Основные принципы спортивной тренировки: биохимическое обоснование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

Реферат

Тема: Основные принципы спортивной тренировки: биохимическое обоснование

Санкт- Петербург

2013

Содержание

Биохимические основы спортивной тренировки

Следовые явления, оставляемые мышечной деятельностью во внутренних органах и нервной системе

Биохимическое обоснование принципов спортивной тренировки

Биохимическая характеристика тренировочного организма

Список литературы

Биохимические основы спортивной тренировки

Спортивная тренировка является сложным процессом, связанным с применением системы мероприятий, обеспечивающих эффективное решение задач физического развития, обучения и воспитания моральных, волевых, интеллектуальных и двигательных качеств. Так рассматривает ее теория физического воспитания. Рассматривая же спортивную тренировку с позиций биологических, можно констатировать, что она является активной адаптацией, приспособлением человека к интенсивной мышечной деятельности, позволяющей ему развивать большие мышечные усилия и выполнять работу большей интенсивности и длительности. Эта адаптация касается, прежде всего, процессов регуляции и координации функций при выполнении физических упражнений и сопровождается глубокими функциональными изменениями организма, которые изучаются физиологией спорта. В основе же этих функциональных изменений лежат изменения биохимические, так как всякое изменение функции есть изменение обмена веществ данной ткани или органа и в конечном итоге - организма в целом. Поэтому естественно, что биохимические изменения, происходящие под влиянием тренировки, не ограничиваются только мышечной системой, но распространяются на все ткани и органы - кровь, костную систему, печень, сердце, центральную нервную систему и т. д.

Следовые явления, оставляемые мышечной деятельностью во внутренних органах и нервной системе

Вызываемые упражнением биохимические изменения в организме наблюдаются не только в мышечной системе, но и в мышце сердца, печени, ряде других тканей и органов и, что самое главное, в головном мозгу. В печени во время отдыха происходит восстановление углеводных запасов. Если при этом в организм с пищей поступают углеводы, то восстановление содержания гликогена в печени идет до уровня, превышающего исходный. В мышце сердца под влиянием усиленной ее деятельности во время мышечной работы происходит увеличение активности ряда ферментов углеводного обмена (гексокиназы, фосфорилазы, лактикодегидрогеназы), приводящее к увеличению использования сахара и молочной кислоты. Значительно увеличивается также содержание миоглобина. Еще недостаточная изученность химизма головного мозга не позволяет подробно охарактеризовать биохимические следовые явления, оставляемые в нем физическими упражнениями. Однако уже и сейчас известно, что систематическая мышечная деятельность («экспериментальная тренировка») вызывает в нем биохимические изменения: приводит к увеличению активности дегидрогеназ и гексокиназы - важнейших ферментов углеводного обмена, а также к возрастанию буферных свойств ткани мозга, причем все это особенно значительно выражена в двигательных зонах коры. В настоящее время мы еще очень далеки от того, чтобы связать эти биохимические изменения с наступающими под влиянием тренировки изменениями нервной деятельности. Можно лишь констатировать, что биохимические условия функционирования центральной нервной системы под влиянием тренировки несколько меняются, а это, в свою очередь, способствует лучшему сохранению постоянства условий внутренней среды головного мозга при интенсивно мышечной деятельности.

Биохимическое обоснование принципов спортивной тренировки

Принцип сверхотягощения. Небольшие нагрузки прироста адаптации не дают, но способствуют сохранению достигнутого уровня физической подготовленности и используются в оздоровительной физкультуре. Физические нагрузки выше пороговой величины сопровождаются ростом адаптации. При этом, чем выше нагрузка, тем выше суперкомпенсация и адаптация. Однако дальнейшее увеличение нагрузок вначале ведет к прекращению прироста адаптационных сдвигов (предельные нагрузки), а затем к снижению тренировочного эффекта (запредельные нагрузки). Систематическое использование таких нагрузок непременно приводит к нарушению механизмов адаптации, т.е. к срыву адаптации или дезадаптации, что выражается ухудшением двигательных качеств, снижением работоспособности и результативности. Это явление в спорте называется перетренированностъю. В спортивной практике чаще всего применяются эффективные нагрузки. Использование предельных нагрузок опасно в связи с тем, что при любом ухудшении функционального состояния спортсмена эти на грузки могут стать запредельными и привести к срыву адаптации. Итак, вывод. Во-первых, для развития адаптации и роста спортивного мастерства необходимо использовать достаточно большие по объему и интенсивности физические нагрузки, превышающие пороговое значение. Во-вторых, по мере нарастания адаптационных изменений следует постепенно увеличивать тренировочные нагрузки. Принцип обратимости (повторности). Адаптационные изменения в организме, возникающие под влиянием физической работы, непостоянны. После прекращения занятий спортом или при длительном перерыве в тренировках, а также при снижении объема тренировочных нагрузок адаптационные сдвиги постепенно уменьшаются. В итоге высокая работоспособность, достигнутая за счет напряженных, многолетних занятий спортом, снижается после прекращения тренировок или при уменьшении их объема.

Такая плавная утрата адаптационных свойств часто обозначается термином растренированность. В основе этого явления лежит обратимость суперкомпенсации. Из этого принципа вытекает еще одно важное следствие: Однократная физическая нагрузка не может вызвать прироста адаптационных изменений. Для развития адаптации тренировки должны систематически повторяться в течение длительного времени, и тренировочный процесс не должен прерываться.

Принцип специфичности. Адаптация может быть специфической и неспецифической. 1) Специфическая заключается в том, что адаптационные сдвиги зависят от характера выполняемой мышечной работы. При скоростных нагрузках растет анаэробное энергопроизводство за счет увеличения возможностей креатинфосфатного и гликолитического путей ресинтеза АТФ. Тренировки силового характера приводят к усиленному синтезу сократительных белков. При длительных нагрузках возрастают возможности аэробного энергообеспечения. 2) Неспецифическая - рост физической работоспособности, развитие двигательных качеств, совершенствование вегетативных и регуляторных систем организма, укрепление здоровья. Вывод: тренировочные занятия необходимо проводить с применением специфических для каждого вида спорта нагрузок. Однако для гармоничного развития спортсмена еще нужны неспецифические общеукрепляющие нагрузки, влияющие на всю мускулатуру, в том числе на мышцы, не участвующие в выполнении упражнений, характерных для данного вида спорта.

Принцип последовательности. Биохимические изменения возникают и развиваются в определенной последовательности. Быстрее всего увеличиваются и дольше сохраняются показатели аэробного энергообеспечения. Для заметного роста аэробной работоспособности достаточно нескольких месяцев. Больше времени требуется для увеличения лактатной (гликолитической) работоспособности. И наконец, в последнюю очередь повышаются возможности организма к алактатной работе (креатинфосфатная). Эта закономерность адаптации учитывается при построении тренировочного процесса в сезонных видах спорта. Подготовительный период годового тренировочного цикла обычно начинается с этапа развития аэробных возможностей. Здесь используются общеразвивающие нагрузки аэробной направленности. Рост аэробного энергообеспечения, в свою очередь, является основой для эффективного применения нагрузок, направленных на развитие скоростно-силовых качеств. Это объясняется тем, что от возможностей аэробного пути образования АТФ зависит скорость образования креатинфосфата и устранения лактата за счет текущего и срочного восстановления и интенсивность синтетических процессов во время отставленного восстановления. Особенно важно соблюдение принципа последовательности при работе с начинающими спортсменами.

Принцип регулярности. Этот принцип описывает закономерности развития адаптации в зависимости от регулярности тренировочных занятий, т.е. от продолжительности отдыха между тренировками. При частых тренировках (каждый день или через день) синтез большинства веществ, разрушенных при работе, еще не завершается и новое занятие проходит в фазе недовосстановления. В это время двигательные возможности организма понижены и используемые нагрузки вызывают значительные сдвиги в организме.

Поэтому следующая тренировка протекает в фазе еще более глубокого недовосстановления и приводит к большей выраженности возникающих в организме изменений. Длительное применение такого тренировочного режима вызывает постепенное исчерпание энергетических и физиологических резервов, ухудшение двигательных качеств, снижение работоспособности и, следовательно, ведет к потере адаптации к физическим нагрузкам. В теории спорта это явление называется отрицательное взаимодействие нагрузок. Проведение тренировочных занятий в фазе суперкомпенсации (следует помнить, что суперкомпенсация характеризуется гетерохронностью и по отношению к разным веществам возникает в неодинаковое время) позволяет использовать нагрузки большего объема, что, в свою очередь, вызывает усиление суперкомпенсационных сдвигов.

Регулярное выполнение тренировочных нагрузок на волне суперкомпенсации дает возможность постепенно увеличивать их величину и приводит к росту адаптационных возможностей спортсмена. Такое сочетание тренировки и отдыха получило название положительное взаимодействие нагрузок. При большой продолжительности отдыха (например, тренировка проводятся только один раз в неделю) новая тренировка проводится уже после полного завершения восстановления, когда все биохимические и функциональные показатели вернулись к исходному, дорабочему уровню. В этом случае прироста адаптационных изменений не наблюдается, так как наличие постоянного исходного уровня биохимических и физиологических параметров организма не позволяет повышать величину тренировочных нагрузок.

Поэтому такие редкие занятия не ведут к развитию двигательных качеств, но позволяют сохранять имеющуюся работоспособность. Поскольку при таком режиме отставленный тренировочный эффект от предыдущей тренировки и срочный тренировочный эффект от последующей наблюдаются в разное время и не наслаиваются друг на друга, то данную закономерность обозначают как нейтральное взаимодействие нагрузок. В спортивной практике принцип положительного и отрицательного взаимодействия нагрузок используется при подготовке спортсменов высокой квалификации, а нейтральное взаимодействие находит применение в оздоровительной физкультуре.

Принцип цикличности. Из ранее рассмотренных принципов сверхотягощения и повторности следует, что для достижения адаптационных изменений необходимо систематически применять большие нагрузки. Однако длительное использование нагрузок большого объема непременно должно привести к истощению биохимических и физиологических резервов организма. Поэтому, согласно принципу цикличности, периоды интенсивных тренировок следует чередовать с периодами отдыха или тренировок с использованием нагрузок уменьшенного объема. На основе этого принципа планируется годовой тренировочный цикл во многих спортивных специализациях и, особенно в сезонных видах спорта. Годовой цикл подготовки спортсмена делится на периоды (макроциклы) продолжительностью несколько месяцев, отличающиеся объемом тренировочных нагрузок. Выделяют подготовительный, соревновательный, восстановительный макроциклы. Периоды тренировочного цикла состоят из этапов. Каждый этап решает конкретную педагогическую задачу и способствует развитию специфической адаптации к физическим нагрузкам определенного вида.

Можно выделить этапы, направленные на развитие скоростно силовых качеств, повышение выносливости, совершенствование техники и т.д. В свою очередь, каждый этап складывается из нескольких микроциклов. Обычно микроцикл имеет продолжительность 5-7 дней.

В первые дни микроцикла (3-5 дней) проводятся интенсивные тренировки, иногда даже по нескольку раз в день. Такие тренировочные занятия проводятся по принципу отрицательного взаимодействия нагрузок и приводят к глубоким биохимическим и функциональным сдвигам, которые не могут быть вызваны однократной тренировкой. Заключительная часть микроцикла отводится процессам восстановления. Благодаря значительной глубине возникших в организме изменений, восстановление приводит к появлению выраженной суперкомпенсации.

Эффективности восстановительных процессов способствуют полноценное, качественное питание и различные средства, ускоряющие восстановление. Новый микро цикл начинается в фазе суперкомпенсации, вызванной предыдущим, когда особенно высок двигательный потенциал спортсмена. Поэтому возможно использование еще больших нагрузок, что в итоге должно привести к увеличению высоты и продолжительности суперкомпенсации. Таким образом, тренировки в каждом микроцикле проводятся по типу отрицательного взаимодействия нагрузок, а между микроциклами существует положительное взаимодействие.

Биохимическая характеристика тренированного организма

спортивный тренировка организм

Мышечная система. Так как даже одноразовая мышечная деятельность оставляет в мышцах определенные биохимические следы, под влиянием систематической деятельности, тренировки, эти следовые явления суммируются и закрепляются. Прежде всего, в мышцах происходит увеличение содержания сократительного белка - миозина. Так как этот белок, кроме сократительных свойств, обладает и ферментативными свойствами, то при этом увеличивается и способность мышц к расщеплению АТФ, т.е. к мобилизации химической энергии и превращению ее в механическую энергию мышечного сокращения.

Наряду с увеличением возможностей расщепления АТФ в момент сокращения мышцы под влиянием тренировки возрастают и возможности как дыхательного, так и анаэробного ресинтеза АТФ в промежутках между сокращениями. Исследованиями А.В. Палладина, Д.Л. Фердмана, Н.Н. Яковлева и их сотрудников было установлено, что под влиянием тренировки в мышцах увеличиваются запасы источников энергии, необходимых для ресинтеза АТФ, - возрастает содержание креатинфосфата, гликогена, липоидов; значительно повышается активность ферментов, катализирующих как аэробные окислительные процессы, так и анаэробный гликолиз. Наконец сами источники энергии становятся более доступными ферментативным воздействиям.

Так, содержание гликогена в мышцах при тренировке увеличивается главным образом за счет свободного, не связанного с белками, гликогена, более доступного действию ферментов. Что касается АТФ, то под влиянием тренировки концентрация ее в мышце не изменяется. Однако, как показывают исследования с применением радиоактивного изотопа фосфора, быстрота обмениваемости богатых энергией фосфатных групп АТФ значительно возрастает.

Таким образом, благодаря увеличению возможностей ресинтеза АТФ тренированные мышцы получают возможность выполнения большей работы при том же количестве АТФ, что и в нетренированных мышцах. Весьма существенное значение имеет также наступающее под влиянием тренировки увеличение содержания в мышцах миоглобина, вещества, присоединяющего кислород во много раз более активно, чем гемоглобин крови.

В результате этого в мышцах возрастает резерв кислорода, который может быть использован в условиях неполного удовлетворения потребности в нем организма. Наконец под влиянием тренировки в мышцах увеличивается содержание белков мышечной стромы (миостромин), имеющих прямое отношение к механике расслабления мышцы. Наблюдения на спортсменах показывают, что способность к расслаблению мышц под влиянием тренировки возрастает.

Мышцы тренированного организма являются более реактивными; во время их деятельности происходит более значительное, чем в нетренированных мышцах, увеличение активности различных ферментных систем. Однако это не может быть объяснено только биохимическими изменениями, происшедшими в мышцах, а, в первую очередь, зависит от изменения нервной регуляции обмена веществ. При выключении высших отделов центральной нервной системы с помощью снотворных веществ (амитал) мышечная деятельность приводит в мышцах тренированных животных к таким же биохимическим изменениям, как в мышцах нетренированных.

Внутренние органы и кровь. Значительные биохимические изменения под влиянием тренировки происходят в печени. В ней увеличивается содержание гликогена и возрастает активность ряда ферментов углеводного, белкового и жирового обмена. Активность липаз возрастает также в подкожной клетчатке и легких. Вследствие этого организм под влиянием тренировки не только приобретает большие запасы источников энергии, но и получает возможность более быстрой и энергичной мобилизации их при работе и быстрого восстановления их в периоде отдыха. Совершающиеся в организме биохимические изменения касаются и мышцы сердца. Подобно скелетным мышцам, в ней также происходит усиленное образование белков, находящее выражение в рабочей гипертрофии сердца, являющейся одним из условий его пвышенной деятельности. Под влиянием тренировки в мышце сердца увеличивается содержание миоглобина, что способствует увеличению ее рабочих возможностей в условиях недостаточного снабжения организма кислородом. Возрастает интенсивность окислительных процессов, и почти вдвое увеличивается задержка из крови сахара и молочной кислоты с последующим их окислением.

Вследствие всего этого в сердечной мышце поддерживается более высокий уровень богатых энергией фосфорных соединений даже при недостаточном снабжении организма кислородом. В крови увеличивается содержание гемоглобина и число эритроцитов, в результате чего возрастает ее кислородная емкость. Значительно увеличиваются и буферные свойства крови (ее резервная щелочность), что обеспечивает возможность более длительного поддержания нормальной реакции крови при поступлении в нее больших количеств кислых продуктов обмена веществ (молочная и пировиноградная кислоты, ацетоновые тела) при интенсивной мышечной деятельности. Биохимические изменения происходят даже в костной системе: в костях скелета, несущих наибольшую нагрузку, наблюдаются явления гипертрофии, утолщение кости, происходящее как путем увеличения содержания костного белка (оссеина), так и путем увеличения содержания минеральных солей.

Определение удельного веса тела спортсменов на живых людях показывает, что под влиянием тренировки он увеличивается. Это происходит вследствие уменьшения содержания в организме резервного жира и воды и увеличения мышечной массы.

Центральная нервная система. Исследования, проведенные на животных, показывают, что экспериментальная тренировка приводит к увеличению буферных свойств ткани головного мозга, а также к увеличению активности различных, и в частности окислительных, ферментных систем. В результате этого при интенсивной мышечной деятельности содержание богатых энергией фосфорных соединений в головном мозгу более длительное время удерживается на нормальном уровне, что является весьма существенным для нормального функционирования центральной нервной системы и отдаления времени наступления утомления.

Биохимические сдвиги в тренированном организме при стандартной и максимальной работе. В результате разобранных выше биохимических изменений в организме, а также вызываемых тренировкой функциональных изменений систем дыхания и кровообращения и перестройки нервной координации функций выполнение стандартной, т.е. строго дозированной, работы, равно доступной и тренированным и нетренированным, сопровождается меньшими биохимическими сдвигами в тренированном организме по сравнению с нетренированным.

Вследствие увеличения потенциальных возможностей окислительных систем и улучшения снабжения организма кислородом, коэффициент использования последнего под влиянием тренировки повышается. В результате этого окисление источников энергии осуществляется более полно, что влечет за собой более экономное расходование их и вместе с тем поддерживает более высокий уровень содержания богатых энергией фосфорных соединений. При стандартной мышечной работе и при работе средней и умеренной интенсивности у тренированных лиц ресинтез АТФ происходит в большей степени путем аэробных окислительных процессов, чем у лиц нетренированных.

Такие виды работы сопровождаются у тренированных по сравнению с нетренированными меньшим расходованием углеводов на единицу совершенной работы, меньшим повышением содержания молочной кислоты в крови и меньшими изменениями со стороны буферных систем крови. В результате всего этого тренированный спортсмен выполняет работу более экономно и с меньшим напряжением функциональных систем, чем нетренированный, а период восстановления после работы у тренированных лиц протекает быстрее. Вместе с тем при работе максимальной по интенсивности или длительности, а, следовательно, недоступной нетренированному человеку, в организме тренированного спортсмена возможны такие биохимические сдвиги, которые мы не наблюдаем у нетренированных лиц. Наибольшее поглощение кислорода, а с другой стороны, наибольшие абсолютные и относительные величины кислородного долга обнаруживаются только у высокотренированных спортсменов. Возрастание относительной величины кислородного долга и большее повышение содержания молочной кислоты в крови у тренированных спортсменов при выполнении спортивных нагрузок максимальной интенсивности говорит о том, что под влиянием тренировки увеличиваются возможности не только к более полному аэробному окислению источников энергии, но и к анаэробному их использованию. Тренированный организм при работе максимальной длительности более полно использует свои энергетические ресурсы; мобилизация гликогена в печени у нетренированных затормаживается при более высоком уровне его содержания, чем у тренированных.

В связи с этим даже при максимальной работе содержание сахара в крови у тренированных лиц более длительное время сохраняется на нормальном уровне, что обеспечивает лучшее снабжение им центральной нервной системы, сердца и работающих мышц, а следовательно, и более длительное сохранение работоспособности. Следовательно, тренированный организм может не только более экономно расходовать свои источники энергии при работе, но, если требуют обстоятельства, расходовать их более интенсивно, обеспечивая тем самым возможность более интенсивной и более длительной работы.

Список литературы

1. http://zrenielib.ru/docs/index-9133.html?page=4

2. http://lib.exdat.com/docs/1006/index-39053.html?page=13

Размещено на Allbest.ru