Проведённое исследование показало, что частота сердечных сокращений в покое у спортсменов разных специализаций несколько различалась. При этом на-именьшая величина в покое обнаруживалась у пловцов, а затем у футболистов и легкоатлетов. Объемно-временные показатели внешнего дыхания в зависимости от специализации различались более существенно. Так, уровень легочной вентиляции находился в пределах от 7,3 л/мин у пловцов до 12,4 л/мин у бегунов, частота дыхания колебалась от 13,0±0,7 цикл/мин у пловцов до 17,2±1,2 цикл/мин у бегунов, а величина дыхательного объема составляла от 484,0±30,0 мл у футболистов до 748,1±61,9 мл у бегунов. Коэффициент соотношения паттерна дыхания наибольшим оказался у пловцов, несколько меньше у бегунов и на самом низком уровне - у футболистов.

Динамика нормализованных величин изучаемых показателей от уровня покоя к концу первой минуты стандартной дозированной нагрузки указала на большую реактивность систем у пловцов по сравнению с футболистами и особенно с легкоатлетами (рис. 4). Однако у пловцов на фоне практически одинакового с легкоатлетами усиления потребления кислорода максимальные вентиляционные возможности использовались в меньшей степени. Несмотря на это, общий анализ данных указал на большую предпочтительность параметров экономичности у пловцов, затем у легкоатлетов и в значительно меньшей степени у футболистов. При этом у пловцов достоверно выше, чем у футболистов и легкоатлетов оказалась и величина экономичности вегетативного обеспечения мышечной работы, ватт-пульс составлял 7,2±0,5; 3,8±0,2; 3,6±0,1 кГм/уд/мин соответственно).

Известно, что для спортивной практики и, особенно для прогноза эффективности деятельности в условиях соревновательных нагрузок, наиболее важными являются показатели функциональной экономизации, демонстрируемые спортсменами при максимальных мощностях мышечной работы.

Рис. 4. Функциональная экономизация организма спортсменов разных

специализаций на первой минуте стандартной дозированной фи-

зической нагрузки (нормализованные величины): 1- fhW1/fhпокоя;

2-fbW1/fbпокоя; 3-VтW1/Vтпокоя; 4-VEW1/VЕпокоя; 5-VО2W1/VО2покоя

Сравнение показателей функциональной экономичности у спортсменов разных специализаций указало на существенное преимущество представителей плавания над футболистами и легкоатлетами. Достоверное преимущество над другими специализациями было зафиксировано по показателю ватт-пульса и по величине коэффициента соотношения объемно-временных параметров паттерна дыхания, что вероятно, является следствием специфики такого вида спорта, как плавание.

Анализ экономичности функционирования организма спортсменов разных специализаций в фазы срочного и отставленного восстановления показал, что в большинстве случаев параметры экономичности-эффективности и сопряженности функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а так же экономичности дыхательной функции вновь оказались наилучшими именно у пловцов. Только по величине кислородного пульса на пятой минуте восстановления они уступали бегунам, которые обнаруживали наибольшую величину этого показателя. При этом следует отметить весьма низкие значения кислородного пульса и кислородного эффекта дыхательного цикла у футболистов, зарегистрированные как на первой минуте, так и особенно на пятой минуте восстановительного периода. Вполне возможно, что такие величины кислородного эффекта дыхательного цикла, которые почти в два раза оказались ниже, чем у пловцов, обусловливались у футболистов меньшим соотношением объемно-временных параметров внешнего дыхания.

Специфические особенности функциональной устойчивости у

спортсменов с различным характером двигательных актов

Сравнение всего массива изучаемых показателей функциональной устойчивости показало, что представители циклических видов спорта (легкоатлетического бега и плавания) существенно превосходили представителей футбола. При этом величина физической работоспособности оказалась наибольшей у пловцов по отношению к величине этого показателя у представителей других видов спорта: на 19,1 % (p<0,05) по отношению к бегунам и на 34,6 % (p<0,05) по отношению к футболистам. Показатели физической работоспособности у бегунов и футболистов различались между собой всего на 8,0 %, причем статистически не достоверно. Величина максимальной аэробной производительности оказалась достоверно больше у бегунов на 9,4% и у пловцов на 20,0% по сравнению с футболистами.

Показатели гипоксической устойчивости, определяемые в пробах с максимальной произвольной задержкой дыхания, были существенно больше у пловцов.

При анализе экономичности-эффективности и сопряженности функционирования физиологических систем выяснилось, что величины показателей соотношения объёмно-временных параметров дыхательного цикла, кислородного пульса, коэффициента использования кислорода из вентилируемого воздуха и кислородного эффекта дыхательного цикла также оказалась наибольшими у пловцов. Несколько меньшими они были у бегунов и наименьшими у футболистов. В таком же порядке различались и значения показателя кислородной стоимости единицы выполненной работы. При этом, наименьшая кислородная стоимость работы была у зафиксирована у пловцов, несколько большая у бегунов и максимальная у футболистов. Обнаруженное превосходство по большинству параметров функциональной устойчивости у представителей циклических видов спорта объясняется тем, что в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости, к которым относятся бег и плавание, основными механизмами, обусловливающими спортивную результативность, являются именно механизмы совершенствования «функциональной устойчивости», позволяющие продолжать работу при прогрессирующих сдвигах во внутренней среде организма и при утомлении.

Далее в ходе исследования оценивалась устойчивость (надежность) регуляторных механизмов при различных состояниях организма спортсменов разной специализации. Эта оценка проводилась по динамике показателя «мощности» корреляции. Так, «мощность» корреляции в условиях покоя оказалась наибольшей у пловцов и минимальной у футболистов. Исходя из того, что низкие значения показателя «мощности» отражают ослабление регулирующих влияний, а высокие - усиление функциональной интегрированности, рассматриваемой как следствие развития функциональной оптимизации, возможно, предположить наличие у пловцов высокого уровня, как функциональной подготовленности, так и развития функциональной устойчивости. Динамика изменения этого показателя в процессе последующей работы и восстановления у спортсменов различных специализаций имела некоторые различия, которые наиболее характерно проявились у футболистов. Так у них, в отличие от бегунов и пловцов, при выполнении стандартной физической нагрузки показатель «мощности» относительно состояния покоя несколько увеличивался, что можно трактовать как реакцию срочной функциональной мобилизации регуляторных систем. При выполнении максимальной физической нагрузки снижение «мощности» у футболистов отражало уменьшение интегрированности вегетативного обеспечения и указывало на рост напряженности в работе регуляторных механизмов. В период восстановления наблюдалось планомерное увеличение этого показателя к пятой минуте восстановительного периода. Исходный уровень интегрированности функций у бегунов в период выполнения стандартной физической нагрузки незначительно снижался, что свидетельствовало об определенной «стабильности» регулирующих влияний. При этом максимальная нагрузка, также как и у футболистов, вызывала значительную утрату оптимальности реагирующих влияний. Изменения «мощности» в периоде восстановления у бегунов оказались схожими с футболистами. Динамика «мощности» корреляции у пловцов обнаруживала существенные различия с бегунами только по ее амплитуде (большие значения), оставаясь идентичной по характеру изменений в покое, при физических нагрузках и в восстановительном периоде. Представляется, что более высокие значения этого показателя у пловцов были обусловлены именно спецификой самого вида спорта, поскольку наличие водной среды в сочетании с большими объемами и интенсивностью тренирующих воздействий, характерных для современного спортивного плавания, являются теми внешними условиями, которые вызывают напряженность в работе регуляторных механизмов, обеспечивающих специфическую двигательную деятельность.

Значение различных функциональных свойств в проявлении физической

работоспособности человека в процессе многолетней адаптации

к специфической мышечной деятельности

В настоящее время уровень физической работоспособности рассматривается как результат процесса адаптации организма к физическим нагрузкам и является интегративным показателем функциональной подготовленности организма к выполнению двигательной деятельности. Вместе с тем, физическая работоспособность, как многокомпонентное свойство организма, зависит от целого ряда факторов: телосложения и антропометрических показателей, мощности, емкости и эффективности механизмов энергопродукции, силы и выносливости мышц, нейромышечной координации, состояния опорно-двигательного аппарата и др. Однако, несмотря на то, что работоспособность обеспечивается одними и теми же системами организма и подвергается влиянию одних и тех же факторов роль этих систем и факторов различна, в зависимости от спортивной специализации, возраста и др. (Солопов И.Н., Шамардин А.И., 2003).

Роль различных функциональных свойств, обусловливающих физическую работоспособность спортсменов на разных этапах многолетней подготовки

Для практики спортивной тренировки весьма важно знать, какие факторы, в какой степени и на каком этапе многолетнего процесса адаптации лимитируют и обусловливают физическую работоспособность организма спортсмена. С этой целью были организованы и проведены комплексные спироэргометрические исследования функционального состояния организма футболистов трех возрастно-квалификационных групп. Для анализа были отобраны 11 показателей, обусловливающих уровень физической работоспособности и отражающих категории таких качественных характеристик как «функциональная мощность» (морфофункциональная и предельная), «экономичность-эффективность», «функциональная мобилизация и устойчивость». Физическая работоспособность оценивалась по величине показателя, определяемого в тесте PWC170.

Сравнение средних величин физической работоспособности у спортсменов разной спортивной квалификации показало ее закономерное и достоверное увеличение от этапа к этапу. При этом повышение уровня физической работоспособности от одной квалификационной группы к другой обеспечивалось увеличением практически всего комплекса показателей, отражающих основные категории функциональных свойств её обусловливающих. Для выяснения роли различных качественных характеристик в обеспечении физической работоспособности был проведен корреляционный анализ, выбранных для изучения параметров. Это позволило выяснить степень взаимосвязи уровня физической работоспособности с изучаемыми функциональными свойствами и степень ее обусловленности.

В ходе анализа выяснено, что на этапе начальной подготовки у футболистов III-II спортивных разрядов уровень физической работоспособности имел сильную статистическую взаимосвязь с показателями физического развития организма, характеризующими «морфофункциональную мощность». При этом обнаружены достоверные взаимосвязи значений показателя PWC170 с величиной длины, массы тела и жизненной ёмкости лёгких. Вместе с тем, физическая работоспособность у юных футболистов имела среднюю статистическую взаимосвязь с параметрами, отражающими факторы «предельной мощности функционирования» и с параметрами «функциональной экономизации».

На этапе спортивного совершенствования у футболистов, имеющих I разряд, физическая работоспособность утрачивала достоверные взаимосвязи с показателями тотальных размеров тела, но сохраняла связь с жизненной ёмкостью лёгких. При этом наблюдалась вполне четкая тенденция к увеличению роли в обеспечении физической работоспособности показателей «предельной мощности функционирования» и «функциональной экономизации». Кроме того, значительнее, чем на базовом этапе подготовки, усиливалась взаимосвязь физической работоспособности с показателями функциональной экономизации. Поскольку развитие резервов мощности функционирования не исключает, а, наоборот, предусматривает экономичное и эффективное их использование, выявленное сочетание высоких значений «предельной мощности функционирования» и «функциональной экономизации» в обеспечении общей физической работоспособности на этапе спортивного совершенствования следует рассматривать как закономерное явление.

На этапе высшего спортивного мастерства у квалифицированных футболистов значительно усиливалась связь физической работоспособности с показателями «предельной мощности функционирования», а также с параметрами, отражающими функциональную экономизацию и эффективность (физиологическую стоимость) выполнения физической нагрузки. Вместе с тем, взаимосвязь физической работоспособности с показателями «морфофункциональной мощности» практически полностью утрачивала свою достоверность. При этом статистически достоверной оказалась взаимосвязь физической работоспособности с таким показателем функциональной мобилизации как функциональная реактивность.

Функциональные свойства, определяющие физическую работоспособность

спортсменов различной специализации

С целью выяснения роли качественных характеристик в обеспечении физической работоспособности был проведен анализ взаимосвязей показателей их отражающих с величиной физической работоспособности путем расчета коэффициентов корреляции. Оказалось, что у футболистов величина физической работоспособности в средней степени связывалась со значениями показателей «морфофункциональной мощности». У пловцов эта группа параметров обусловливала физическую работоспособность в значительно большей степени (сильная взаимосвязь), а у бегунов, наоборот, эта обусловленность проявлялась в значительно меньшей степени. Факторы «предельной мощности функционирования» играли существенную роль в обеспечении физической работоспособности у представителей всех специализаций. Вместе с тем, у пловцов показатели этой категории факторов имели среднюю степень статистической взаимосвязи с физической работоспособностью. Аналогичная картина наблюдалась и у бегунов. При этом из трех показателей этой категории по одному оказались взаимосвязаны слабо, средне и сильно. У футболистов только один показатель был взаимосвязан с физической работоспособностью в средней степени, тогда как два других имели слабую взаимосвязь.

Параметры «функциональной экономичности» в наибольшей степени обусловливали физическую работоспособность у пловцов, поскольку два из трех показателей имели сильную взаимосвязь с физической работоспособностью. У бегунов эти показатели также играли большую роль, но в меньшей степени, чем у пловцов. У футболистов обусловленность физической работоспособности экономичностью оказалась минимальной.

Показатели мобилизационных возможностей при максимальной работе и в период восстановления у пловцов имели, хотя и достоверную, но слабую связь с физической работоспособностью. У бегунов только один показатель имел среднюю взаимосвязь с физической работоспособностью, а у футболистов ни один из показателей этой категории не имел с ней достоверной связи.

Учитывая, что корреляционные взаимоотношения различных показателей основных категорий факторов, обусловливающих физическую работоспособность, имели довольно пеструю картину, а теснота межсистемных связей определялась функциональными возможностями этих систем и интенсивностью внешних воздействий на организм, возникла необходимость анализа интегрирования и взаимообусловленности различных физиологических систем организма. При этом методический подход, основанный на анализе тесноты межсистемных взаимоотношений, позволил с позиции качества охарактеризовать физиологическую «стоимость» адаптации и как ее результат физическую работоспособность.

Согласно полученным результатам количество и теснота межфакторных взаимоотношений у представителей различных видов спорта существенно различались (рис. 5). При этом наибольшая теснота межсистемных связей наблюдалась у пловцов и существенно меньше у бегунов и футболистов.

Футбол Плавание Бег

Рис. 5. Матрицы интеркорреляционных связей характеристик, обуслов-

ливающих физическую работоспособность у спортсменов разной

специализации (только достоверные взаимосвязи): 1- L; 2 - P; 3 -

VC; 4-PWC170; 5-fhпокоя; 6-Wmax; 7-fhmax; 8-VО2max; 9-fhmax/fhпокоя;

10-fhВ5/fhпокоя; 11-Wmax/fhmax; 12-VО2max /fh max

Значительная теснота взаимосвязей изучаемых показателей и их обширная взаимообусловленность у пловцов указывала на существенную напряженность в работе регуляторных механизмов, обеспечивающих довольно высокий уровень физической работоспособности, что может быть связано с особенностями специфики этого вида спорта. У бегунов, у которых физическая работоспособность была почти такой же высокой, напряженность в работе регуляторных механизмов оказалась существенно меньше. Это выражалось в структуре физической работоспособности и подтверждалось меньшим количеством межсистемных связей. У футболистов, хотя и наблюдались практически одинаковые с бегунами теснота и количество достоверных связей между основными факторами, обусловливающими физическую работоспособность, сами их величины оказалась на самом низком уровне, что значительно снижало предпочтительность соотношения «работа - стоимость».

Таким образом, физическая работоспособность у спортсменов, адаптированных к мышечной деятельности с различным характером двигательных актов и в разных внешних условиях, обеспечивалась специфическим соотношением значимых функциональных свойств ее обусловливающих. У представителей циклических видов спорта (бегунов, и особенно, у пловцов) отмечался достоверно более высокий уровень значений факторов, относящихся к категориям «предельная мощность функционирования» и «функциональная экономичность». В тоже время уровень «функциональной мобилизации» при нагрузке оказался выше у бегунов, тогда как «мобилизация восстановления» наилучшей была у футболистов. Наибольшая теснота межсистемных корреляционных связей у пловцов отражала у них более высокую степень напряженности в работе регуляторных механизмов и интегрированности различных физиологических систем, в то время как у бегунов и футболистов взаимообусловленность функциональных взаимоотношений оказалась существенно меньшей.

Оптимизация функциональной подготовленности организма

посредством направленных воздействий на дыхательную систему

Привлечение эффективных современных, научно обоснованных технологий должно позволить значительно расширить диапазон адаптационных перестроек в организме спортсмена при доступном объёме и интенсивности тренировочных нагрузок и повысить уровень его тотальной работоспособности.

В этом плане особое внимание необходимо уделить внедрению в тренировочный процесс широкого круга дополнительных, так называемых эргогенических средств. Использование этих средств позволит полнее раскрыть функциональные резервы организма спортсмена, интенсифицировать процессы адаптации к факторам тренировочного воздействия, повысить эффективность подготовки, а также избежать критических степеней напряжения опорно-двигательного аппарата и регуляторных механизмов.

Динамика показателей качественных характеристик функциональной

подготовленности спортсменов и их взаимосвязей в результате тренировки с увеличенным эластическим сопротивлением дыханию

С целью изучения влияния систематического использования воздействий на дыхательную функцию в виде введения дополнительного повышенного эластического сопротивления дыханию на функциональные свойства подготовленности спортсменов было организовано специальное исследование с участием 20-ти юных футболистов, имеющих II-III спортивные разряды. При этом было сформировано 2 группы (контрольная и исследуемая). Тренировка продолжалась шесть недель, в течение которых обе группы тренировались по одинаковой тренировочной программе. В отличие от контрольной, участники исследуемой группы 25 - 50% всего объёма тренировочной работы выполняли в специальных жилетах, создававших дополнительное сопротивление дыхательным движениям. Степень компрессии подбиралась индивидуально и способствовала уменьшению величины жизненной ёмкости лёгких на 10%.

В процессе проведенных исследований было установлено, что введение увеличенного эластического сопротивления дыханию в тренировочный процесс создавало условия для усиленной мобилизации резервов и повышения мощности функционирования организма. Так, было зарегистрировано увеличение показателей мощности в диапазоне от 7,9 % до 61,5 % в исследуемой группе, что значительно превышало прирост в контрольной. При этом мобилизационные способности повышались от 4,3 % до 11,6%, хотя в контроле отмечалась отрицательная динамика. Прирост эффективности функциональной экономизации в исследуемой группе оказался в два раза больше, чем в контрольной группе.

Для выяснения физиологической «стоимости» процесса адаптации и интегративной оценки функционального состояния целостного организма в условиях традиционной мышечной тренировки и с использованием дополнительных воздействий было проведено сравнение интеркорреляционных связей качественных характеристик функциональной подготовленности спортсменов в контрольной и исследуемой группах (рис. 6).

Рис. 6. Матрицы интеркорреляционных связей качественных характе-

ристик функциональной подготовленности спортсменов в иссле-

довании с эластическим сопротивлением дыханию (достоверные

взаимосвязи): 1-10 функциональная мощность; 11-17 функцио-

нальная мобилизация; 18-22 функциональная экономизация.

Так, в начале тренировочного цикла у спортсменов контрольной группы взаимообусловленность функциональных показателей качественных характеристик оказалась существенно меньше, чем в его конце. При этом увеличивалась теснота достоверных связей между большинством показателей функциональной мощности, мобилизации и экономизации. В результате обширная взаимообусловленность показателей качественных характеристик свидетельствовала о расширении функциональных возможностей организма за счет значительного напряжения в работе регуляторных механизмов и увеличения физиологической стоимости адаптации. В исследуемой группе тренировка с нагруженным дыханием в виде эластического сопротивления обеспечивала незначительное увеличение исходного количества межсистемных достоверных взаимосвязей, а теснота их распределения между всеми функциональными свойствами оказалась более равномерной и дифференцированной. Таким образом, при целенаправленной оптимизации достижение более высокого уровня функциональной подготовленности спортсменов в исследуемой группе осуществлялось на фоне меньшей физиологической стоимости адаптации и меньшего напряжения в работе регуляторных механизмов за счет избирательного стимулирования физиологических функций.

Динамика показателей качественных характеристик функциональной

подготовленности спортсменов и их взаимосвязей в результате

тренировки с резистивно-респираторными нагрузками

Для выяснения степени влияния на параметры качественных характеристик использования в тренировочном процессе спортсменов дыхания с повышенным аэродинамическим сопротивлением был организован физиологический эксперимент с участием 11 бегунов 17 - 20 лет. Контрольную группу составили 5 спортсменов аналогичного возраста и физической подготовленности. Тренировка продолжалась четыре недели, в течение которых обе группы занимались по одинаковой тренировочной программе. В отличие от контрольной группы, участники исследуемой 20 - 25 % объема специальной работы выполняли в условиях дыхания в специальной маске с диафрагмой, создающей инспираторно-экспираторное сопротивление дыхательным потокам, равное 8-10 см вд.ст. Спортсмены дышали с сопротивлением в интервальном режиме, выполняя экспозицию воздействия сериями (8-10 по 1-2 минуты) при выполнении длительной беговой работы.

Анализ функциональной мощности при предельной нагрузке выявил, что в результате четырёхнедельной тренировки с увеличенным аэродинамическим сопротивлением у спортсменов исследуемой группы существенно возрастали показатели мощности максимальной нагрузки и аэробной производительности, как в абсолютных, так и в относительных величинах. Причем этот эффект достигался в меньшей степени за счет функционального напряжения кардиореспираторной системы и в большей за счет её эффективности. На это указывали существенное увеличение кислородного пульса (на 29,3%) и рост максимального потребления кислорода (на 26,6%) на фоне снижения текущей легочной вентиляции (на 4,7%). Это обстоятельство позволило предположить, что энергетическая стоимость работы дыхательного аппарата также должна снижаться, а, следовательно, в некоторой степени должно повышаться и реальное снабжение кислородом работающей скелетной мускулатуры.

Сравнение результатов контрольных измерений в исследуемой группе до и после курса тренировок с нагруженным дыханием показало существенное увеличение показателей функциональной мобилизации при обеспечении мышечной деятельности предельной мощности. Также у спортсменов этой группы отмечалось снижение процента использования максимальных вентиляционных возможностей и собственной жизненной емкости легких. Это вызвалось ростом и максимальной вентиляции легких, и жизненной ёмкости легких после тренировки на фоне некоторого снижения текущей вентиляции легких и дыхательного объема при максимальной нагрузке. Приведённое обстоятельство, вероятно, обусловлено параллельным развитием процессов экономизации функций, поскольку способность организма мобилизовывать свои ресурсы при наличии низкого уровня оперативного покоя определяет большой рабочий диапазон функционирования физиологических систем, что объединяет высокую мобилизующую способность и высокую экономичность функционирования организма.

В контрольной группе наблюдались схожие, но менее выраженные процессы. При этом увеличение предельного усиления потребления кислорода достигалось за счет большего функционального напряжения вентиляционного аппарата, т.е. усиления легочной вентиляции при максимальной нагрузке.

Сравнительный анализ динамики функциональной экономизации в результате резистивно-респираторной тренировки выявил положительные изменения как в исследуемой, так и в контрольной группах. Вместе с тем, в исследуемой группе повышение показателей функциональной экономизации оказалось статистически более значимым. При этом динамика показателей функционального состояния у участников исследования свидетельствовала, что основными эффектами использования резистивно-респираторной тренировки в функциональной подготовке спортсменов являлись повышение мощности внешней механической работы и мощности аэробной производительности организма в условиях выполнения предельной мышечной нагрузки, а также мобилизационных возможностей, сопряженных с повышением экономичности функционирования организма.

У лиц контрольной группы в начале тренировочного цикла взаимообусловленность качественных характеристик оказалась существенно меньше, чем в конце. Одновременно при выполнении предельных нагрузок увеличивались теснота достоверных взаимосвязей между показателями функциональной мощности и мобилизации на фоне некоторого снижения достоверности. При этом изменение структуры и увеличение тесноты взаимосвязей изучаемых показателей, их обширная и вместе с тем избирательная взаимообусловленность свидетельствовали о расширении функциональных возможностей организма. Однако достижение более высокого уровня функциональной подготовленности в этом случае происходило за счет более значительного напряжения в работе регуляторных механизмов и увеличения физиологической стоимости адаптации.

Теснота межсистемных достоверных взаимосвязей качественных характеристик функциональной подготовленности спортсменов, тренировавшихся в условиях с нагруженным дыханием, и их количество к концу эксперимента практически не изменялись. При этом они более равномерно и рационально распределялись между всеми функциональными свойствами, т.е. достижение более высокого уровня функциональной подготовленности спортсменов исследуемой группы (по сравнению с контрольной) осуществлялось без увеличения физиологической стоимости адаптации и не сопровождалось повышением напряжения в работе регуляторных механизмов.

Показатель «мощности» корреляции в обеих группах увеличивался, что свидетельствовало о наличии функциональной оптимизации организма в результате, как традиционной тренировки, так и тренировки с введением дополнительного эргогенического средства. Вместе с тем, в контрольной группе оптимизация функционального состояния сопровождалась нарастанием напряжения в работе регуляторных механизмов, повышением физиологической стоимости адаптации и меньшей согласованностью в развитии таких качественных характеристик как мощность, мобилизация и экономизация. В исследуемой группе оптимизация функционального состояния обеспечивалась как ростом функциональных возможностей организма, так и оптимизацией структуры связей между физиологическими системами, направленной на повышение экономичности их функционирования и снижение физиологической стоимости адаптации.

Таким образом, повышение функциональной подготовленности в результате систематического использования дыхания с увеличенным аэродинамическим сопротивлением обеспечивалось как ростом функциональных возможностей организма, так и оптимизацией его регуляторных механизмов.

Влияние тренировки с дыханием через дополнительное «мертвое» пространство на функциональную устойчивость организма

Эффекты систематической тренировки при дыхании через дополнительное «мертвое» пространство (ДМП) в отношении гипоксической устойчивости изучались в специальной тренировке с участием двух групп юных футболистов (контрольной и исследуемой, по 11 человек в каждой). Дыхание через ДМП объемом 1000 мл участниками исследуемой группы использовалось в течение 8 недель в каждом занятии при кроссовой работе, а также в двухсторонних играх.

Полученные результаты свидетельствовали о существенном приросте общей физической работоспособности в обеих группах, причем в исследуемой группе достоверно на 18,6 %. Также в исследуемой группе повышался уровень аэробной производительности и увеличивался показатель кислородного пульса на 9,3%, характеризующий снижение физиологической стоимости кислородного обеспечения организма.

Результаты контрольных измерений до и после применения тренировки с ДМП показали, что физические нагрузки при дыхании умеренно гипоксическо-гиперкапнической газовой смесью вызывали развитие адаптации организма к этим условиям и как следствие существенное возрастание устойчивости к сдвигам в газовом гомеостазе организма. На это указывало значительное увеличение в исследуемой группе времени задержки дыхания (особенно на выдохе) и более выраженная альвеолярная гипоксия, которая наблюдалась на момент прекращения задержки дыхания в большей степени на вдохе. При этом прекращение задержки дыхания на вдохе происходило при более высоком парциальном давлении углекислого газа в альвеолярном воздухе. Аналогичная ситуация наблюдалась и при задержке дыхания на выдохе. В контрольной группе эти изменения оказались менее выраженными и не являлись статистически достоверными. Именно это позволило полагать, что возрастание устойчивости к гипоксии и гиперкапнии должно служить основой для развития выносливости.

С целью выяснения физиологической «стоимости» адаптации при тренировке с использованием дыхания через дополнительное «мёртвое» пространство был проведен анализ тесноты межсистемных взаимосвязей путём сравнения интеркорреляционных взаимоотношений изучаемых показателей контрольной и исследуемой групп спортсменов, что позволило качественно охарактеризовать функциональную подготовленность спортсмена. Как показали полученные результаты тренировка с нагруженным дыханием в виде дополнительного «мёртвого» пространства обеспечила повышение силы межсистемных достоверных взаимосвязей при незначительном увеличении их количества от исходного уровня (рис. 7). При этом тренировка с ДМП способствовала достижению более высокого уровня работоспособности и функциональной устойчивости вегетативного обеспечения без существенного увеличения как физиологической стоимости их адаптации, так и напряженности в работе регуляторных механизмов. Факт функциональной оптимизации и повышения функциональной устойчивости (надёжности) при тренировке с ДМП также подтверждал закономерный рост в исследуемой группе показателя «мощности» корреляции, что свидетельствовало о повышении уровня интегрированности физиологических систем организма.

Одновременно в контрольной группе количество и теснота взаимосвязей изучаемых показателей до и после цикла тренировок имели значительные различия. Так в начале тренировочного цикла у спортсменов контрольной группы взаимообусловленность функциональных показателей, их структура и теснота взаимоотношений оказались существенно меньше, чем в его конце. В частности к концу цикла количество взаимосвязей увеличилось в 1,5 раза. При этом их сила существенно уменьшилась. Отсюда можно, предположить, что при традиционной тренировке (с использованием физических упражнений) повышение уровня тренированности спортсменов и расширение функциональных возможностей организма протекает на фоне значительного напряжения в работе регуляторных механизмов и увеличения физиологической «стоимости» адаптации, а также диссоциированного изменения отдельных параметров вегетативных функций и снижения регулирующих влияний, обеспечивающих их систем.

Рис. 7. Матрицы интеркорреляционных связей функциональной подго-

товленности спортсменов в исследовании с ДМП (достоверные

взаимосвязи): 1-Wmax; 2-fhmax; 3-VO2max; 4-VEmax; 5-fbmax; 6-Vтmax;

7 - Vт/fbmax; 8 - Wmax/fhmax; 9 - VО2max/fhmax; 10 - VО2max/VEmax;

11- VО2max/fbmax

Таким образом, регулярное использование дыхания через дополнительное «мертвое» пространство при физических нагрузках в процессе тренировки юных футболистов способствовало адаптации организма к условиям гипоксии и гиперкапнии, а также повышению уровня физической работоспособности и аэробной производительности.

Заключение

В процессе проведенных исследований показано, что функциональная подготовленность спортсменов представляет собой базовое, комплексное, многокомпонентное свойство организма, сущностью которого является уровень совершенства физиологических механизмов и их готовность обеспечить в определенный момент проявления всех необходимых для спортивной деятельности качеств, прямо или косвенно обусловливающее мышечную деятельность и физическую работоспособность в рамках специфического регламентированного двигательного акта.

Функциональная подготовленность как многокомпонентное свойство организма подразумевает его определенное структурирование. При этом структура функциональной подготовленности спортсменов может быть представлена в виде ряда компонентов, находящихся в довольно сложной взаимосвязи: информационно-эмоционального (сенсорное восприятие, память, эмоциональные проявления), регуляторного (механизмы моторного, вегетативного, гуморального и коркового контуров регуляции), двигательного (функции опорно-двигательного аппарата), энергетического (мощность, подвижность, емкость и эффективность аэробного и анаэробного механизмов энергопродукции) и психического (уровень развития психических качеств, уровень психического состояния и психической работоспособности). Таким образом, структуру функциональной подготовленности спортсменов можно представить в виде схемы, приведенной на рис. 8.

Рис. 8. Структура функциональной подготовленности спортсменов и ее

качественные характеристики

Предлагаемое структурирование в определенной мере интегрирует предложенные ранее другими авторами различные построения структуры функциональной подготовленности спортсменов. В итоговой структуре отражены представления о разноуровневости компонентов и свойств, специфичности функциональных отправлений, их взаимосвязанность и взаимообусловленность. Кроме того, вновь разработанная схема раскрывает понимание функциональной подготовленности как базового генерального свойства организма, являющегося основой для специфической двигательной функции, проявляющейся в виде спортивно-технического результата, который реализуется через проявления физической, технической и тактической подготовленности спортсмена. Эти виды подготовленности спортсмена должны рассматриваться именно как спортивно-технические параметры проявлений специфической двигательной функции.

Наличие в структуре функциональной подготовленности всех ее компонентов является обязательными для всех видов деятельности, однако роль, значение тех или иных компонентов, совершенство определенных механизмов, уровень развития функциональных свойств и характеристик, а также их сочетание и взаимообусловленность обладают специфичностью не только для каждого конкретного вида деятельности с характерными различиями на этапах адаптации к ней, но и возможно даже для конкретной специализации в рамках определенного вида спорта (амплуа, дистанция и т.п.).

В свою очередь, знание структуры и сущности механизмов функциональной подготовленности, качеств и свойств ее характеризующих, факторов ее обусловливающих и лимитирующих должно определять методологию, стратегию и тактику управления функциональным состоянием организма спортсменов. В итоге эффективность процесса функциональной подготовки открывает новые возможности на более высоком качественном уровне осуществлять оценку специальной готовности спортсмена с выявлением ее слабых и сильных звеньев. Именно это должно явиться основой объективизации системы контроля, послужить отправным моментом для действенной индивидуализации тренировочного процесса и позволит определить функциональный предел для его интенсификации. В связи с этим делается шаг вперед в решении ряда проблем современной спортивной тренировки, то есть повышения оперативности и качества управления процессом адаптации, объективизации спортивного отбора, ориентации и специализации спортсменов и ряда др. В частности приросту физической работоспособности организма спортсменов и его функциональных возможностей должно помочь систематическое применение в тренировочном процессе таких эргогенических средств как эластическое и аэродинамическое сопротивление дыханию, а также дополнительного «мертвого» пространства.

В Ы В О Д Ы

1. Функциональные возможности организма человека и физиологические механизмы их обусловливающие на начальном этапе многолетней спортивной тренировки характеризуются ростом мощности функционирования физиологических систем, выражающемся расширением границ резервных возможностей организма, прогрессированием антропометрических показателей, увеличением общей физической работоспособности на фоне значительного напряжения и неустойчивости вегетативной регуляции и низкой функциональной экономизации.

2. На этапе спортивного совершенствования особенности функциональной подготовленности спортсменов проявляются выраженным повышением мобилизационных возможностей организма, значительным увеличением уровня предельных физических нагрузок, сопряженных с прогрессированием функциональной мощности кислородного обеспечения, а также приобретением определённого запаса «надёжности» и устойчивости регуляторного аппарата при мышечных нагрузках стандартной мощности.

3. На этапе высшего спортивного мастерства высокий уровень функциональных возможностей характеризуется стабилизацией роста мощности и мобилизации кислородтранспортной системы при параллельном росте экономизации и эффективности, а также функциональной устойчивости, «надёжности» и интегрированности вегетативного обеспечения. При этом проявляется «перекрёстная компенсация» таких свойств как функциональная мобилизация и функциональная экономизация, выражающаяся в уменьшении функциональных сдвигов с одновременным формированием процессов оптимизации объёмно-временных параметров физиологических систем.

4. Структура, уровень и качественные свойства функциональных возможностей организма различаются при разном привычном паттерне моторики. Осуществление наземных циклических локомоций (бег) характеризуется выраженной мобилизацией частотных показателей вегетативного обеспечения с включением резервов респираторной системы. Движения циклического характера в условиях водной среды (плавание) отличаются значительным уровнем функциональной мощности, устойчивостью регуляторных влияний, высокой производительностью дыхательной системы, экономичностью и эффективностью вегетативного обеспечения мышечной работы и процессов восстановления. Двигательная деятельность смешанного, циклического и ациклического, характера с ситуационным реагированием на внешние условия (футбол) характеризуется высоким уровнем мобилизационных возможностей вегетативного обеспечения, которое в определенной мере компенсирует относительно низкий уровень функциональной мощности, экономичности и устойчивости, а также наблюдающуюся напряженность в работе регуляторных механизмов.

5. У спортсменов на начальных этапах многолетней подготовки выполнение стандартной физической нагрузки сопровождается значительным напряжением физиологических систем ввиду несовершенства нейрогуморальных механизмов регуляции вегетативного обеспечения мышечной деятельности. Физические нагрузки максимальной мощности сопровождаются выраженными реакциями всех звеньев функциональной мощности организма при низком уровне устойчивости функционирования систем вегетативного обеспечения и функциональной экономизации двигательной деятельности и восстановительных процессов.

6. На этапе спортивного совершенствования многолетнего тренировочного процесса у спортсменов при выполнении стандартных физических нагрузок имеют место выраженные процессы функциональной мобилизации организма спортсменов на фоне наращивания максимальных возможностей аэробной производительности и физической работоспособности. При выполнении предельной физической работы отмечаются проявления устойчивости функционирования, обусловливаемые совершенствованием механизмов вегетативной регуляции. Восстановительные процессы характеризуются развитием экономизации и эффективности функционирования организма.

7. Для спортсменов высокого уровня функциональной подготовленности, находящихся на этапе высшего спортивного мастерства, характерна высокая экономичность вегетативного обеспечения стандартной мышечной работы. Выполнение предельных физических нагрузок обеспечивается стабильно высоким уровнем всех параметров функциональной мощности и мобилизации на фоне значительной функциональной устойчивости и экономизации, а также высокого уровня интегрированности механизмов вегетативной регуляции. Восстановительные процессы характеризуются высокой экономичностью и эффективностью вегетативных функций в срочном периоде и преобладанием эффективности утилизационных процессов в отставленном периоде.

8. У спортсменов тренированных к осуществлению наземных локомоций циклического характера (бег) особенности функционирования при физических нагрузках стандартной мощности характеризуются значительным использованием резервов дыхательной системы, относительно низкой экономичностью и эффективностью работы системы кислородного обеспечения организма, а также устойчивой работой регуляторных механизмов. В процессе выполнения физических нагрузок максимальной мощности и в восстановительном периоде проявляются выраженные процессы функциональной мобилизации при уменьшении вклада экономичности и эффективности вегетативного обеспечения на фоне рассогласования в работе регуляторных механизмов.

9. Особенности функционирования физиологических систем при движениях циклического характера в условиях водной среды (плавание) при стандартной мощности физической работы проявляются высокой мобилизационной способностью, экономичностью и эффективностью вегетативного обеспечения, а также устойчивостью в работе регуляторных механизмов. Выполнение физической работы максимальной мощности обеспечивается высокой мобилизацией и экономичностью функционирования кардиореспираторной системы, высокой мощностью аэробной производительности при определенном рассогласовании в работе регуляторных механизмов. В процессе восстановления у пловцов проявляются высокие мобилизационные возможности, экономичность, эффективность, сопряженность функций кардиореспираторной системы и относительная устойчивость регуляторных влияний.

10. У спортсменов, адаптированных к двигательной деятельности ситуационного характера, имеющего смешанный паттерн моторики (футбол) при выполнении стандартной нагрузки наблюдается значительная мобилизация резервных возможностей при низкой экономичности функционирования системы кислородного обеспечения. Выполнение физической работы максимальной мощности обеспечивается высоким уровнем функциональной мобилизации при низких значениях мощности, устойчивости и экономичности вегетативного обеспечения и характеризуется высокой напряженностью в работе регуляторных механизмов. Восстановительные процессы сопровождаются высокими мобилизационными возможностями при низкой экономичности и эффективности функционирования вегетативной регуляции.

11. Физическая работоспособность, рассматриваемая в качестве интегративного показателя функциональных возможностей организма, на начальных этапах многолетней спортивной тренировки обеспечивается высоким уровнем функциональной мощности и в первую очередь её морфофункционального компонента. На этапе спортивного совершенствования основное значение в обеспечении физической работоспособности приобретают мобилизационные способности при усилении роли процессов функциональной экономизации. На этапе высшего спортивного мастерства «доминирующее» значение приобретает функциональная экономизация при сохранении высокого уровня значимости мобилизационных возможностей на фоне утраты значений факторов морфофункциональной мощности.

12. Специфические особенности мышечной деятельности у спортсменов с различным паттерном двигательных актов в разных внешних условиях влияют как на уровень развития отдельных функциональных свойств, так и на характер их взаимосвязей и взаимообусловленности, а также степень напряженности в работе регуляторных механизмов. У представителей циклических видов спорта особенно у пловцов отмечается более высокий уровень функциональной мощности и функциональной экономизации. Уровень функциональной мобилизации относительно выше у бегунов, однако этот показатель в периоде восстановления предпочтительней у футболистов. У пловцов имеет место высокая степень напряженности в работе регуляторных механизмов и интегрированности различных физиологических систем, тогда как у бегунов и футболистов имеет место низкий уровень взаимообусловленности вегетативного обеспечения.

13. Целенаправленные воздействия на дыхательную функцию, систематически применяемые в тренировке спортсменов и выступающие в качестве эргогенических средств, обладают как общими эффектами, так и различиями в позитивном влиянии. Все эргогенические средства способствуют более существенному росту функциональной мощности и мобилизации, а также повышению физической работоспособности и аэробной производительности. При этом использование увеличенного эластического сопротивления дыхательным движениям способствует совершенствованию эффективности и сопряженности функционирования кардиореспираторной системы при физических нагрузках. Введение дополнительного аэродинамического сопротивления дыхательным потокам способствует снижению степени напряжения в работе механизмов регуляции вегетативного обеспечения и повышению экономичности их функционирования. Систематическое дозированное применение дыхания через дополнительное «мертвое» пространство в тренировке спортсменов способствует лучшей адаптации организма к выраженным сдвигам газового гомеостаза и совершенствованию функциональной устойчивости организма.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученные в исследовании результаты позволяют предложить следующие практические рекомендации:

1. Для оценки функциональной подготовленности спортсменов наряду с показателем физической работоспособности как интегративного ее выразителя рекомендуется использовать показатели таких функциональных свойств как мощность, мобилизация, экономизация и устойчивость. При этом необходимо оценивать как уровень этих свойств, так и их соотношение (структуру) в зависимости от этапа многолетней подготовки и спортивной специализации.

2. Рекомендуется оценивать функциональные свойства (факторы), обусловливающие и лимитирующие подготовленность спортсменов, имеющие «ведущее» значение на определенном этапе многолетнего процесса адаптации к мышечной деятельности. На начальных этапах адаптации в первую очередь необходимо тестировать и оценивать показатели морфофункционального статуса и физического развития, на промежуточном этапе показатели морфофункциональной и предельной мощности функционирования, а на заключительном этапе основное внимание должно уделяться контролю за функциональной экономичностью и устойчивостью.