие органы (печень, почки иммунная система). Или, например, в результате частых переохлаждений во время тренировок возникают хронические воспалительные процессы верхних дыхательных путей. Дальнейший спортивный рост в этом случае будет зависеть от того, как скоро спортсмен избавится от простудных заболеваний [25].

Рост тренированности у юных спортсменов сопровождается менее выраженным, чем у взрослых, уменьшением ЧСС, при этом наблюдается увеличение периода напряжения в покое. Однако по отношению к увеличивающемуся в процессе тренировки сердечному циклу период изгнания у тренированных спортсменов уменьшается, т.е. у них наблюдаются признаки регулируемого варианта гиподинамии, отсутствующие у нетренированных детей. Изменение продолжительности и соотношения отдельных фаз сердечного сокращения свидетельствует о том, что у юных спортсменов, специализирующихся в видах спорта, требующих преимущественного развития выносливости, наблюдаются закономерные изменения, отражающие повышение экономичности работы сердца в условиях относительного мышечного покоя и при мало интенсивной мышечной работе. Изменение соотношения фаз сердечного сокращения может служить показателем адаптации к тренировочным нагрузкам [4, 5].

При планировании тренировочных нагрузок юным спортсменам необходимо учитывать, что кислородный долг у них возрастает быстрее: выполнение равной с взрослыми тренировочной нагрузки приводит у подростков и юношей к большему накоплению молочной кислоты в мышцах [6].Теоретические предпосылки раскрытия потенциальных резервов адаптации детей и подростков к спортивным нагрузкам мы находим в трудах отечественных и зарубежных ученых, рассматривающих человеческий организм как целостную функциональную систему. В функциональной системе заложены предпосылки для обеспечения полноценного функционирования с получением полезного адаптивного результата на всех этапах возрастного развития. Такими потенциальными предпосылками являются целостность системы, структурное ее соответствие функции, соподчиненность различных уровней системы (иерархичность), внешние и внутренние связи.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Влияние тренировочных нагрузок анаэробной и аэробной направленности на работоспособность студентов

Для оценки влияния на организм различных форм двигательной активности в условиях сезонных изменений внешней среды нами были выбраны спортсмены следующих видов спорта - кекушинкай каратэ-до и велосипедного спорта, лыжных гонок, различающихся по характеру энергетического метаболизма (анаэробный и аэробный).

На протяжении двух лет наблюдений было обследовано в динамике 100 мужчин-спортсменов (68 борцов и 32 велосипедистов) в возрасте 16-24 лет. Обследованные имели спортивную квалификацию от 1-го разряда до МСМК. Наблюдения осуществлялись в различные сезоны годичного цикла в соответствии с программой подготовки спортсменов к соревнованиям.

При интерпретации показателей состояния спортсменов учитывали не только величину и характер распределения тренировочных нагрузок в макроцикла, но и ежегодную динамику условий естественного освещения.

Для этого согласно сезонной динамике продолжительности светового дня и суточных изменений фотопериода в каждом годичном микроцикле подготовки было выделено восемь качественно своеобразных и различных по продолжительности периодов.

Первый и пятый периоды (декабрь и июнь соответственно) характеризуются минимальными и максимальными значениями продолжительности светлой части суток при минимальных величинах их суточных изменений.

Второй и шестой периоды (январь - начало февраля и июль - первая половина августа) характеризуются прогрессивным увеличением и уменьшением длительности дня соответственно.

Третьему и седьмому периодам (середина февраля - конец апреля и конец августа - октябрь) свойственно стабильное увеличение или уменьшение продолжительности светлой части суток.

Четвертый и восьмой периоды (май и ноябрь соответственно) характеризуются регрессивным увеличением и уменьшением длительности дня. Наши исследования охватывали семь сезонных интервалов, различающихся по уровню суточной динамики фотопериода, исключая период прогрессивного уменьшения длительности светлой части суток (июль-август). Данное обстоятельство было обусловлено традиционной подготовкой спортсменов в этот период вне города.

У каждого из обследуемых спортсменов на различных этапах подготовки помимо характеристик тренировочных нагрузок [15, 20] определяли уровень максимального потребления кислорода (МПК) при выполнении велоэргометрической нагрузки, а также лейкоцитарную формулу крови. Валидность индивидуальных значений МПК оценивали по отношению ЧСС во время нагрузки к ЧССмакс. и дыхательному коэффициенту на последней ступени нагрузки [9].

Эффективность тренировочных занятий легче анализировать, если вместе с учетом объема нагрузки и интенсивности упражнений ведется и дневник самоконтроля. Это позволяет также и своевременно корректировать план. Рекомендуется проводить предварительный, текущий и итоговый учеты по следующей форме (таблица 3).

Таблица 3

Форма ежемесячного учета тренировочной работы

Характер нагрузки	№ занятия	Месяц	Число,	Отметка о выполнении
Объем (км, кг, т)		Сентябрь	1,2,3	План выполнен
Интенсивность (ЧСС за 10 с)				План выполнен

Комплексная оценка эффективности самостоятельных занятий и улучшения состояния здоровья проводилась по описанному выше методу

Каждый из исследуемых вел дневник самоконтроля, где своевременно указывались все данные учета.

3.2 Адаптация к аэробным тренировочным нагрузкам

В результате регулярно повторяющихся аэробных нагрузок, например, в результате ежедневного плавания или бега трусцой, происходит повышение выносливости. Последнее обусловлено целым рядом адаптационных реакций в ответ на тренировочные стимулы. Одни из них происходят в самих мышцах, другие обусловливаются изменениями в системах энергообеспечения, третьи, связаны с улучшением функций сердечно - сосудистой системы.

Регулярно повторяющиеся сокращения мышечных волокон вызывают изменения в их структуре и функции. Эти изменения, возникающие под влиянием тренировочных занятий, направленных на развитие выносливости, связанное с формированием определенного типа мышечных волокон, увеличением количества капилляров, повышением содержания миоглобина, улучшением функций митохондрий и окислительных ферментов[34].

Аэробные виды деятельности, например, бег трусцой или езда на велосипеде с невысокой интенсивностью, в основном "обслуживаются" медленно сокращающимися волокнами (МС-волокна). Под влиянием тренировки аэробного типа этих волокон в работающих мышцах становятся на 7 - 22 % больше, чем быстро сокращающихся волокон (БС-волокна) [32]. Однако размеры волокон значительно различаются у разных спортсменов.

У некоторых из них могут присутствовать необычно большие МС-волокна, у других - аналогично большие БС-волокна. Следует отметить, что размеры волокон у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта, по-видимому, мало связаны с уровнем их аэробных возможностей. Размеры волокон могут играть большую роль в видах спорта, требующих проявления значительной силы и мощности, таких, как спринтерский бег и тяжелая атлетика. В них приоритет имеют спортсмены с более крупными БС мышечными волокнами[30].

Как показывают результаты многих исследований, тренировочные нагрузки, направленные на развитие выносливости, не изменяют в сколь - либо значительной степени соотношение между - БС - и МС-волокнами [34]. Вне всякого сомнения, БС-волокна при длительных упражнениях используются реже, чем волокна типа "а". Именно поэтому у них наблюдаются сниженные аэробные способности. Длительные физические нагрузки со временем могут привести к увеличению их рекрутированности, вынуждая их функционировать подобно волокнам типа "а". Как показывают результаты последних исследований физические нагрузки, направленные на развитие выносливости, могут привести к тому, что некоторые БСб-волокна приобретут определенные свойства волокон типа БСа. Но причины и последствия такого изменения пока не выяснены. Вероятно, превращение БС-волокон типа "б" в тип "а" просто отражает более интенсивное использование БС-волокон при длительных изнурительных тренировочных нагрузках.

Одной из наиболее важных адаптационных реакций на нагрузки, направленной на развитие выносливости, является увеличение числа капилляров вокруг каждого мышечного волокна. В мышцах ног человека, занимающегося циклическими видами спорта, количество капилляров на 5 -- 10 % больше, чем у малоподвижных индивидуумов [22]. Чем больше спортсмен тренируется, тем больше увеличивается (до 15 %) количество капилляров в наиболее нагружаемых мышцах. Увеличение количества капилляров улучшает скорость газообмена и теплообмена в мышцах, ускоряет выведение продуктов распада и улучшает обмен питательных веществ между кровью и работающими мышечными волокнами. Значительное увеличение количества капилляров в работающих мышцах наблюдается через несколько недель или даже месяцев тренировочных занятий[29].

Содержание миоглобина. Кислород, поступающий в мышечные волокна, связывается с миоглобин - соединением, близким по своей структуре и функциям к гемоглобину крови. Это содержащее железо соединение обеспечивает доставку молекул кислорода от клеточной мембраны к митохондриям. Миоглобин в большом количестве содержится в МС-волокнах, обеспечивая их красноватую окраску (миоглобин - пигмент, окрашивающийся в красный цвет при связывании с кислородом). БС-волокна обладают высокой гликолитической способностью, поэтому они содержат незначительное количество миоглобина и имеют более светлую окраску. Миоглобин поставляет кислород к митохондриям, когда его запасы при выполнении мышечных сокращений истощаются. Этот резерв кислорода используется при переходе от состояния покоя к выполнению физической нагрузки.

Тренировочные нагрузки, направленные на развитие выносливости, увеличивают содержание миоглобина в мышцах на 75-80%.

Эту адаптационную реакцию можно считать благоприятной, поскольку она повышает способность мышц осуществлять окислительный метаболизм. Как известно аэробное образование энергии осуществляется в митохондриях. В этой связи неудивительно, что тренировка, направленная на развитие выносливости, вызывает изменения функции митохондрий, повышая способность мышечных волокон образовывать АТФ. Способность использовать кислород и образовывать АТФ путем окисления зависит от количества, размера и производительности митохондрий мышц. Тренировка, направленная на развитие выносливости, положительно влияет на все три переменные.

Увеличение размеров и количества митохондрий повышает аэробные возможности мышц. Интенсивность этих изменений возрастает в результате повышения окислительной производительности митохондрий. Окислительная производительность митохондрий и конечное образование АТФ зависят от действия митохондриальных ферментов.

Тренировка, направленная на увеличение выносливости, оказывает значительное влияние на активность таких мышечных ферментов, как сукцинатдегидрогеназа и цитратсинтаза[35]. Повышение активности этих окислительных ферментов в мышцах вследствие тренировок отражает влияние как со стороны увеличения количества и размеров мышечных митохондрий, так и со стороны повышения способности к образованию АТФ. На первых порах увеличение активности ферментов совпадает с повышением уровня maxVo2. Однако в настоящее время нет достоверных сведений о том, существует ли между ними причинно-следственная взаимосвязь. Кроме того, неизвестно, почему физические нагрузки повышают активность окислительных ферментов скелетной мышцы. Более того, не совсем ясно значение такого повышения ферментативной активности. В любом случае указанные изменения можно рассматривать в качестве факторов, имеющих определенное значение как для утилизации кислорода тканями во время мышечной деятельности, так и для обеспечения эффекта "экономии" гликогена. И то, и другое может стимулировать интенсификацию мышечной деятельности, которая требует проявления выносливости. В то же время существует лишь слабая взаимосвязь между активностью окислительных ферментов и увеличением уровня maxVo2 [35].

Систематическая аэробная тренировка предъявляет повышенные требования к мышечным запасам гликогена и жиров. Естественно, что организм в результате тренировки адаптируется к подобным повторяющимся стимулам, повышая эффективность образования энергии и снижая вероятность возникновения утомления.

Мышечный гликоген довольно активно используется во время интенсивных физических нагрузок[40]. После завершения тренировочного занятия истощенные запасы гликогена восполняются. При адекватном отдыхе и потреблении достаточного количества углеводов с продуктами питания в тренированных мышцах накапливается значительно больше гликогена, чем нетренированных, и это сопровождается увеличением выносливость спортсменов.

Кроме значительных запасов гликогена, тренированная на выносливость мышца содержит также большее количество жиров в форме триглицеридов. Результаты исследований показывают, что после 8 недель занятий содержание триглицеридов в мышцах увеличивается в 1,8 раза [22].

Кроме того, следует отметить, что у лиц, прошедших тренировку на увеличение выносливости, повышается активность многих мышечных ферментов, которые участвуют в 3-окислении жиров. Данный факт позволяет тренированной мышце более эффективно сжигать жиры, снижая тем самым потребность в использовании мышечных запасов гликогена.

Американский исследователь Б. Иссекут с коллегами выяснили, что увеличение количества свободных жирных кислот в крови позволяет мышцам сжигать больше жиров, чем углеводов [105]. При выполнении работы определенной интенсивности тренированным и нетренированным человеком, обнаруживается, что организм первого, как правило, использует в качестве источника энергии больше жиров, чем углеводов, нежели организм второго[11, 34, 40].

Тренировочные нагрузки аэробного воздействия вызывают выраженные адаптационные изменения в реакциях сердечно-сосудистой системы, так в частности, отмечается выраженные изменения следующих ее параметров[5 9]:

1. увеличение размеров сердца;

2. увеличение систолического объема;

3. возрастание частоты сердечных сокращений;

4. увеличение показателей сердечного выброса; и

5. увеличение скорости кровотока при мышечной работе.

Реакция на повышенные требования, возникающие в результате тренировки, направленной на развитие выносливости, происходит в первую очередь за счет увеличения массы и объема сердца, а также размера камеры и мощности миокарда левого желудочка. Сердечная мышца аналогично скелетной гипертрофируется вследствие тренировок, направленных на развитие выносливости. Однако время развития гипертрофии сердечной мышцы, обусловленное воздействием физических нагрузок, прежде вызывала серьезную озабоченность специалистов, считавших, что увеличение размеров сердца свидетельствует о возникновении патологии. В наши дни гипертрофия сердечной мышцы рассматривается как естественная адаптационная реакция на продолжительные тренировки, направленные на развитие выносливости.

Самые большие изменения под влиянием тренировки аэробной направленности претерпевает левый желудочек, являющийся наиболее интенсивно работающей камерой сердца Первоначально предполагалось, что степень изменений, отмеченных на участках миокарда наиболее нагружаемых при работе, зависят от типа нагрузки.

Считалось, что тренировка, направленная на развитие выносливости, вызывает увеличение наполнения левого желудочка, вследствие обусловленного тренировками увеличения объема плазмы. Увеличение объёма плазмы, в свою очередь, приводит к повышению конечно-диастолического объема левого желудочка. Развитие адаптации в процессе тренировки сердца будет заключаться в увеличении внутренних размеров левого желудочка и, следовательно, размеров камеры[59].

Исследования подтвердили, что такое увеличение действительно происходит[]. Результаты этих исследований показали, что вследствие тренировки данного типа возрастает также толщина миокарда, причем в большей степени, чем после силовых тренировок [40].

Так, например Милликен и другие авторы [15], используя метод получения изображения с помощью магнитного резонанса, обнаружили, что у отлично подготовленных лыжников, велосипедистов и бегунов на длинные дистанции масса левого желудочка намного больше, чем у неспортсменов. Они также выявили значительную степень корреляции между массой левого желудочка и аэробной мощностью.

Тренировочные нагрузки, направленные на развитие выносливости, приводят к общему увеличению систолического объема.

Показатели систолического объема в покое и при максимальных нагрузках у нетренированных, заметно ниже, чем у тренированных и отлично подготовленных спортсменов.

После тренировки левый желудочек у спортсменов более полно заполняется кровью во время диастолы по сравнению с нетренированным сердцем. Вследствие попадания в желудочек большего количества крови повышается степень растяжимости сердечной мышцы и, в соответствии с законом Франка - Стирлинга, - увеличивается эластическая тяга. [12,21]

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты исследования показали в 22,22% случаев у борцов в соответствии с системой оценки уровня МПК [9] наблюдались низкие и очень низкие, в 45,19% случаев - средние и 32,59% случаев - высокие и очень высокие индивидуальные значения МПК.

Рисунок 5

Показатели изменения значений максимального потребления кислорода у исследуемых борцов

С учетом специфики спортивной специализации велогонщиков 15,35% обследованных имели низкие, 54,36% - средние и 30,29% - высокие и очень высокие показатели МПК. Следовательно, сравниваемые группы спортсменов с учетом специфики их двигательной активности не имели явных отличий в характере распределения высоких, средних и низких индивидуальных значений МПК.

Рисунок 6

Показатели изменения значений максимального потребления кислорода у исследуемых велосипедистов

Хорошо известно [9], что уровень МПК может существенно изменяться под влиянием спортивной тренировки. Поэтому мы провели изучение корреляционных связей между параметрами тренировочной нагрузки и уровнем МПК у борцов и велосипедистов.

Рисунок 7

Показатели изменения значений максимального потребления кислорода у исследуемых анаэробного и аэробного направления

Полученные результаты свидетельствовали о том, что у борцов корреляционная связь между параметрами тренировочных нагрузок и уровнем МПК проявлялась в тех случаях, когда у них объем специализированной подготовки в тренировочном процессе был относительно невелик. Вместе с тем на заключительном этапе подготовки борцов к соревнованиям корреляция между величиной нагрузок и уровнем МПК не достигала значимых величин.

На наш взгляд, аэробная работоспособность организма, уровень которой отражает показатель МПК, является важным, но далеко не решающим фактором, необходимым для обеспечения эффективных двигательных действий и двигательной деятельности в целом в данном виде спорта.

Анализ тренировочных программ велогонщиков позволил установить, что между различными составляющими тренировочных нагрузок и уровнем МПК имеются статистически значимые корреляционные связи.

В частности между средней величиной суточного объема циклической нагрузки и уровнем МПК наблюдалась прямая зависимость (p< 0,01). Величина и уровень значимости коэффициента корреляции варьировались с изменением временного интервала между моментом регистрации МПК и периодом, когда эти нагрузки применялись.

Так, уровень МПК у велосипедистов в условиях регулярных тренировок коррелирован не только с параметрами нагрузки ближайших занятий, но и с величиной нагрузок, применяемых ранее, чем за месяц до обследования.

Данные о динамике уровня МПК у борцов и велосипедистов в различные периоды годового цикла представлены на рисунке.

Рисунок 8

Изменение уровня МПК у борцов и велосипедистов в различные периоды годового цикла

Из рисунка видно, что у велосипедистов средний уровень МПК был значительно выше, чем у борцов, во время обследований, проводимых во 2, 3, 4 и 7-м сезонных периодах суточной освещенности. Характерно, что величина различий уровня МПК у борцов и велосипедистов максимальна во время прогрессивной и минимальна во время регрессивной динамики суточных значений фотопериода (2-й и 4-й периоды соответственно), приходящихся на соревновательный и переходный периоды макроцикла подготовки лыжников с соответственно максимальным и минимальными уровнями их физических кондиций.

У борцов уровень МПК был наиболее высоким в период минимальных и максимальных значений суточной освещенности (1-й и 5-й периоды соответственно). Необходимо отметить, что в обоих случаях обследование спортсменов осуществлялось спустя 18-36 ч после их участия в соревнованиях.

Следовательно, именно соревновательный характер физических нагрузок вне зависимости от уровня суточной освещенности в период их выполнения приводил к значительному повышению уровня аэробной работоспособности борцов, достигая при этом значений показателя, аналогичного таковому у лыжников. Наиболее высокий уровень значений МПК у велосипедистов также наблюдался в соревновательном периоде и полностью охватывал период прогрессивного и начало периода стабильного увеличения длительности дня (2-й и 3-й периоды соответственно). Можно полагать, что соревновательная деятельность вне зависимости от вида и способа состязаний, а также периода годичного цикла сопровождается повышением уровня МПК у спортсменов.

Во время стабильного увеличения длительности светлой части суток (3-й период) разница среднего уровня МПК у борцов и лыжников была такой же величины, что и во время стабильного уменьшения продолжительности дня (7-й период). Кроме того, средний уровень МПК у борцов во время исследований проводившихся в период с апреля по октябрь, коррелировал (r = 0,624; p< 0,01) со средними значениями уровня МПК у лыжников в сопоставимые сроки исследования (интервал между обследованиями - не более 10 суток). Корреляционная связь между уровнем МПК у лыжников и борцов не проявлялась при сопоставлении данных, полученных в период с ноября по апрель, или при анализе данных за весь годовой цикл. Неслучайный характер этой корреляционной связи обусловлен тем, что корреляционному анализу были подвергнуты данные, полученные на протяжении нескольких макроциклов. При этом, несмотря на то, что система воздействий на организм, в частности система спортивной подготовки, как у борцов, так и у лыжников ежегодно претерпевала определенные изменения, корреляционная связь между средними значениями уровня МПК у борцов и велосипелистов в период с апреля по октябрь была статистически значимой. По нашему мнению, эта корреляция служит проявлением действия общего для обследованных групп фактора или системы условий, значимо влияющих на уровень МПК спортсменов в период с апреля по октябрь.

Обобщая вышеизложенное, можно предположить, что в условиях отсутствия напряженных соревновательных нагрузок эффективность методик тренировки относительно их воздействия на уровень МПК спортсменов в значительной мере находится под модулирующим влиянием сезонной динамики солнечного освещения. При этом соревновательная деятельность вне зависимости от вида и способа состязаний, а также периода годичного цикла сопровождается повышением уровня МПК у спортсменов.

Наблюдаемые на протяжении годичного цикла колебания различий уровня МПК у спортсменов сравниваемых специализаций в основном обусловлены изменением напряженности тренировочного процесса велосипедистов.

В своем исследовании мы не ограничились рассмотрением динамики показателей аэробной работоспособности спортсменов и взаимосвязи ее с параметрами тренировочных нагрузок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Лишь непосвященному, либо человеку недалекому может показаться, что изучение механизмов адаптации организма проблема исключительно физиологическая. Реально работающие законы и принципы адаптации организма не могут не учитываться в практике, например, педагогики, медицины, психологии и других научно-практических направлений, объектом внимания которых является Человек в его сложных взаимоотношениях со Средой. В последние годы внимание представителей естественнонаучных направлений мировой научной общественности приковано к решению, прежде всего разнообразных частных проблем физиологии и медицины.

Конечно, расшифровка генома может позволить науке и практике выйти на качественно новый уровень, но без знания и овладения принципами, в соответствии с которыми в целом организме происходит реализация генотипа в фенотип этому “запрограммированному” мировым научным сообществом открытию уготована роль “вещи в себе”, или, по крайней мере, ни в науке, ни в практике не сможет быть использован весь его потенциал. Вместе с тем, следует помнить, что любая теория - это не свод законов в окончательной редакции, а прежде всего принцип призванный упорядочить накопленные экспериментальные данные, ответить на стоящие перед практиками и теоретиками вопросы, а также сформулировать новые вопросы, по возможности указав пути для их возможного решения. И как сказал П. К. Анохин (1971): “Гипотезы стареют, а если они сохраняются, то это вызывает сомнение в их правомочности”[1].

Использование постулатов системной физиологии и медицины в решении многочисленных задач, стоящих перед спортивными педагогами, физиологами, врачами, может дать возможность едва ли не ювелирного управления тренировочным процессом, процессами восстановления после тренировочных и соревновательных нагрузок, повышения спортивной работоспособности, что в конечном итоге неминуемо приведет к достижению спортсменом высоких спортивных результатов.

Выводы

1. При регулярных занятиях физическими упражнениями на протяжении многих недель, организм постепенно адаптируется к применяемому виду физических нагрузок. Физиологическая адаптация к повторяющимся физическим нагрузкам повышает способность человека выполнять физическую работу определенного типа, а также способствует улучшению эффективности её выполнения. При силовых тренировках увеличивается сила мышц, при аэробных нагрузках повышается эффективность функционирования сердца и легких, а также увеличивается выносливость организма. Эти адаптации строго специфичны для различных типов тренировочных нагрузок[59, 71 ,103].

2.Так, аэробные нагрузки приводят к улучшению функции системы кровообращения. Кроме того, они повышают способность мышечных волокон образовывать большее количество АТФ. Анаэробные тренировки могут увеличить мышечную силу и толерантность к нарушению кислотно-щелочного равновесия при интенсивной работе.

3. Соревновательная деятельность вне зависимости от сроков проведения соревнований сопровождалась повышением уровня МПК как у каратистов, так и у велосипедистов, в то время как динамика этого показателя в подготовительном периоде (апрель - октябрь) в значительной мере была обусловлена модулирующим влиянием на организм сезонных изменений условий среды.