Характеристика физиологических резервов спортсмена

Размещено на http://allbest.ru

1. Физиологические резервы организма человека

Резервы, включаемые при значительной интенсификации деятельности человека, в частности, тренировочной и соревновательной, можно обозначить как функциональные резервы и резервы структурные (морфологические). Функциональные резервы, это скрытые возможности организма, они заключаются:

1. в изменении интенсивности и скорости энергетических и пластических процессов обмена веществ на клеточном уровне;

2. в изменении интенсивности и скорости протекания физиологических процессов на органном и клеточном уровнях;

3. в увеличении и совершенствовании физических и психических качеств на органном уровне;

4. в способности к выработке новых и совершенствованию старых навыков.

При такой характеристике функциональных резервов они могут быть подразделены на:

1. Резервы биохимические, связанные с интенсивностью и экономичностью процессов обмена и их регуляций;

2. резервы физиологические, связанные с интенсивностью и длительностью работы органов и их нейрогуморальной регуляцией;

3. резервы психологические, связанные с готовностью к соревнованию, со способностью превозмочь утомление и дискомфортные, и даже болевые ощущения, с готовностью пойти на риск ради достижения созданной цели;

4. Резервы педагогические (технические), связанные с количеством имеющихся двигательных и тактических навыков, к их совершенствованию и выработке новых.

Из изложения видно, что физиологические резервы относятся к органному и, системному и организменному уровню регуляции функций человеческого организма.

Под физиологическими резервами человека, в узком смысле слова, понимаются возможности органов и систем органов так изменять интенсивность своих функций, а также взаимодействие между ними, что достигается некоторый оптимальный для данных условий уровень функционирования организма, уровень его работоспособности.

Материальными носителями физиологических резервов являются органы и системы органов человека, а также регуляторные механизмы, обеспечивающие поддержание гомеостазиса, переработку информации и координацию вегетативных и двигательных (анимальных) актов.

Иными словами это обычный механизм регуляции физиологических функций, которые в процессе приспособления человека к изменчивым условиям внешней среды и для нивелировки сдвигов во внутренней среде, используются им в качестве резерва приспособления.

Поэтому можно говорить о физиологических резервах органов (сердце, лёгкие, почки и т.д.) и систем органов (дыхательная, сердечно - сосудистая, выделительная и т.д.), а также о ре6зервах регуляции гомеостазиса и резервах координации работы мышечных групп между собой и с работой органов дыхания и кровообращения. Это позволяет говорить о физиологических резервах таких физических качеств как сила, быстрота и выносливость.

Таблица 1.

Указанные в таблице физиологические резервы, как и все остальные, порознь взятые, способствуют достижению успеха, но не гарантируют его, т.к. для достижения спортивного успеха необходима мобилизация всех видов резервов.

Таблица 2.

Физиологические резервы не включаются все сразу. Они включаются поочерёдно и могут быть подразделены на три очереди эшелона.

Предполагается, что в условиях повседневной жизни человек выполняет работу в пределах 35% своих абсолютных возможностей. Эта привычная работа выполняется свободно, без волевых усилий. При работе с нагрузкой в пределах 35 - 50% абсолютных возможностей требуются волевые усилия, и такая работа приводит к физическому и психическому утомлению. Выше 65% абсолютных возможностей лежит порог мобилизации. За пределами этой границы остаются только автономно охраняемые резервы организма, произвольное, при помощи волевого усилия, использование которых невозможно. И, в это же время, всякое «сверхусилие» требует обращения именно к этим резервам.

Первая очередь (эшелон) физиологических резервов (35%) включается при переходе из состояния покоя к привычной повседневной деятельности. Уровень работы систем (расходуемые резервы м ожет быть охарактеризован энерготратами и функциональными сдвигами, происходящими в организме при повседневной профессиональной и тренировочной деятельности.

Вторая очередь (до 50%, 2 эшелон) физиологических резервов включается в том случае, когда человек попадает в экстремальную ситуацию, связанную с резкими изменениями условий внешней среды, или при изменениях во внутренней среде организма, вызванных чрезвычайными физическими усилиями, работой до произвольного отказа. Человек может усилием воли мобилизовать ещё на 15 - 20% своих резервов, но в этом случае ему угрожает травма, обморок, а иногда и смерть. Эти резервы могут быть охарактеризованы энерготратами и функциональными сдвигами при работе до отказа, т. е. при максимально возможной работе.

Третья очередь резервов включается обычно в борьбе за сохранение жизни, часто после потери сознания, во время агонии.

По размерам эти резервы составляют 65% и более абсолютных возможностей. Изучение их представляется исключительно трудным, т.к. ситуация их не может быть моделирована.

Резервы первого эшелона включаются на основе условных и безусловных рефлексов. Механизмом включения второго эшелона резервов является не только комплекс условных и безусловных рефлексов, но и волевые усилия эмоции, которые могут рассматриваться как механизм экстренной мобилизации физиологических резервов второго эшелона.

Включение резервов второго эшелона обеспечивается, скорее всего, безусловными рефлексами и обратной гуморальной связью. Во всяком случае, механизм условных рефлексов и эмоций исключается.

Приведённое деление резервов весьма условно и схематично, так как чёткой границы между резервами упомянутых эшелонов быть не может. При систематической тренировке резервы второго эшелона, которые реализуются в соревновательной деятельности, т.е. из плохо освоенных организмом в хорошо освоенные. Освоение организмом хотя бы части резервов третьего эшелона весьма вероятно для выдающихся спортсменов, устанавливающих мировые рекорды.

Значительный интерес представляет проблема активизации резервов, перевод резервов второго эшелона в первый и третьего во второй.

Естественным физиологическим механизмом активизации мобилизации резервов является тренировка (особенно с максимальными нагрузками). Вызывающая соответствующие функциональные сдвиги в организме спортсмена, на основе которых развиваются компенсаторные механизмы, включающие соответствующие резервы. Однако процесс этот очень медленный и занимает многие месяцы и годы. Механизмом срочной мобилизации являются эмоции. Они мобилизуют резервы второго и, возможно частично третьего эшелона, но при этом нарушают координацию движений, что весьма нежелательно и с чем приходится бороться.

Искусственным способом мобилизации резервов является прём фармакологических препаратов стимулирующего типа (гормонов мозгового вещества надпочечников и медиаторов симпатической системы). Опасность их применения и заключается в том, что, переводя значительную часть резервов из неприкосновенных в действующие, они могут вызвать ускоренное исчерпание резервов и гибель организма.

Весьма принципиальным вопросом в этом плане является о том, увеличивается ли объём физиологических резервов человека в результате интенсивных тренировок до отказа, или при этом увеличивается объём резервов первого и второго эшелонов за счёт объёма резервов третьего эшелона и человек подходит к грани своих возможностей. Прямого ответа на этот вопрос в настоящее время нет, но косвенные данные говорят в пользу того, что растет, не только объём резервов первого и второго эшелонов, но и общий размер резервов организма спортсмена. Можно предполагать, что так происходит, когда тренировки проводятся продуманно, с разумно нарастающей интенсивностью.

Систематичные тренировки, которые вызывают эффект экономизации функций в покое, ведут к относительному увеличению резервов первого и второго эшелона у лиц тренированных по сравнению с менее тренированными и, тем более, нетренированными людьми.

2. Классификация физических упражнений. Статическая и динамическая работа

Для того, что бы начать движение, необходимо занять соответствующую позу. У животных позы являются врождёнными, а у человека приобретёнными, усвоенными в процессе индивидуальной жизни, т.е. условно рефлекторными по своему происхождению. Любая поза связана с распределением тонуса (длительного напряжения, связанного с попеременным тетанусом групп двигательных единиц) между группами мышц. Распределение тонуса обеспечивается аппаратами среднего мозга через соответствующие мотонейроны спинного мозга. В это распределение тонуса вмешивается возбуждение аппарата преддверья и полукружных каналов, включающее врождённые системы распределения тонуса. С этой ситуацией связанно затруднение в сохранении позы после движения, особенно вращательного. Выделяют несколько основных поз:

1. лежание

2. сидение

3. стояние

4. вис

5. упор

6. стойка на кистях

Кроме этих поз возможно множество промежуточных, характерных для различных видов спорта.

В развитии формирование поз начинается с лежания, сопряженного с наименьшим тонусом мышц антагонистов. Затем следует сидение и стояние, сопряженное с всё более нарастающим напряжением мышц антагонистов.

В спорте лежание связано со стрельбой и плаванием, сидение с греблей, вело - мотоспортом, конным спотом и гимнастикой, а стояние с различными вариациями (стойка «смирно», «вольно», на одной ноге и т.д.) используется во всех видах спорта. Вис, упор, стойка на кистях и их варианты характерны для гимнастики и акробатики. Все виды упражнений (движений) могут быть разделены на два класса - стандартные (стереотипные) и нестандартные (нестереотипные). Первые формируются по принципу стереотипа, выполняются во всегда заранее известных условиях, в определённой последовательности, что определяется спортивными правилами. Вторые - хоть и состоят из ряда заученных, стереотипных элементов, но выполняются в нестандартных условиях, непостоянных ситуациях, что характерно для единоборств и спортивных игр, а так же для кроссов.

Конечно, и здесь есть правила и характерные ситуации и приёмы, но они не столько жестко регламентированы, как в первой группе.

Первую группу движений (стандартных) можно условно разделить на две группы:

1. движения с количественной оценкой

2. движения с качественной оценкой (в баллах)

Первая подгруппа может быть подразделена на циклические движения (с повторяющимися циклами движений) и на ациклические.

Циклические движения, в свою очередь, делятся по мощности (максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной) и по видам локомоций (осуществляется с помощью рук и осуществляется с помощью ног), которые могут быть подразделены на естественные, совершаемые на суше и искусственные - те, что совершаются в водной среде, со скольжением (бег на коньках и лыжах), с рычажным передачами (велосипед, гребля).

Ациклические движения делятся на:

1. скоростно-силовые (прыжки, метания);

2. собственно силовые (штанга);

3. прицельные (стрельба).

Движения с качественной оценкой (в баллах) могут быть подразделены:

1. по видам спорта (спортивная и художественная гимнастика, акробатика, фигурное катание, прыжки в воду и на батуте);

2. по характеристикам движений (сила, быстрота, координация, ориентировка в пространстве и времени, равновесие и гибкость, безопорность, выразительность).

Любая физическая работа в крайних значениях может быть подразделена на динамическую и статическую. Чаще же статическая работа временным элементом в одном из циклов динамической работы.

Динамической называется работа, при которой мышцы приводят в движение части тела человека и тело в целом в отношении опоры, земной или водной поверхности. Эта работа имеет физическое выражение, может быть определён коэффициент полезного действия.

В её основе лежит ауксотоническое сокращение мышц, где укорочение мышцы сочетается с развитием в ней напряжения.

Мышечные усилия могут быть подразделены на:

1. поддерживающие, преодолевающие и уступающие;

2. на концентрические (укрощение мышц) и эксцентрические (удлинение мышц).

С преодолевающими и уступающими усилиями связано представление о положительной и отрицательной работе (первое связано с подниманием груза, второе с опусканием).

Динамическая работа переносится организмом легче, т.к. при ней не нарушается дыхание и кровообращение, в частности кровообращение в мышцах, а так же чередуется работа двигательных единиц и мышц антагонистов.

Статическая работа (статическое усилие) обеспечивает поддержание позы и характерна более или менее длительным напряжениям одних и тех же мышц, без видимого движения. В основе статической работы лежит изометрический режим сокращения, где нет укорочения мышцы (изменение длины) при развитии напряжения. Физической (полезной) работы здесь не совершается (КПД = 0), хотя организм и тратит энергию.

Точные измерения показывают, что поддержание позы лишь внешне создает впечатление отсутствия движения. На самом деле в большинстве случаев (при позах, связанных с неустойчивым равновесием) имеет место большое число мелких движений (дрожание) около некоторого среднего положения.

Статическое усилие тяжело переносится организмом и длится тем меньше, чем ближе к предельной величине усилия, при этом длительность резко падает по мере возрастания усилия. Трудность статического усилия, его поддержание связано с одновременным возбуждением мышц антагонистов, а при максимальном усилии, так же двигательных единиц в мышце. Кроме того, в этих условиях нарушается кровообращение в мышцах в связи с тем, что напряженные мышечные волокна пережимают мелкие кровеносные сосуды. В результате этого в мышцах развивается гипоксемия, накапливаются продукты обмена, что и ведёт к непроизвольному превращению статического усилия. Кратковременность статического усилия, а так же затруднение кровообращения, а иногда и дыхания при нём, ведёт к тому, что усиление дыхания и кровообращения происходит после статического работы.

Натуживание связано с резким повышением внутрибрюшного и внутригрудного давления, в связи с напряжением брюшных мышц и диафрагмы. Чаще всего при натуживании (поднятие тяжестей) грудная клетка фиксируется, и дыхание затрудняется (частое, поверхностное). Натуживание обычно сопряжено с напряжением мышц конечностей. В результате в первый момент кровь выжимается из мышц конечностей и внутренних органов, в результате чего увеличивается венозный приток, увеличивается ударный объём сердца и увеличивается кровяное артериальное давление. Затем повышенное внутригрудное давление начинает препятствовать притоку крови к сердцу и ведёт к падению ударного (минутного) объёма, что может привести к падению артериального систолического давления при высоком диастолическом (сопротивление в пережатых сосудах мышц увеличено), а отсюда и падение пульсового давления, и нарушение кровообращения, в первую очередь в головном мозгу. Это может быть особенно заметно в момент прекращения натуживания, когда кровь отливает к расслабившимся органам и мышцам. Иными словами, следствием натуживания являются нарушения (резкие колебания) функций сердечно - сосудистой системы и внешнего дыхания.

Все без исключения физические упражнения сопровождаются увеличением потребности кислорода при ограниченной возможности его доставки к работающим мышцам.

Количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих ту или иную работу, называется кислородным запросом. Различают суммарный, или общий кислородный запрос, т.е. количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы, и минутный кислородный запрос, т.е. количество кислорода, потребляемое при данной работе в течение 1 минуты. Суммарный кислородный запрос вычисляется путём суммирования потребления кислорода во время работы и в восстановительном периоде, за вычетом всего количества кислорода, необходимого для поддержания уровня покоя.

Кислородный запрос очень колеблется при различных видах спортивной деятельности, при разной мощности (интенсивности) мышечных усилий. Поскольку не весь запрос удовлетворяется во время работы возникает кислородный долг, т.е. то количество кислорода, которое человек поглощает после конца работы, сверх уровня потребления в покое. Кислород идёт на окисление недоокисленных продуктов жизнедеятельности и на ресинтез гликогена.

Во многих случаях длительность работы определяется предельно переносимой величиной кислородного долга.

3. Механизмы формирования и совершенствования двигательных навыков

Под двигательным навыком физиологи и педагоги понимают сложнокоординированный двигательный акт, включающий в себя условно-рефлекторные и безусловнорефлекторные элементы.

В основе всех двигательных актов лежат спинномозговые координации возбуждения двигательных единиц мышц антагонистов. Эти механизмы врождённые, но созревают в посленотальном периоде.

К сложнокоординированным безусловнорефлекторным актам относятся сгибание конечности при сильном раздражении и разгибание при слабом, изменение тонуса мышц при изменениях положения головы в пространстве, при раздражении проприорецепторов мышц и сухожилий. Это безусловнорефлекторный фонд двигательных актов, имеющих готовые, врождённые рефлекторные дуги, хотя некоторые из них и созревают (начинают проводить возбуждение) значительное время спустя после рождения. В основе всех этих рефлексов лежит более или менее сложная сенсомоторная реакция, а их высшие центры расположены на уровне заднего, промежуточного и среднего мозга.

На основе и с обязательным участием безусловнорефлекторных элементов формируются условнорефлекторные двигательные акты, составляющие непосредственную основу двигательного навыка. Простейшими двигательными навыками является умение передвигаться шагом и бежать, а так же плыть, умение бросать и ловить и т.д. Все они вырабатываются на условнорефлекторной основе и после того, как человек научится поддерживать вертикальную позу и поддерживать её при нарушении равновесия. В формировании условнорефлекторных компонентов двигательных навыков принимают участие два вида условных рефлексов - сенсорные и условные рефлексы (рефлексы первого рода) и оперантные условные рефлексы (рефлексы второго рода). Первые из них используют уже готовую часть эфферентной дуги безусловного рефлекса, а при формировании вторых эфферентная часть дуги формируется заново.

При обучении легкоатлетическому бегу используются общие навыки бега (условнорефлекторные), при обучении плаванию разными стилями готовой эфферентной части дуги вообще нет. При шлифовке, совершенствовании движений тренер, используя 1 и 2 сигнальные системы, помогает спортсмену собрать из известных элементов эфферентную часть условного двигательного рефлекса - овладеть новым двигательным навыком.

Поскольку основу выработки навыка как сложнокоординированного двигательного акта составляет выработка двигательного стереотипа, состоящего из более простых, ранее выработанных и врождённых координаций, то подобно всем условным (выработанным) актам (рефлексам) выработка этого акта (навыка) проходит несколько стадий (фаз). В первой стадии наблюдается иррадиация возбуждения, в результате чего в движение включается множество лишних мышц, часто затрудняющих движение, делающих его очень неловкими, что характеризуется как генерализация двигательного акта. Во второй стадии имеет место специализация двигательного акта (рефлекса), которая вырабатывается на основе дифференцировки между компонентами двигательного акта, в результате чего лишние компоненты вытормаживаются, возбуждение концентрируется на мотонейронах (центрах) тех мышц, которые собственно и обеспечивают двигательный акт, из работы которых формируется двигательный стереотип. В третьей стадии происходит стабилизация, автоматизация навыка за счёт упрочнения двигательного стереотипа.

Совершенно очевидно, что люди, обладающие различным фондом двигательных актов, выработанных координаций, различно овладевают двигательными навыками. Квалифицированный гимнаст быстрее овладевает новой комбинацией, чем новичок. Первая фаза очень коротка (если вообще просматривается), он быстро завершает и вторую стадию и концентрирует деятельность на третьей. Новый стереотип образуется быстрее, чем переделывается старый.

Там, где нужна постоянная выработка новых стереотипов и переделка старых, наиболее выгоден подвижный тип нервной системы (сангвиник). Безудержный тип быстро вырабатывает новые навыки, но никогда не достигает чистоты координаций, т.е. полной дифференцировки не вырабатывается. Инертный тип медленно, но прочно овладевает навыками и очень трудно их переделывает.

Любая спортивная деятельность связана с внешними сигналами, которые на основе выработанной (условной) связи вызывают движение, или его прекращение (словесные, звуковые команды). Эти сигналы вызывают возбуждение или торможение в соответствующих центрах. Это сенсорные условные рефлексы первой и второй сигнальных систем. Они являются пусковыми в двигательной деятельности, несут пусковую информацию. Одновременно от интерорецепторов и экстерорецепторов поступает информация установочного характера, указывающая на изменения в состоянии внутренних органов, в том числе и мышц, и на изменения во внешне среде. Суммирование этой информации (афферентный синтез) обеспечивает коррекцию двигательных актов по ходу их выполнения. Роль афферентного синтеза и их коррекции в разных видах движения, разных видов спорта различна. Чем стандартнее движение, тем меньше роль афферентного синтеза, чем более выражен ситуационный момент - тем большее значение имеет афферентная компонента двигательного акта.

При медленном выполнении двигательных актов обратные связи корригируют обратное движение, при быстрых многофазовых движениях обратные связи ввиду недостатка времени могут корригировать лишь последующие фазы, движения, а при кратковременных движениях (метаниях) - лишь повторные двигательные акты.

Моторный компонент отработанных двигательных актов наиболее стабилен и может меняться лишь в соответствии с данными афферентного синтеза.

Любая мышечная деятельность должна обеспечиваться усилением кровообращения, дыхания и других вегетативных процессов, которые регулируются безусловно рефлекторным путём при активной деятельности мышц. На основе этих безусловных рефлексов вырабатываются обстановочные условные рефлексы на сердце, дыхательную мускулатуру, сосуды и т.д., характерные для предстартовых реакций, облегчающие врабатывание (начало мышечной деятельности).

Афферентный синтез является основой для программирования деятельности, как при выполнении стереотипных движений (гимнастика), так и двигательной деятельности в меняющейся обстановке (игры, единоборства). Афферентный синтез, переработка информации и принятие решения связаны с работой вставочных нейронов. Трудность программирования связана со сложностью движений, их новизной, с частотой быстротой изменений окружающей обстановки и внутренней среды организма. Программирование связано с тактикой поведения спортсмена. Особенно важно умение спортсмена правильно оценивать своё состояние (степень гипоксии, состояние мышц) для того, чтобы обеспечить правильное программирование (соответствие возможностей мышц организма задачам программы).

Двигательный навык, являясь сложным многофазным двигательным актом, представляет цепь последовательных рефлекторных актов - динамический стереотип.

Постоянство стереотипа сохраняется лишь по внешним биомеханическим признакам. Физиологические характеристики отдельных мышц (скрытный период реакции, продолжительность возбуждения, величины и максимальные амплитуды биотоков и т.д.), последовательность и длительность включения разных мышц от случая к случаю колеблются. В ситуационных видах спорта двигательный стереотип хоть и лежит в основе деятельности, но выступает лишь в виде отдельных приёмов. В этих видах спорта большое значение имеет экстраполяция, когда на основе имеющегося опыта успешно программируется и решается конкретная двигательная задача.

Экстраполяция используется как при формировании новых видов движений на основании имеющихся навыков (перенос навыков), так и при осуществлении привычных движений. Экстраполяция возможна в сенсорной сфере (предугадывание развития складывающейся ситуации) и в моторной сфере (реализация двигательного акта), а так же в сфере переработки информации - программирование деятельности (тактика). Диапазон успешной экстраполяции определяется предшествующим двигательным актом, имеющимися навыками (а эти навыки в большинстве случаев не могут быть перенесены из одного вида спорта в другой).

Многие компоненты двигательного навыка автоматизируются, т.е. осуществляются неосознанно. Все автоматические акты могут быть разделены на первичные автоматизмы (спинномозговые, стволовые безусловные рефлексы) двигательные и вегетативные и вторичные автоматизмы - выработанные условнорефлекторным путём акты, которые в начале требовали осознания деятельности. Эта деятельность может быть связана со снижением возбудимости соответствующих центров, а может быть связана с передачей управления в нижележащие отделы. Автоматически выполненные акты могут затем осознаваться, а сознательно освоенные движения - автоматизироваться. В обычной деятельности автоматизированные и освоенные акты (двигательные) обычно хорошо сочетаются.

Подобно всем условным рефлексам двигательные навыки точно осуществляются лишь при непрерывном повторении, тренировке. Перерыв ведёт к распаду сложного навыка, хотя и простые его элементы и сохраняются очень долго. Утомление, ухудшение общего состояния ухудшают осуществление рефлекторной деятельности и осуществление сложных двигательных навыков. Вегетативные компоненты навыков сохраняются долго и перестраиваются медленно.

Общие поведенческие навыки в виде плавания, ходьбы на лыжах, катания на коньках, велосипеде сохраняются при перерывах в тренировке много лет, на форме совершенно не пригодной для соревновательной деятельности.

физиологический резерв спортсмен двигательный

Список использованной литературы

1. Бледнова В.Н. Функциональные и двигательные резервы человека. - СПб, 1998.

Размещено на Allbest.ru