Размещено на http://www.allbest.ru/

СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Частная спортивная физиология

1.1 Критерии классификации физических упражнений

1.2 Физиологическая характеристика спортивных поз и стандартных нагрузок

1.3 Физиологическая характеристика стандартных циклических и ациклических движений

1.4 Физиологическая характеристика нестандартных движений

Глава 2. Физиологическая характеристика состояний организма при спортивной деятельности

2.1. Роль эмоций при спортивной деятельности и механизмы их проявления

2.2 Предстартовые состояния и их формы

2.3 Разминка, врабатывание, «мертвая точка» и «второе дыхание»

2.4 Физиологические основы утомления спортсменов

2.5 Физиологическая характеристика восстановительных процессов

Глава 3. Физиологические механизмы и закономерности развития физических качеств

3.1 Формы проявления, физиологические механизмы и функциональные резервы силы

3.2 Формы проявления, физиологические механизмы и функциональные резервы быстроты

3.3 Формы проявления, физиологические механизмы и функциональные резервы развития выносливости

3.4 Понятие о ловкости и гибкости: физиологические механизмы закономерности их развития

Глава 4. Физическая работоспособность спортсменов и ее тестирование

4.1 Методы тестирования физической работоспособности

Словарь терминов

Применяемые обозначения и сокращения

Список используемой литературы

1. ЧАСТНАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

Спортивная физиология изучает физиологические основы адаптации к физическим нагрузкам и резервные возможности организма, функциональные изменения и состояния организма при спортивной деятельности, физическую работоспособность спортсмена и физиологические основы утомления и восстановления в спорте.

Частная спортивная физиология включает в себя физиологическую классификацию физических упражнений и развитие двигательных качеств и навыков, спортивную работоспособность в особых условиях внешней среды, физиологические особенности тренировки женщин и детей разного возраста, физиологические основы массовых форм оздоровительной физической культуры.

1.1 Критерии классификации физических упражнений

Физические упражнения чрезвычайно многообразны. Для их классификации невозможно применить один единственный критерий. Различают следующие основные критерии.

1.Энергетические критерии - классифицирующие упражнения по преобладающим источникам энергии (аэробные и анаэробные) и по уровню энерготрат - единичные (ккал в 1 с) и суммарные (на выполненную работу).

2. Биомеханические - выделяющие по структуре движений упражнения циклические, ациклические и смешанные.

3. Критерии ведущего физического качества - упражнения силовые, скоростные, скоростно-силовые, на выносливость, координационные или сложно-технические.

4. Критерии предельного времени работы - подразделяющие упражнения по зонам относительной мощности.

Классификация по энергетическим критериям рассматривает подразделение спортивных упражнений по преобладающему источнику энергии: анаэробные алактатные (осуществляемые за счет энергии фосфагенной системы - АТФ и КрФ), анаэробные лактатные (за счет энергии гликолиза - распада углеводов с образованием молочной кислоты) и аэробные (за счет энергии окисления углеводов и жиров).

Общепринятой в настоящее время считается классификация физических упражнений, предложенная московским физиологом В. С. Фарфелем (1970), согласно которой все виды спорта принято группировать по особенностям выполняемых движений. Физиологическая характеристика движений в спорте построена на основе классификации, в которой учитываются: 1)особенности режима работы мышц; 2) структурность движения; 3) мощность выполняемой работы; 4) двигательные качества, развиваемые под влиянием работы.

Схема физиологической классификации упражнений в спорте (по В.С. Фарфелю, 1970, 1975). Все упражнения в спортивной деятельности разделены на позы и движения.

Позы: лежа, сидя, стоя, с опорой на руки.

Движения:

I. Стереотипные (стандартные) движения бывают:

1) качественного значения (с оценкой в баллах);

2) количественного значения (с оценкой в килограммах, метрах, секундах).

Циклические движения

делятся по зонам мощности на: 1) максимальную; 2) субмаксимальную; 3) большую; 4) умеренную.

Ациклические движения делятся на: 1) собственно-силовые; 2) скоростно-силовые; 3) прицельные.

II. Ситуационные (нестандартные) движения, к ним относятся:

1) спортивные игры; 2) единоборства; 3) кроссы.

1.2 Физиологическая характеристика спортивных поз и статических нагрузок

Двигательная деятельность человека проявляется в поддержании позы и в выполнении двигательных актов.

Поза - это закрепление частей скелета в определенном положении. При этом обеспечивается поддержание заданного угла или необходимого напряжения мышц.

Основные позы, которые сопровождают спортивную деятельность, - это лежание (плавание, стрельба), сидение (гребля, авто-, вело- и мотоспорт, конный спорт и др.). В спортивной деятельности присутствуют так же позы стояние (тяжелая атлетика, борьба, бокс, фехтование и др.) с опорой на руки (висы, стойки, упоры). В положении лежа усилия мышц минимальны, сидя - требуются напряжения мышц туловища и шеи, а стоя - требуются значительные усилия мышц-разгибателей задней поверхности тела. Наиболее сложными являются позы с опорой на руки. В позах «вис» и «упор» координация менее сложная, но требуются большие усилия мышц (например, упор руки в сторону на кольцах). Наибольшую сложность представляют стойки (например, стойка на кистях). В этом случае требуется не только большая сила мышц рук, но и хорошая координация при малой опоре и положении вниз головой.

Правильная организация позы имеет большое значение для двигательной деятельности. Она обеспечивает опору работающим мышцам, выполняет фиксацию суставов в нужные моменты (например, при отталкивании ног от опоры при ходьбе), помогает преодолеть силу земного притяжения и противодействует падению.

Позы и движения, могут быть произвольными и непроизвольными. Произвольное управление позой осуществляется корой больших полушарий. В организации непроизвольных поз участвуют условные и безусловные рефлексы. Специальные статические и статокинетические рефлексы поддержания позы (установочные рефлексы) происходят с участием продолговатого и среднего мозга.

Различают рабочую позу, обеспечивающую текущую деятельность, и предрабочую, необходимую для подготовки предстоящего действия. При удобной позе работоспособность повышается, а при неудобной - снижается.

Работая в условиях неподвижной позы, человек выполняет статическую работу, его мышцы работают в изометрическом режиме (т.е. напрягаются не укорачиваясь).

В центральной нервной системе (в моторной области коры) при такой работе создается мощный очаг возбуждения - рабочая доминанта, оказывающая тормозящее влияние на другие нервные центры, в частности, на центры дыхания и сердечной деятельности. Статические напряжения весьма утомительны и не могут продолжаться длительное время. В двигательном аппарате при статической работе наблюдается непрерывная активность мышц, что делает ее более утомительной, чем динамическая работа с той же нагрузкой.

При статических напряжениях, не превышающих 7-8% от максимальных, кровоснабжение мышц обеспечивает необходимый кислородный запрос. При 20-процентных статических усилиях кровоток через мышцу уменьшается в 5-6 раз, а при усилиях более 30% от максимальной произвольной силы кровоток прекращается вовсе.

Изменения вегетативных функций демонстрируют так называемый феномен статических усилий (или феномен Линдгарда): в момент выполнения работы уменьшаются ЖЕЛ, глубина и минутный объем дыхания, падает ЧСС и потребление кислорода, а после окончания работы наблюдается резкое повышение этих показателей. Этот эффект больше выражен у новичков, но по мере адаптации спортсменов к статической работе он проявляется гораздо меньше.

При значительных усилиях наблюдается явление натуживания, которое представляет собой выдох при закрытой голосовой щели, в результате чего туловище получает хорошую механическую опору, а сила скелетных мышц увеличивается.

1.3 Физиологическая характеристика циклических и ациклических движений

Стандартные или стереотипные движения характеризуются постоянством движений и их последовательностью. По структуре движений различают динамические циклические и ациклические движения. По предельной длительности работы динамические циклические движения подразделяются на 4 зоны относительной мощности - максимальную, субмаксимальную, большую и умеренную.

Работа максимальной мощности относится к динамической циклической работе длительностью 20-30с (например, легкоатлетический бег на 60, 100 и 200 м; плавание на 50 м; велогонка на 500 м). Работа совершается в условиях максимальной частоты движений, мыщцы выполняют в единицу времени доступную величину работы, затрачивая максимальное количество энергии в единицу времени. Расчетный (на 1 мин) кислородный запрос достигает 40 и более литров. Вследствие кратковременности работы и функциональной инертности вегетативных систем в рабочем периоде возникает «разрыв» между уровнем интенсивности функционирования двигательного аппарата и вегетативными системами. Работа протекает в анаэробных условиях, и после ее окончания обнаруживается повышение активности вегетативных систем. Если при пробегании 100 м за 12 секунд бегун успевает провентилировать всего 5-6 л, то в первые минуты восстановительного периода легочная вентиляция возрастает до 60 - 70 л /мин, а частота дыхания по сравнению с покоем увеличивается в 4 - 5 раз.

Потребление кислорода в первую секунду после бега на 100 м за 12 с достигало 2-3 л/мин, (это напоминает проявление феномена Линдгарда, когда сдвиги функций после работы выше рабочих изменений). Молочная кислота, накопившаяся во время бега, усиленно диффундирует в кровь, и через 1-2 минуты после финиша ее концентрация с 10-20 мг % (1-2 мМоль/л) в покое увеличивается до 80мг %, а на 5-6 минуте восстановления - до 100 мг % (10-12 мМоль/л) более. К концу дистанции частота сердечных сокращений возрастает до 160 уд/мин, а в первую минуту восстановления достигает до 180 и более уд/мин. Энерготраты будут незначительные. Удельный расход энергии достигает 4 - 6 ккал/с, а общий - до 80 ккал. Главные поставщики энергии - АТФ и КрФ, т.е. преобладает алактатный анаэробный процесс. Потребление кислорода во время работы не превышает 5-10% от кислородного запроса и кислородный долг составляет 90-95%. Восстановительный период по потреблению О₂ равен 30-40 минут.

К основным механизмам утомления в зоне максимальной мощности следует отнести: исчерпание клеточных резервов макроэргов, уменьшение активности двигательных зон центральной нервной системы, обусловленных максимальной афферентной импульсацией от проприорецепторов мышц. Утомление также связано со снижением физиологической лабильности моторных центров и развитием торможения в них, происходящего вследствие мощной эфферентной импульсации к скелетным мышцам и снижения сократительной способности в них по причине анаэробного характера работы.

Временной интервал работы субмаксимальной мощности находится в пределах от 20-30 с до 3-5 минут. В этих временных рамках совершается легкоатлетический бег на дистанции 400, 800, 1000, 1500 м; плавание на 100, 200, 400 м; бег на коньках на 500, 1500 м; велогонки на 1000, 2000 м; гребля на 200, 500 м.

Длительность работы субмаксимальной мощности возрастает по сравнению с зоной максимальной мощности, а различия в средней скорости преодоления этих дистанций незначительные. Это обстоятельство объясняет причины большой напряженности функционирования многих систем организма во время работы. В физиологическом смысле это объясняется следующим:

а) работа выполняется на пределе работоспособности ЦНС и двигательного аппарата;

б) работа осуществляется на предельно доступной скорости врабатывания по показателям дыхательной и сердечно-сосудистой систем;

в) работа протекает в условиях значительных сдвигов во внутренней среде организма ввиду максимальной мобилизации гликолитического механизма энергообеспечения, накопления молочной кислоты, снижения рН крови.

Кислородный запрос может достигать 25 л/мин. Максимальное рабочее потребление О₂ (до 5-5,5 л/мин) достигается в конце 3-5-минутного интервала времени и образуется кислородный долг до 19-25 л (придельных для человека величин), составляя 55-85% кислородного запроса. Это обусловливает деятельность кислородтранспортной и утилизирующей систем (систем дыхания, крови, кровообращения, утилизации кислорода) работать на максимально доступном уровне. К концу работы вентиляция легких достигает до 120-140 л/мин, а частота сердечных сокращений выходит на уровень 190-200 уд/мин.

Систолический объем крови у высокотренированных спортсменов увеличивается с 60-70 мл в покое до 150-210 мл на дистанции; при этом минутный объем крови достигает 30-40 л. Работа протекает в условиях близких к анаэробным. Концентрация молочной кислоты возрастает в 15-20 раз от уровня покоя, достигая 200-280 мг на 100 мл крови, в результате щелочные резервы снижаются на 40-60%, а рН крови - до 7,0. Удельный расход энергии высокий (в пределах 1,5 ккал/с), а общий расход достигает 450 ккал.

К основным механизмам утомления при работе субмаксимальной интенсивности можно отнести: лимит мощности тканевых буферных систем; угнетение деятельности центральных нервов вследствие интенсивной афферентной импульсации с проприорецепторов скелетных мышц; длительное и сильное возбуждение двигательных нервных центров; дефицит кислорода; накопление молочной кислоты и продуктов обмена; снижение сократительной способности мышц.

Циклическая динамическая работа большой мощности совершается во временных пределах от 3-5 до 30-40 минут. К этой работе относятся следующие дистанции: легкоатлетический бег от 3 до 10 км, плавание на 800, 1500 м, бег на коньках на 5-10 км, велогонки от 10 до 20 км.

Мышечная деятельность зоны большой мощности сопровождается большой интенсивностью двигательного аппарата в сочетании с предельно доступной функциональной активностью вегетативных систем организма на протяжении всего времени работы. О напряженности деятельности органов говорит рабочее потребление кислорода, достигающее 5-5,5 л/мин (т.е. максимальное потребление). Минутный кислородный запрос равен 6-7 л. Даже при предельном рабочем потреблении кислорода оказывается недостаточно для удовлетворения кислородного запроса. Такое устойчивое рабочее потребление кислорода носит название в физиологии спорта «ложное, или кажущееся, устойчивое состояние». ЧСС достигает предельных величин - 200 и более в 1 мин, ударный объем крови возрастает до 180-200 мл, а минутный объем крови увеличивается до 32-40 л/мин.

Минутный объем дыхания во время работы поддерживается на уровне 120-140 л/мин. Кислородный долг достигает 12-20 л и более, а относительный кислородный долг достигает 50-20% от кислородного запроса. Содержание молочной кислоты в крови достигает до 100-200 мг % и более, т.е. по сравнению с уровнем покоя возрастает в 10 и более раз, а это сопровождается снижением щелочных резервов крови на 40-50% и рН снижается при этом до 7,2-7,0. Многообразные и существенные изменения гомеостаза обуславливают возникновение по ходу работы своеобразных состояний, получивших название «мертвой точки» и «второго дыхания». Общий расход энергии в зоне большой мощности достигает 900 ккал, а удельный - 0,5 - 0,4 ккал/с. Восстановительные процессы длятся несколько часов. К факторам, лимитирующим работоспособность и вызывающим утомление при работе большой мощности можно отнести: предел функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы и всей системы транспорта кислорода, длительно действующую гипоксию, перенапряжение нейроэндокринной системы регуляции физиологических функций, угнетающее действие метаболических сдвигов во внутренней среде организма на ЦНС.

В зоне умеренной мощности совершаются такие виды мышечной деятельности спортивного характера, как марафонский бег, бег на сверхдлинные дистанции различной величины; сверхдлинные заплывы, лыжные гонки более чем на 10 км; велотуры и т.п., то есть спортивные упражнения циклического характера длительностью от 30-40 минут и более. Для работы в зоне умеренной мощности характерной особенностью является почти полное равновесие между кислородным запросом и рабочим потреблением кислорода в течение всего времени работы. Такое состояние по потреблению кислорода называется «истинным устойчивым состоянием». Величина кислородного долга не более 4-5 л, это не более 3-5% от суммарной величины кислородного запроса и это не является фактором, лимитирующим работоспособность. ЧСС на протяжении нескольких часов поддерживается на уровне 150-180 уд/мин, а при величине систолического объема в 120-150 мл МОК достигает 20-25 л и более.

Минутное потребление кислорода в этих условиях достигает до 3-4 л. Удельный расход энергии составляет около 0,3 ккал/с, а ее общий расход - до 10 000 ккал. Расход углеводов большой, содержание сахара в крови снижается со 100 мг % в покое до 40-50 мг % на финише марафонской дистанции. В качестве энергетического источника активно используются жиры. Восстановительный процесс продолжается не менее 2-3 суток до восстановления исходного уровня работоспособности.

К факторам, ограничивающим работоспособность, и вызывающим утомление при работе умеренной мощности, относят: ухудшение функциональной подвижности нервных центров; истощение функциональных резервов эндокринной системы; значительное снижение энергетических запасов; обильное потоотделение, сопровождающее потерей значительного количества хлоридов, и нарушением количественного соотношения ионов натрия, калия, кальция, что и отражается на состоянии скелетной мускулатуры (появлением судорог мышц), а также на состоянии ЦНС. Это доказывает целесообразность организовывать применение питательных смесей в процессе прохождения дистанции. В условиях повышенной температуры и влажности воздуха во время такой работы происходит нарушение процессов терморегуляции вплоть до тепловых ударов (гипертермия до 39-40⁰ С), потеря способности ориентироваться в пространстве.

1.4 Физиологическая характеристика нестандартных движений

К нестандартным или ситуационным движениям относят спортивные игры (баскетбол, волейбол, теннис, футбол, хоккей и др.) и единоборства (бокс, борьба, фехтование). К этой же группе причисляют кроссы из-за большой сложности профиля современных трасс.

Для этих движений характерны:

1) переменная мощность работы (от максимальной до умеренной или полной остановки спортсмена), связанная с постоянными изменениями структуры двигательных действий и направления движений;

2) изменчивость ситуации, сочетаемая с дефицитом времени. Нестандартные упражнения характеризуются ациклической или смешанной (циклической и ациклической) структурой движений, с преобладанием динамической скоростно-силовой работы.

В отношении ЦНС предъявляются высокие требования к «творческой» функции мозга из-за отсутствия стандартных программ двигательной деятельности. Особое значение имеют процессы восприятия, и переработки информации в крайне ограниченные интервалы времени, что требует повышенного уровня пропускной способности мозга. Спортсмену необходима не только оценка текущей ситуации, но и предвидение возможных ее будущих изменений, т. е. развитая способность к экстраполяции. При выполнении ударных действий и бросков (мяча, шайбы) основная рабочая фаза движений занимает десятые и сотые доли секунды. Это исключает внесение сенсорных коррекций в текущий двигательный акт и, следовательно, все движения должны быть заранее и очень точно запрограммированы. Все эти условия ситуационной деятельности требуют высокой возбудимости и лабильности нервных центров, силы и подвижности нервных процессов. Среди спортсменов таких типов ВНД как холерик и сангвиник увеличивается помехоустойчивость к значительной нервно-эмоциональной напряженности. У них специфические черты умственной работоспособности - развитое оперативное мышление, большой объем и концентрация внимания, а в командных играх -- и распределение внимания, способность к правильному принятию решений и быстрой мобилизации из памяти тактических комбинаций, двигательных навыков и умений для эффективного решения тактических задач.

Роль сенсорных систем исключительно велика, особенно дистантных - зрительной и слуховой. В ситуационной деятельности имеют значение как центральное зрение (при бросках мяча в кольцо, нанесении ударов в боксе, фехтовании и т. п.), так и периферическое (для ориентировки на поле, ринге). Для четкого восприятия действий игроков, соперников и летящего мяча, шайбы, особенно при больших скоростях, спортсмену необходимы хорошая острота и глубина зрения, идеальный мышечный баланс глаз, а в командных играх - большие размеры поля зрения. Для ориентации в пространстве и во времени определенное значение имеет слуховая и сенсорная система. Резкие изменения направления и формы движений, повороты, падения, броски вызывают сильное раздражение вестибулярной сенсорной системы. Занятия ситуационными видами спорта вызывают повышение проприоцептивной чувствительности в суставах, которые имеют определенное значение к данному виду спорта (например, у баскетболистов - в лучезапястном суставе, у футболистов - в голеностопном суставе).

Энерготраты в ситуационных упражнениях ниже, чем в циклических упражнениях. Соотношения аэробных и анаэробных процессов энергообразования заметно различается: в волейболе, например, преобладают аэробные нагрузки, в футболе - аэробно-анаэробные, в хоккее с шайбой - анаэробные. Переменная мощность физических нагрузок позволяет удовлетворять кислородный запрос во время работы и снижает величину кислородного долга.

Основной характеристикой вегетативных функций в ситуационных движениях является не достигнутый во время нагрузки рабочий уровень, а степень его соответствия мощности работы в данный момент. ЧСС, постоянно изменяясь, колеблется, в диапазоне от 130 до 180-190 уд•мин, частота дыхания--от 40 до 60 вдохов в 1 мин. Величины ударного и минутного объема крови, глубины и минутного объема дыхания, МПК при работе скромнее, чем у спортсменов в циклических видах спорта.

Ведущими системами являются ЦНС, сенсорные системы, двигательный аппарат.

ГЛАВА 2. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЙ ОРГАНИЗМА ПРИ СПОРТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В ходе систематической тренировки организм спортсмена испытывает ряд функциональных состояний, взаимосвязанных друг с другом и каждое предыдущее влияет на протекание последующего. До начала работы у спортсмена возникает предстартовое состояние, к которым присоединяется влияние разминки; от качества разминки и характера предстартового состояния зависит скорость и эффективность врабатывания в начале работы, и наличие или отсутствие мертвой точки. Эти процессы определяют степень выраженности и длительность устойчивого состояния, а от него зависит скорость наступления и глубина развития утомления, что далее обуславливает особенности процессов восстановления. В зависимости от успешности протекания восстановительных процессов у спортсмена перед началом следующего тренировочного занятия или соревнования проявятся различные формы предстартовых реакций, что и будет определять последующую двигательную деятельность.

2.1 Роль эмоций при спортивной деятельности и механизмы их проявления

Эмоции представляют собой личностные отношение человека к окружающей среде и себе, и определяются потребностями и мотивами человека. Они обеспечивают избирательное поведение человека в ситуации со многими выборами, подкрепляя определенные пути решения задач и способы действий.

В регуляции функциональных состояний, которые являются базой двигательной деятельности человека, принимают участие различные психологические, нервные и гуморальные механизмы: потребности, основные источники активности; мотивы, побуждающие к удовлетворению этих потребностей; эмоции, подкрепляющие деятельность; речевая регуляция (самоорганизация и самомобилизация); гормональные влияния - выделение гормонов гипофиза, надпочечников и др.

Спортивная деятельность вызывает в организме спортсмена:

1) физическое напряжение, связанное с осуществлением нагрузочной мышечной работы;

2) эмоционально-психическое напряжение, вызываемое экстремальными раздражителями (стрессорами).

К эмоционально-психическим напряжениям относятся три фактора:

1) большой объем информации, создающий информационную перегрузу (в игровых видах спорта, единоборствах, скоростном спуске на лыжах);

2) необходимость перерабатывать информацию в условиях дефицита времени;

3) высокий уровень мотивации - социальной значимости принимаемых спортсменом решений.

При осуществлении этих процессов огромна роль эмоций.

В спорте эмоции постоянно сопровождают спортсменов, которые испытывают «мышечную радость», «спортивную злость», «горечь поражения» и «радость победы». Эмоции ярко проявляются в предстартовом состоянии, во время спортивной борьбы, являются важным компонентом в процессе тактического мышления.

Эмоциональные реакции включают двигательные, вегетативные и эндокринные проявления: изменения дыхания, частоты сердечных сокращений, артериального давления, деятельности скелетных и мимических мышц, выделение гормонов - адренокортикотропного гормона гипофиза, адреналина, норадреналина и кортикоидов, выделяемых надпочечниками. Эмоции являются механизмом регуляции интенсивности движений, вызывая мобилизацию функциональных резервов организма в экстремальных ситуациях. Это особенно наглядно проявляется в соревновательных условиях, когда результативность выступлений спортсмена превышает его достижения на тренировочных занятиях. Способность к мобилизации функциональных резервов при повышенной мотивации в наибольшей мере присуща опытным квалифицированным спортсменам, в то же время нетренированные лица чаще всего исчерпывают резервы своего организма уже при обычной мотивации.

Значительные нервно-психические напряжения при спортивной деятельности приводят к резкому усилению эмоциональных реакций, обуславливая эмоциональный стресс у спортсменов, а при чрезмерном воздействии вызывают негативные проявления эмоций - дистресс (ухудшение функционального состояния и активности организма, снижение иммунитета).

У спортсменов в соревновательных условиях концентрация нейропептидов (биологических регуляторов) в 5-6 раз превышает их обычное содержание у нетренированных лиц.

2.2 Предстартовые состояния и их формы

Предстартовые состояния возникают задолго до выступления. Возникает мысленная настройка на соревнование, повышенная мотивация, растет двигательная активность во время сна, повышается обмен веществ, увеличивается мышечная сила, в крови повышается содержание гормонов, эритроцитов и гемоглобина. Эти проявления усиливаются перед началом работы. Предстартовые состояния возникают по механизму условных рефлексов.

Физиологические изменения возникают на условные сигналы, которыми являются такие раздражители, как вид стадиона, спортивного зала, наличие соперников, спортивная форма и др.

В коре головного мозга человека перед выполнением произвольного действия появляются определенные сдвиги. Возникает замысел и план предстоящего действия. Происходят изменения электрической активности в коре больших полушарий - усиливаются межцентральные взаимосвязи, изменяется амплитуда потенциалов. Эти изменения отражают подготовку мозга к предстоящему действию и вызывают сопутствующие вегетативные сдвиги и изменения моторной системы, т. е. происходит актуализация рабочей доминанты со всеми ее моторными и вегетативными компонентами. Наличие у человека второй сигнальной системы, умение абстрагироваться от действительности и предвидеть предстоящее делает человека психологическим заложником будущего, заставляет его ждать. Само же ожидание у разных людей протекает по-разному, что обусловлено их психолого - и физиолого-типологическими особенностями. Различают предстартовые изменения двух видов -- неспецифические (при любой работе) и специфические (связанные со спецификой предстоящих упражнений). К числу неспецифических изменений относят три формы предстартовых состояний: боевую готовность, предстартовую лихорадку и апатию.

Боевая готовность обеспечивает наилучший психологический настрой и функциональную подготовку спортсменов к работе. Наблюдается оптимальный уровень физиологических сдвигов - повышенная возбудимость нервных центров и мышечных волокон, адекватная величина поступления глюкозы в кровь из печени, благоприятное превышение концентрации норадреналина над адреналином, оптимальное усиление частоты и глубины дыхания и частоты сердцебиений, укорочение времени двигательных реакций.

В случае возникновения предстартовой лихорадки возбудимость мозга чрезмерно повышена, что вызывает нарушение тонких механизмов межмышечной координации, излишние энерготраты и расход углеводов, избыточные кардиореспираторные реакции. При этом у спортсменов отмечена повышенная нервозность, возникают фальстарты, а движения начинаются в неоправданно быстром темпе и вскоре приводят к истощению ресурсов организма.

В противоположность этому, состояние предстартовой апатии характеризуется недостаточным уровнем возбудимости центральной нервной системы, увеличением времени двигательной реакции, невысокими изменениями в состоянии скелетных мышц и вегетативных функций, подавленностью и неуверенностью в своих силах спортсмена. В процессе длительной работы негативные сдвиги состояний в результате лихорадки и апатии могут преодолеваться, но при кратковременных упражнениях такой возможности нет.

Специфические предстартовые реакции отражают особенности предстоящей работы. Например, функциональные изменения в организме выше перед бегом на короткие дистанции по сравнению с предстоящим бегом на длинные дистанции; они больше перед соревнованиями по сравнению с обычной тренировкой.

Чрезмерные предстартовые реакции снижаются у спортсменов по мере привыкания к соревновательным условиям.

На формы проявления предстартовых реакций оказывает влияние тип нервной системы: у спортсменов с сильными уравновешенными нервными процессами - сангвиников и флегматиков чаще наблюдается боевая готовность, у холериков - предстартовая лихорадка; меланхолики в трудных ситуациях подвержены предстартовой апатии.

Умение тренера провести необходимую беседу, переключить спортсмена на другой вид деятельности, способствует оптимизации предстартовых состояний.

Наибольшее регулирующее воздействие оказывает правильно проведенная разминка. В случае предстартовой лихорадки необходимо проводить разминку в невысоком темпе, подключить глубокие ритмичные дыхания (гипервентиляцию), так как дыхательный центр оказывает мощное нормализующее влияние на кору больших полушарий. При предстартовой апатии, наоборот, необходимо повышение возбудимости в нервной и мышечной системе, а это требует провести разминку в быстром темпе.

2.3 Разминка, врабатывание, «мертвая точка» и «второе дыхание»

Роль разминки, в подготовке организма к предстоящей работе велика, т. к. к условно - рефлекторным механизмам предстартовых состояний присоединяются, безусловно - рефлекторные реакции, вызываемые работой мышц.

Разминка - комплекс общих и специальных упражнений, выполняемых перед тренировкой или соревнованием и, способствующих ускорению процесса врабатывания, и повышению работоспособности.

Физиологические эффекты разминки разнообразны. Разминка повышает возбудимость и активность сенсорных, моторных и вегетативных центров, усиливает деятельность эндокринных желез, создавая тем самым условия для более эффективной регуляции вегетативных и моторных функций при последующей работе. Повышенная температура тела и работающих мышц, увеличивает активность ферментов и скорость биохимических реакций в мышечных волокнах, усиливает возбудимость и лабильность мышц, и скорость их сокращения.

Разминка усиливает работу систем, обеспечивающих транспорт кислорода к работающим мышцам. Возрастают легочная вентиляция, скорость диффузии кислорода из альвеол в кровь, МОК, расширяются артериальные сосуды скелетных мышц, увеличивается венозный возврат, повышается (благодаря увеличению температуры тела) интенсивность диссоциации оксигемоглобина в тканях.

Разминка бывает общей и специальной.

Общая разминка представляет собой ряд однотипных упражнений, решающих следующие задачи:

- нормализацию психомоторного состояния;

- постепенную активизацию обменных процессов и вегетативных функций организма до оптимального уровня.

Общая разминка должна заканчиваться не ранее потоотделения, что сигнализирует о включении в работу терморегуляции. В этом состоянии вязкость мышц и сухожилий оказывается пониженной, а их эластичность возрастает, благодаря чему сила и быстрота мышечного сокращения увеличивается. В то же время, при повышении температуры тела, более активно протекают процессы в ЦНС, увеличивается просвет периферических сосудов и падает сопротивление в них, что обеспечивает улучшение кровоснабжения работающих тканей.

Специальная разминка решает следующие задачи:

- восстановление двигательного динамического стереотипа:

- подготовка двигательного аппарата непосредственно к предстоящей работе.

В специальной разминке применяются упражнения, специфичные для данного вида спорта (бег - для бегуна, работа с мячом - для волейболиста, работа на снарядах - для гимнаста). В такой работе оживляются временные связи, формирующие двигательный динамический стереотип, и обеспечивается оптимальный уровень автоматизации движений. Так как при выполнении специальных упражнений, в работу будут включаться те отделы опорно-двигательного аппарата, на которые приходится основная нагрузка, то их состояние в большей степени будет приближаться к более эффективному выполнению упражнений. Не допускается, чтобы во время разминки у человека наступало утомление. Длительность разминки определяется многими факторами: индивидуальными особенностями, погодой, предстартовым состоянием и т.д.

После окончания разминки до начала основной работы походит некоторое время. Период этого времени не должен снижать физиологические функции, но должен сохранять высокую активность терморегуляции и двигательного динамического стереотипа. Этим требованиям соответствует период от 5 до 8 минут (это сугубо индивидуально, зависит от погоды и состояния).

Периоды покоя и работы характеризуются относительно устойчивым состоянием функций организма, с отлаженной их регуляцией. Между ними имеются два переходных периода врабатывания (от покоя к работе) и восстановления (от работы к покою). Постепенное увеличение работоспособности человека в начале выполнения спортивных упражнений называется врабатыванием. В это время происходят перестройки нейрогуморальных механизмов регуляции движений и вегетативных функций на новый, более напряженный, режим деятельности и улучшение координации движений. Врабатываемость различных функций отличается гетерохронностью, т.е. разновременностью, и увеличением вариативности их показателей. Скорость усиления деятельности физиологических систем во время врабатывания неодинакова. Двигательный аппарат, обладающий высокой возбудимостью и лабильностью, на новый рабочий уровень настраивается быстрее, чем вегетативные системы. Сначала быстро врабатываются двигательные функции, а затем более инертные вегетативные. Из вегетативных показателей быстрее всего нарастают до рабочего уровня частотные параметры - частота сердечных сокращений и дыхания, затем объемные характеристики - ударный и минутный объемы крови, глубина вдоха и минутный объем дыхания. Так, например, во время интенсивного бега максимальная скорость движения достигается к 5-6 секунде. Расширение артериальных сосудов мышц происходит за 60-90 секунд, а ЧСС, СО и МОК достигают максимальных величин только через 1,5-2 минуты. В связи с тем, что транспорт кислорода усиливается постепенно, в начале любой работы сокращение мышц осуществляется в основном в анаэробных условиях. Разница между потребностью организма в кислороде во время периода врабатывания и его реальным поступлением называется кислородным дефицитом. При нетяжелых нагрузках дефицит кислорода покрывается во время самой работы. При выполнении субмаксимальных и максимальных физических упражнений, возникающий дефицит кислорода ликвидируется после завершения работы, составляя часть общего кислородного долга. Скорость изменения физиологических функций во время врабатывания зависит от интенсивности (мощности) выполняемой работы. Чем больше мощность, тем быстрее происходит усиление деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной системы. При одинаковых по характеру и мощности упражнениях врабатывание происходит тем быстрее, чем выше уровень тренированности человека. Период врабатывания может завершаться появлением «мертвой точки». Она возникает у недостаточно подготовленных спортсменов в результате дискоординации двигательных и вегетативных функций. При слишком интенсивных движениях и замедленной перестройке вегетативных процессов нарастает заметный кислородный долг, возникает тяжелое субъективное состояние. Происходит рост содержания лактата в крови, рН крови снижается до 7,2 и менее. У спортсмена наблюдаются одышка и нарушение сердечного ритма (аритмия, экстрасистолия), уменьшается жизненная емкость легких. В этот период работоспособность резко падает. Она возрастает лишь после волевого преодоления «мертвой точки», когда открывается «второе дыхание», или в результате снижения интенсивности работы. Подобное состояние может неоднократно повторяться во время длительной работы при повышениях ее мощности, неадекватных возможностям спортсмена.

2.4 Физиологические основы утомления спортсменов

Утомление является важнейшей проблемой физиологии спорта и одним из наиболее актуальных вопросов медико-биологической оценки тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов. Знание механизмов утомления и стадий его развития позволяет правильно оценить функциональное состояние и работоспособность спортсменов и должно учитываться при разработке мероприятий, направленных на сохранение здоровья и достижение высоких спортивных результатов.

С физиологической точки зрения утомление является функциональным состоянием организма, вызванное умственной или физической работой, при котором могут наблюдаться временные снижения работоспособности, изменение функций организма и появление субъективного ощущения усталости (Солодков А.С., 1978). Исходя из этого, принято условно выделять два основных вида утомления - физическое и умственное.

Важным критерием оценки утомления является изменение функций организма в период работы. В зависимости от степени утомления функциональные сдвиги могут носить различный характер. Процесс утомления характеризуется субъективными симптомами: усталостью, тяжестью в голове и конечностях, общей слабостью, разбитостью, вялостью, недомоганием, трудностью выполнять работу и т. д. А.А. Ухтомский считал, что усталость является одновременно и «натуральным предупреждением утомления». Ощущая усталость, человек снижает темп работы или вовсе ее прекращает. Этим самым предотвращается «функциональное истощение» корковых клеток и обеспечивается возможность быстрого восстановления работоспособности человека.

Согласно учению о современном представлении физического утомления говорится, что оно связано с развитием функциональных изменений во многих органах и системах, и с различным сочетанием их деятельности, при которых наблюдается ухудшение функций при выполнении физических упражнений. В зависимости от характера работы, ее напряженности и продолжительности ведущая роль в развитии утомления может принадлежать разным функциональным системам.

Утомление играет особую роль, способствуя тренировке функций организма, их совершенствованию и развитию.

Основным фактором, вызывающим утомление, является физическая или умственная нагрузка. Зависимость между величиной нагрузки и степенью утомления линейная, то есть чем больше нагрузка, тем более выраженным и ранним является утомление. На характере развития утомления сказывается и ряд ее особенностей: статический или динамический характер нагрузки, постоянный или периодический ее характер и интенсивность нагрузки.

Наряду с рабочей нагрузкой, приводящей к утомлению, существует ряд дополнительных факторов, способствующих раннему наступлению утомления. К числу дополнительных факторов можно отнести:

1) факторы внешней среды (температура, влажность, газовый состав, барометрическое давление и др.);

2) факторы, связанные с нарушением режимов труда и отдыха;

3) факторы, обусловленные изменением привычных суточных биоритмов, и выключение сенсорных раздражений;

4) социальные факторы, мотивация, взаимоотношения в команде и др.

К субъективным признакам утомления относится чувство усталости, общее или локальное. При этом появляются боли и чувство онемения в конечностях, пояснице, мышцах спины и шеи, желание прекратить работу или изменить ее ритм и др.

Объективные признаки утомления можно обнаружить при обследовании, начиная от двигательной, сердечно-сосудистой и центральной нервной системы и кончая пищеварительной и выделительной. Многообразие изменений отражает закономерности функционирования организма как единого целого и характеризует реакции обеспечения функциональной нагрузки, а так же адаптационные и компенсационные сдвиги.

При утомлении со стороны центральной нервной системы отмечаются нарушение межцентральных взаимосвязей в коре головного мозга, ослабление условно-рефлекторных реакций, неравномерность сухожильных рефлексов, а при переутомлении - развитие неврозоподобных состояний.

Изменения сердечно-сосудистой системы характеризуются тахикардией, лабильностью артериального давления, неадекватными реакциями на дозированную физическую нагрузку, электрокардиографическими сдвигами (ЭКГ). Кроме того, снижается насыщение артериальной крови кислородом, учащается дыхание и ухудшается легочная вентиляция, которая при переутомлении существенно уменьшается.

В крови снижается количество эритроцитов и гемоглобина, отмечается лейкоцитоз, несколько угнетается фагоцитарная активность лейкоцитов и уменьшается количество тромбоцитов. При переутомлении иногда отмечают болезненность и увеличение печени, нарушение белкового и углеводного обмена.

Однако все эти изменения не возникают одновременно и не развиваются в одном и том же направлении. Их динамика определяется рядом закономерностей.

Изменения возникают в тех органах и системах, которые непосредственно осуществляют выполнение спортивной деятельности. При физической работе - это мышечная система и двигательный анализатор. Одновременно изменения могут появляться в системах и органах, которые обеспечивают функционирование этих основных работающих систем - дыхательной, сердечно-сосудистой, крови и др.

Утомление динамично по своей сущности и в своем развитии имеет несколько последовательно возникающих признаков. Первым признаком возникновения утомления при физической работе является нарушение автоматичности рабочих движений. Второй признак - это нарушение координации движений. Третий - значительное напряжение вегетативных функций при одновременном падении производительности работы, а затем и нарушение самого вегетативного компонента. При выраженных степенях утомления и развитии перетренированности, новые мало усвоенные двигательные навыки могут угаснуть полностью. При этом часто растормаживаются старые, более прочные навыки, не соответствующие новой обстановке. В спортивной практике это может служить причиной возникновения различных срывов, травм и т. д.

спортсмен нагрузка физиологический утомление

2.5 Физиологическая характеристика восстановительных процессов

Восстановительные процессы -- важнейшее звено работоспособности спортсмена. Скорость и характер восстановления различных функций после физических нагрузок являются одним из критериев оценки функциональной подготовленности спортсменов.

Во время мышечной деятельности в организме спортсменов происходят, связанные друг с другом, анаболические и катаболические процессы, при этом диссимиляция преобладает над ассимиляцией. В соответствии с концепцией академика В. А. Энгельгардта (1953), всякая реакция расщепления вызывает усиление в организме реакции ресинтеза, которые после прекращения трудовой деятельности ведут к преобладанию процессов ассимиляции. В это время восполняются израсходованные во время тренировочной и соревновательной работы энергоресурсы, ликвидируется кислородный долг, удаляются продукты распада, нормализуются нейроэндокринные, анимальные и вегетативные системы, стабилизируется гомеостаз. Вся совокупность происходящих в этот период физиологических, биохимических и структурных изменений, обеспечивающих переход организма от рабочего уровня к исходному состоянию, объединяется понятием восстановление.

При характеристике восстановительных процессов следует исходить из учения И. П. Павлова о том, что процессы истощения и восстановления в организме (деятельном органе) тесно связаны между собой и с процессами возбуждения и торможения в ЦНС. Это положение полностью подтверждено экспериментальными исследованиями Г. В. Фольборта (1951), в которых была установлена тесная связь между процессами истощения и восстановления функциональных потенциалов в работающем органе. Показано также, чем больше энергетические траты во время работы, тем интенсивнее происходят процессы их восстановления. Однако если истощение функциональных потенциалов в процессе работы превышает оптимальный уровень, то полного восстановления не происходит. В этом случае физическая нагрузка вызывает дальнейшее угнетение процессов клеточного анаболизма. При несоответствии реакций обновления в клетках катаболическим процессам в организме могут возникать структурные изменения, ведущие к расстройству функций и даже повреждению клеток.

После окончания физических нагрузок в организме человека некоторое время сохраняются функциональные изменения, присущие периоду спортивной деятельности, и лишь затем начинают осуществляться основные восстановительные процессы, которые носят неоднородный характер. При этом важно подчеркнуть, что вследствие функциональных и структурных перестроек, осуществляемых процессов восстановления, функциональные резервы организма расширяются, и наступает сверхвосстановление (суперкомпенсация).

Процессы восстановления различных функций в организме разделены на три отдельных периода. К первому (рабочему) периоду относят восстановительные процессы, которые осуществляются при мышечной работе (восстановление АТФ, креатинфосфата, переход гликогена в глюкозу и ресинтез глюкозы из продуктов ее распада - глюконеогенез). Рабочее восстановление поддерживает нормальное функциональное состояние организма и допустимые параметры гомеостатических констант в процессе выполнения мышечной нагрузки.

Рабочее восстановление имеет различный генез в зависимости от напряженности мышечной работы. При выполнении умеренной нагрузки поступление кислорода к работающим мышцам и органам покрывает кислородный запрос организма и ресинтез АТФ осуществляется аэробным путем. Восстановление в этих случаях протекает при оптимальном уровне окислительно-восстановительных процессов. Такие условия наблюдаются при малоинтенсивных тренировочных нагрузках, а также на отдельных участках бега на длинные дистанции, который характеризуется истинным устойчивым состоянием. Однако при ускорении, а также в состоянии «мертвой точки» аэробный ресинтез дополняется анаэробным обменом.

Смешанный характер ресинтеза АТФ и креатинфосфата по ходу работы свойственен упражнениям, лежащим в зоне большой мощности. При выполнении работы максимальной и субмаксимальной мощности возникает резкое несоответствие между возможностями рабочего восстановления и скоростью ресинтеза фосфагенов. Это одна из причин быстрого развития утомления при этих видах нагрузок.

Второй (ранний) период восстановления наблюдается непосредственно после окончания работы легкой и средней тяжести в течение нескольких десятков минут и характеризуется восстановлением ряда уже названных показателей, а также нормализацией кислородной задолженности, гликогена, некоторых физиологических, биохимических и психофизиологических констант.

Раннее восстановление лимитируется главным образом временем погашения кислородного долга. Погашение алактатной части кислородного долга происходит быстро - в течение нескольких минут, и связано с ресинтезом АТФ и креатинфосфата. Погашение лактатной части кислородного долга обусловлено скоростью окисления молочной кислоты, уровень которой при длительной и тяжелой работе увеличивается в 20 - 25 раз по сравнению с исходным уровнем, а ликвидация этой части долга происходит в течение 1,5 - 2 часов.

Третий (поздний) период восстановления отмечается после длительной напряженной работы (бег на марафонские дистанции, многокилометровые лыжные и велосипедные гонки) и затягивается во времени на несколько часов и даже суток. В это время нормализуется большинство физиологических и биохимических показателей организма, удаляются продукты обмена веществ, восстанавливаются водно-солевой баланс, гормоны и ферменты. Эти процессы ускоряются правильным режимом тренировок и отдыха, рациональным питанием, применением комплекса медико-биологических, педагогических и психологических реабилитационных средств.

Основные физиологические закономерности восстановительных процессов следующие: неравномерность, гетерохронность, фазовый характер восстановления работоспособности, избирательность восстановления и тренируемость восстановления.

1. Неравномерность восстановительных процессов впервые была установлена А. Хиллом (1926) при анализе ликвидации кислородной задолженности организма. Автор показал, что сразу после окончания работы восстановление идет быстро, а затем скорость его снижается и наблюдается фаза медленного восстановления, В последующем было показано, что наличие двух фаз восстановления отмечается, как правило, после тяжелой физической работы. После умеренных нагрузок погашение кислородного долга носит однофазный характер, т. е. наблюдается только фаза быстрого восстановления.

Факт неравномерного восстановления в дальнейшем был отмечен в динамике показателей сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, нервно-мышечного аппарата, картины периферической крови и обмена веществ. Анализ этих данных привел к заключению о том, что биологические константы организма восстанавливаются на различных этапах последействия с разной скоростью. Этот факт составляет принципиальную особенность после рабочих функциональных сдвигов, которую следует учитывать при регламентации режимов труда и отдыха и при выборе тактики применения различных средств рекреации.