5. ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ и ПРИЧИНЫ УТОМЛЕНИЯ

1. МАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ

Лимитирует работоспособность содержание АТФ и КРФ в мотонейронах и скелетных мышцах (Дефицит внутриклеточных механизмов энергообеспечения). Утомление проявляется в запредельном торможении и снижении работоспособности мышц (энергетический фактор).

2. СУБМАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ.

Лимитирующие факторы: вследствие активизации гликолиза - "удар" молочной кислоты и исчерпание щелочных буферов - бикарбонатов. Запредельное торможение в нервных центрах.

3. БОЛЬШАЯ МОЩНОСТЬ

Осуществляется на уровне предельных возможностей вегетативных систем, вследствие чего работоспособность лимитируется возможностями ССС и дых. систем, а также снижением работоспособности ЦНС.

4. УМЕРЕННАЯ МОЩНОСТЬ

Лимитирующие факторы связана со снижением уровня сахара в крови, исчерпанием энергетических механизмов. Напряжением терморегуляции (повышение температуры тела, нарушением водно-солевого баланса. Наблюдается истощение гормональных механизмов регуляции, перенапряжением вегетативных систем.

5. СТАТИЧЕСКИЕ УСИЛИЯ

Работу мышц делят по характеру мышечного сокращения на статическую и динамическую. Деятельность мышц в условиях сохранения неподвижного положения тела или его звеньев, а также удержание какого либо груза обозначается как статическая работа (статические усилия),

Внешняя работа при этом отсутствует, т.к. работа равна произведению силы на путь, а при статической работе, происходящей в изометрическом режиме деятельности мышц, путь равен нулю. Но и при статической работе мышца расходует энергии, которая тратится .на поддержание напряжения мышцы.

Все статические усилия делятся на МАЛЫЕ статические усилия и БОЛШИЕ статические усилия.

МАЛЫЕ СТАТИЧЕСКИЕ УСИЛИЯ обеспечивают позы и положения тела. Характеризуются тоническими мышечными сокращениями, неутомляемостью, посменной работой двигательных единиц, аэробным энергообеспечением.

БОЛЬШИЕ СТАТИЧЕСКИЕ УСИЛИЯ характеризуются тетаническим мышечным сок сокращением, высокой нервной импульсацией, утомляемостью, внутримышечным давлением, ухудшением питания мышцы.

ВЕГЕТАТИВНЫЕ СДВИГИ характеризуются:

Задержкой дыхания,

Натуживанием,

Повышением внутри грудного и внутрибрюшного давления,

Нарушением системной гемодинамики,

Значительными энерготратами.

При статических усилиях (больших) может наблюдаться т.н. ФЕНОМЕН ЛИНДГАРДА - феномен статического напряжения. Он заключается, что во время статического усилия не наблюдается значительного сдвига со стороны вегетативных систем. Всплеск реакций приходится на время сразу после окончания усилия.

6. АЦИКЛИЧЕСКИЕ СТАНДАРТНЫЕ и СИТУАЦИОННЫЕ УПРАЖНЕНИЯ

1. Ациклические стандартные упражнения

Ациклические движения не обладают слитной повторяемостью циклов и представляют собой стереотипно следующие фазы движений, имеющие четкое завершение.

Все АЦИКЛИЧЕСКИЕ движения делятся на:

1. Однократные и 2. Комбинационные.

В свою очередь ОДНОКРАТНЫЕ движения делятся на:

1. Собственно силовые,

Скоростно-силовые,

Прицельные

Собственно-силовые движения (поднимание тяжестей) осуществляются при одной переменной величине - преодолеваемом сопротивлении. Напряжение развиваемое мышцей, соответствует весу поднимаемого снаряда. Скорость мышечного сокращения изменяется незначительно.

Скоростно-силовые движения (прыжки, метания). Основной переменной величиной, в которой реализуется сила мышц, является скорость мышечного сокращения.

Прицельные движения. Их отличительной чертой является меткость попадания в мишень. Специфической особенностью является то, что результат оценивается не точных количественных мерах, а в условных единицах - расстоянии от центра мишени - очках.

КОМБИНАЦИОННЫЕ движения включают в себя все упражнения, оцениваемые по качеству выполнения (гимнастика, акробатика идр.). Эти упражнения, кроме всего прочего, требуют от исполнителя выразительности движений, художественной и эстетической стороны.

АЦИКЛИЧЕСКИЕ СТАНДАРТНЫЕ ДВИЖЕНИЯ предъявляют к организму небольшие требования со стороны вегетативного обеспечения. Зато предъявляются особые требования к ЦНС и Сенсорным системам, также как к определенным звеньям двигательного аппарата.

2. Ситуационные (нестандартные) упражнения

При нестандартных движениях характер их выполнения зависит целиком от возникших в данный момент условий, в которых они должны быть выполнены, от возникшей ситуации. Вследствие этого затруднена их классификация.

На результат в этих видах движений влияет:

Сложность ситуации, которая зависит от степени неопределенности выбора нужного движения. Эта неопределенность зависит от количества участников ситуации., а также от быстроты, с которой спортсмен должен реагировать на ситуацию.

Интенсивность (относительная мощность) данного вида спорта.

СИТУАЦОННЫЕ ДВИЖЕНИЯ делятся на единоборства и спортивные игры.

В ЕДИНОБОРСТВАХ сложность выбора нужного движения определяется действиями противника.

СПОРТИВНЫЕ ИГРЫ отличаются наличием между противниками посредника в виде мяча или шайбы.

Степень сложности действий в спортивных играх определяется также числом участников, размерами площадки, быстротой передвижения, продолжительностью игры, ее правилами.

Лекция 2. АДАПТАЦИЯ И Физическая работоспособность. Факторы, определяющие и лимитирующие физическую работоспособность. УТОМЛЕНИЕ

1. АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ

Живые организмы существуют в постоянно изменяющихся условиях окружающей среды. Иногда эти условия являются крайне неблагоприятными (высокая и низкая температура, гипоксия, физические нагрузки), их действие иногда кратковременно, а иногда весьма длительно. Живые организмы вынуждены постоянно приспосабливаться (адаптироваться) к этим условиям.

В этом плане «Адаптация физиологическая -- совокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная к сохранению относительного постоянства его внутренней среды -- гомеостаза».

Нас прежде всего будет интересовать адаптация к физическим нагрузкам.

Приспособление (адаптация) организма к физическим нагрузкам представляет собой реакцию целого организма, направленную на обеспечение мышечной деятельности и поддержание или восстановление постоянства внутренней среды организма - гомеостаза.

Это достигается путем мобилизации специфической функциональной системы, ответственной за выполнение мышечной работы, и реализации неспецифической стресс-реакции организма.

Эти процессы запускаются и регулируются центральным управляющим механизмом, имеющим два звена - нейрогенное и гормональное.

Принято различать четыре основные стадии адаптации к физическим нагрузкам. Кратко рассмотрим эти стадии в том виде как они на настоящий момент общепризнаны (Ф.З.Меерсон):

1. «Срочная адаптация» - начальная «аварийная» стадия процесса приспособления к физической нагрузке, характеризуется мобилизацией функциональной системы, ответственной за адаптацию, до предельно достижимого уровня и выраженной стресс-реакцией. Реакция организма отличается «несовершенством» - главным образом, вследствие несовершенства управляющей, регулирующей системы.

Главными результатами стресс-реакции являются:

мобилизация энергетических ресурсов организма и их перераспределение в органы и ткани функциональной системы адаптации;

потенция работы самой этой системы;

формирование структурной основы долговременной адаптации.

2. Вторая, переходная, стадия долговременной адаптации к физическим нагрузкам заключается в избирательном росте определенных структур в клетках органов функциональной системы, активации синтеза нуклеиновых кислот и белков. За счет этого расширяются звенья, лимитирующие интенсивность и длительность двигательной реакции на этапе срочной адаптации и уменьшается стресс-реакция.

В эту стадию Происходит формирование системного структурного «следа» - комплекса структурных изменений, развивающихся в системе, отвественной за адаптацию.

При этом формирование системного структурного «следа» обеспечивает:

увеличение физиологических возможностей доминирующей системы за счет избирательного роста именно тех клеточных структур, которые лимитируют функцию доминирующей системы;

повышение экономичности функционирования системы, ответственной за адаптацию

3. Третья стадия «устойчивой адаптации» характеризуется завершением формирования системного структурного «следа».

Выделяют три основные черты сформированного структурного «следа»:

Изменение аппарата нейрогормональной регуляции на всех уровнях, которое выражается в формировании устойчивого условнорефлекторного динамического стереотипа и увеличения фонда двигательных навыков.

Увеличение мощности и повышение экономичности функционирования двигательного аппарата.

Увеличение мощности и экономичности функционированияя аппарата внешнего дыхания и кровообращения.

4. Четвертая стадия - «изнашивания» системы, ответственной за адаптацию (эта фаза не является обязательной). [Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова, 1988]

Адаптация является одной из наиболее существенных физиологических основ тренировочной деятельности спортсменов. Весь тренировочный процесс направлен на формирование адаптации к специфической мышечной деятельности. В этом плане процесс адаптации к физическим нагрузкам А.С.Солодков рассматривает более конкретно и выделяет стадии, в своей основе согласующиеся с вышеобозначенными, но несколько различающиеся по названию.

В динамике адаптационных изменений у спортсменов А.С.Солодков выделяет четыре стадии:

1. Стадия физиологического напряжения.

2. Стадия адаптированности организма в значительной мере тождественна состоянию его тренированности.

3. Стадия дизадаптации организма развивается в результате перенапряжения адаптационных механизмов и включения компенсаторных реакций вследствие интенсивных тренировочных и соревновательных нагрузок и недостаточного отдыха между ними.

4. Стадия реадаптации возникает после длительного перерыва в систематических тренировках или их прекращения совсем и характеризуется приобретением некоторых исходных свойств и качеств организма.

Основными, имеющими принципиальное значение в спорте, следует считать две первые стадии.

При всем разнообразии индивидуальной фенотипической адаптации развитие ее у человека характеризуется некоторыми общими чертами. Среди таких черт при приспособлении организма к любым факторам среды следует выделять два вида адаптации -- срочную, но несовершенную, и долговременную, совершенную.

Срочная адаптация возникает непосредственно после начала действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов и программ.

Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды. Принципиальной особенностью такой адаптации является то, что она возникает не на основе готовых физиологических механизмов, а на базе вновь сформированных программ гомеостатического регулирования.

Она развивается на основе многократной реализации «срочной» адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество -- из неадаптированного превращается в адаптированный.

В процессе формирования долговременной адаптации к физическим нагрузкам прежде всего происходит перестройка аппарата гуморальной регуляции функциональной системы, ответственной за адаптацию.

В этом случае происходит:

Повышение экономичности функционирования гуморального звена и

повышение его мощности.

2. Физическая работоспособность и факторы ее определяющие

Уровень физической работоспособности является результатом процесса адаптации организма к физическим нагрузкам.

Физическая работоспособность спортсменов является важнейшим условием для развития всех основных физических качеств, основой способности организма к перенесению высоких специфических нагрузок, возможности реализовать функциональные потенциалы к интенсивному протеканию восстановления во всех видах спорта и во многом определяет спортивный результат практически на всех основных этапах многолетней тренировки.

Знание и учет основных факторов, обусловливающих и лимитирующих физическую работоспособность спортсменов, основных закономерностей ее динамики в различные периоды выполнения мышечной нагрузки - необходимое условие рационального планирования тренировочного процесса и оптимальной реализации тренировочной программы, обеспечения эффективного восстановления организма после физических нагрузок.

Понятие «физическая работоспособность» до сих пор не имеет однозначного толкования, и разные авторы вкладывают в него довольно различное содержание.

Мы будем понимать, что физическая работоспособность - потенциальная способность человека выполнять работу определенного характера и вида в заданных режимах внешних условий.

Физическая работоспособность проявляется в различных формах мышечной деятельности, поэтому говорят, что «Физическая работоспособность» - это потенциальная способность человека реализовать максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе.

Физическая работоспособность спортсменов - это тот предел и диапазон мощности физической нагрузки, в рамках которых спортсмен в данное время способен выполнять ее, сохраняя оптимальные условия функционирования - экономичность и стабильность основных параметров физиологических систем.

В общем виде величина физической работоспособности прямо пропорциональна количеству внешней механической работы, которую человек способен выполнить с высокой интенсивностью.

Различают понятия «общей» и «специальной» физической работоспособности.

Общая физическая работоспособность - это уровень развития физических качеств и способностей, не свойственных данному виду спорта, но прямо или косвенно влияющих на достижения в избранном виде спорта.

Специальная физическая работоспособность - это уровень развития физических способностей, соответствующих специальным требованиям избранной спортивной специализации. Под специальной работоспособностью понимаются реальные функциональные возможности организма человека к эффективному выполнению конкретной мышечной деятельности.

В основе приобретения и повышения физической работоспособности лежит механизм долговременной адаптации организма спортсмена к условиям тренировочной и соревновательной деятельности, что внешне выражается в его морфофункциональной специализации.

Уровень физической работоспособности выступает интегральным показателем функционального состояния и функциональной подготовленности спортсменов.

3. Факторы, обусловливающие физическую работоспособность спортсменов

Физическая работоспособность - многокомпонентное свойство организма.

В этом смысле работоспособность зависит от телосложения и антропометрических показателей, мощности, емкости и эффективности механизмов энергопродукции, силы и выносливости мышц, нейромышечной координации, состояния опорно-двигательного аппарата и др.

Физическая работоспособность определяется следующими основными факторами:

1. энергетическим потенциалом человека,

2. экономичностью движений,

3. степенью исчерпания энергетических ресурсов,

4. устойчивостью организма к изменениям во внутренней среде.

Проявлению высокой физической работоспособности в реальных условиях спортивной деятельности способствуют психологические факторы - мотивация, волевые качества, личностные и другие особенности спортсмена. Характер (вид) нагрузки, ее интенсивность и длительность определяют значение отдельных факторов для успешного завершения работы в каждом конкретном случае.

Уровень развития отдельных компонентов физической работоспособности у разных людей различен. Он зависит от внешних условий -- профессии, характера физической активности и вида спорта. Несомненное влияние на остальные показатели и работоспособность в целом имеет состояние здоровья.

Отмечается, что многие факторы, определяющие физическую работоспособность наследственно обусловлены.

Комплекс функциональных резервов организма, определяющих уровень работоспособности включает в себя следующие составляющие:

1. Предельная мощность функционирования организма связана с уровнем энергетического обмена, активностью гормональной и ферментативной деятельности, морфофункциональным развитием сенсорных и эффекторных систем - кардиореспираторной, мышечной. Мощность функционирования систем организма зависит от запасов источников энергии и активности развития аэробных и анаэробных механизмов энергообразования.

2. Экономичность функционирования систем определяет функциональную и метаболическую «цену» данных уровней работы, транспорта газов и потребления кислорода и общую экономичность преобразования энергии (В.С.Мищенко, 1980, 1990).

3. Большой рабочий диапазон функционирования физиологических систем определяется способностью организма мобилизовать свои ресурсы при наличии низкого уровня оперативного покоя. Этот фактор объединяет высокую экономичность и высокую мобилизующую способность организма.

4. Подвижность функционирования систем, определяемая скоростью развертывания функциональных и метаболических реакций при переменах интенсивности работы.

В ходе многолетней тренировки повышение уровня физической работоспособности спортсмена характеризуется линейной связью со спортивным результатом. Динамика же разных функциональных показателей обнаруживает различные тенденции.

Для одних функциональных показателей, оказывающих существенное влияние на повышение спортивных достижений лишь на начальном этапе тренировки, характерен замедляющийся темп прироста.

Для ряда других показателей типичен ускоренный прирост на среднем уровне мастерства и затем некоторое его замедление.

Третья группа функциональных показателей обнаруживает ускоренный прирост и имеет высокую корреляцию со спортивным результатом на этапе высшего мастерства. Наконец, часть функциональных показателей повышается относительно равномерно и незначительно, как следствие целостной приспособительной реакции организма (Ю.В.Верхошанский, 1988).

Специально проведенные нами исследования (А.И.Шамардин, И.Н.Солопов, Е.Э.Червякова, 2000), показали, что физическая работоспособность, обусловливается на разных этапах многолетней подготовки спортсменов включением различных категорий факторов.

На начальном этапе физическая работоспособность в основном обусловливается высоким уровнем факторов, образующих категорию «морфофункциональной мощности».

На промежуточном этапе (спортивного совершенствования или углубленной специализации) наряду с факторами категории «мощности», в обеспечение физической работоспособности достоверное значение приобретают факторы «предельной мощности функционирования». В это же время подключаются и факторы «экономичности».

На заключительном этапе многолетней подготовки, этапе высшего спортивного мастерства, ведущее значение уже имеют факторы «экономичности» при сохранении высокого уровня значимости факторов «предельной мощности функционирования».

4. Методы определения физической работоспособности

Тестирование физической работоспособности является важнейшей составной частью комплексного контроля спортсменов, так как с его помощью определяются функциональные возможности организма, выявляются слабые звенья адаптации к нагрузкам и факторы, ее лимитирующие.

Различают эргометрические и физиологические показатели физической работоспособности.

Для оценки работоспособности при двигательном тестировании используется совокупность этих показателей - результат проделанной работы и уровень адаптации организма к данной нагрузке (И.В.Аулик, 1979).

Индекс гарвардского стептеста (ИГСТ) используется для определения реакции сердечно-сосудистой системы на тяжелую физическую нагрузку. ИГСТ может определяться у здоровых, физически подготовленных людей.

Для тестирования необходимо иметь: ступеньки различной высоты (или регулируемый степэргометр), электрический или механический метроном, секундомер.

Высота ступеньки и время восхождения выбирается в зависимости от пола и возраста обследуемого.

Темп восхождения равняется 30 циклам в 1 мин. После завершения работы обследуемый в течение первых 30 с--со 2-й и 3-й и 4-й минут восстановления троекратно подсчитывают ЧСС.

ИГСТ рассчитывают по формуле:

T . 100

ИГСТ = ---------------------- ,

(f2 + f3 + f4) . 2

где t -- время восхождения (с), f2, f3, f4 -- количество ударов пульса за 30 с на 2-й, 3-й и 4-й минутах восстановления соответственно.

Физическая подготовленность оценивается по значению полученного индекса. При ИГСТ меньше 55 физическая подготовленность оценивается как слабая, при 55--64--ниже средней, при 65--79 -- как средняя, при 80--89 -- как хорошая и больше 80--как отличная.

Тест PWC170. Функциональную пробу, основанную на определении мощности мышечной нагруаки, при которой ЧСС повышается до 170 уд/мин, обозначают как пробу Sjostrand (T.Sjostrand, 1947) или как тест PWC170 (от первых букв английского обозначения термина «физическая работоспособность» -- Physical Working Capacity).

Испытуемому предлагается последовательно выполнить на велоэргометре лишь две нагрузки умеренной интенсивности (например, 500 и 1000 кГм/мин) с частотой вращения педалей 60--75 об/мин, разделенные 3-минутным интервалом отдыха. Каждая нагрузка продолжается 5 мин, в конце ее в течение 30 с сосчитывается ЧСС аускультативным методом (стетофонендоскопом) или регистрируется (для тех же целей) ЭКГ.

Наиболее рационально расчеты PWC170 вести не графическим способом, а путем подстановки экспериментальных значений ЧСС и мощности работы в следующую формулу:

(170 - f1)

PWС170 = W1 + (W2 - W1 ) . -------,

f2 - f1

Это уравнение позволяет легко найти величину PWC170, если известны мощность 1-й (W1) и 2-й {W2} нагрузок и ЧСС в конце 1-й (fi) и 2-й (f2) нагрузок.

Исследование физической работоспособности с помощью велоэргометрических нагрузок получило широкое распространение в практике. Однако, при тестировании работоспособности в конкретных видах спорта, целесообразно использовать мышечные нагрузки специфического характера.

Для оценки реакции функциональных систем организма на физические нагрузки определяется целый ряд показателей (ЧСС, АД, ДО, рН и др.).

5. Динамика работоспособности в различные периоды выполнения физической нагрузки

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЙ

При выполнении тренировочного или соревновательного упражнения в функциональном состоянии спортсмена происходят значительные изменения. В непрерывной динамике этих изменений можно выделить три основных периода:

1. Предстартовый,

2. Основной (рабочий) и

3. Восстановительный.

ПРЕДСТАРТОВОЕ СОСТОЯНИЕ

Еще до начала выполнения мышечной работы, в процессе ее ожидания, происходит целый ряд изменений в разных функциях организма. Значение этих изменений состоит в подготовке организма к успешному выполнению предстоящей деятельности.

Предстартовое изменение функций может происходить -- за несколько минут, часов или даже дней (если речь идет об ответственном соревновании) до начала мышечной работы.

По своей природе предстартовые изменения функций являются условнорефлекторными нервными и гормональными реакциями.

Уровень и характер предстартовых сдвигов, часто соответствует особенностям тех функциональных изменений, которые происходят во время выполнения самого упражнения.

Выделяют три формы предстартового состояния:

состояние готовности -- проявление умеренного эмоционального возбуждения, которое способствует повышению спортивного результата;

состояние так называемой стартовой и лихорадки -- резко выраженное возбуждение, под влиянием которого возможно как повышение, так и понижение спортивной работоспособности;

слишком сильное и длительное предстартовое возбуждение, которое в ряде случаев сменяется угнетением и депрессией -- стартовой апатией, ведущей к снижению спортивного результата.

BPAБАТЫВАНИЕ, «мертвая ТОЧКА», «ВТОРОЕ ДЫХАНИЕ»

Врабатывание -- это первая фаза функциональных изменений» происходящих во время работы. Процесс врабатывания характерен для любой мышечной деятельности и является биологической закономерностью.

Тесно связаны с процессом врабатывания явления «мертвой точки» и «второго дыхания».

Врабатывание происходит в начальный период работы, на протяжении которого быстро усиливается деятельность функциональных систем, обеспечивающих выполнение данной работы.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕЧЕНИЯ ВРАБАТЫВАНИЯ

Первая особенность врабатывания -- относительная замедленность в усилении вегетативных процессов, инертность в развертывании вегетативных функций, что в значительной мере связано с характером нервной и гуморальной регуляции этих процессов в данный период.

Вторая особенность врабатывания -- гетерохронизм, т. е. нёодновременность, в усилении отдельных функций организма. Врабатывание двигательного аппарата протекает быстрее, чем вегетативных систем. С неодинаковой скоростью изменяются разные показатели, деятельности вегетативных систем, концентрация метаболических веществ в мышцах и крови.

Третьей особенностью врабатывания является наличие прямой зависимости между интенсивностью (мощностью) выполняемой работы и скоростью изменения физиологических функций: чем интенсивнее выполняемая работа, тем быстрее происходит начальное усиление функций организма, непосредственно связанных с ее выполнением. Поэтому длительность периода врабатывания находится в обратной зависимости от интенсивности (мощности) упражнения.

Четвертая особенность врабатывания состоит в том, что оно протекает при выполнении одного и того же упражнения тем быстрее, чем выше уровень тренированности спортсмена.

Через несколько минут после начала напряженной и продолжительной работы у нетренированного человека часто возникает особое состояние, называемое «мертвой точкой» (иногда оно отмечается и у тренированных спортсменов). Чрезмерно интенсивное начало работы повышает вероятность появления этого состояния.

Оно характеризуется тяжелыми субъективными ощущениями, среди которых главное--ощущение одышки. Кроме того, человек испытывает чувство стеснения в груди, головокружение, ощущение пульсации сосудов головного мозга, иногда боли в мышцах, желание прекратить работу.

Объективными признаками состояния «мертвой точки» служат частое и относительно поверхностное дыхание, повышенное потребление O2 и увеличенное выделение СО2 с выдыхаемым воздухом, большой вентиляционный эквивалент *кислорода, высокая ЧСС, повышенное содержание СО2 в крови и альвеолярном воздухе, сниженное рН крови, значительное потоотделение.

Общая причина наступления «мертвой точки» состоит, вероятно, в возникающем в процессе врабатывания несоответствии между высокими потребностями рабочих мышц в кислороде и недостаточным уровнем функционирования кислородтранспортной системы, призванной обеспечивать организм кислородом. В результате в мышцах и крови накапливаются продукты анаэробного метаболизма, и прежде всего молочная кислота. Это касается и дыхательных мышц, которые могут испытывать состояние относительной гипоксии из-за медленного перераспределения сердечного выброса в начале работы между активными и неактивными органами и тканями тела.

Преодоление временного состояния «мертвой точки» требует больших волевых усилий. Если работа продолжается, то появляется чувство внезапного облегчения, которое чаще всего проявляется в появлении нормального («комфортного») дыхания. Поэтому состояние, сменяющее «мертвую точку», называют «вторым дыханием».

С наступлением этого состояния ЛВ обычно уменьшается, частота дыхания замедляется, а глубина увеличивается, ЧСС также может несколько снижаться. Потребление О2 и выделение СО2 с выдыхаемым воздухом уменьшаются, рН крови растет. Потоотделение становится очень заметным. Состояние «второго дыхания» показывает, что организм достаточно мобилизован для удовлетворения рабочие запросов. Чем интенсивнее работа, тем раньше наступает «второе дыхание».

УСТОЙЧИВОЕ СОСТОЯНИЕ

При выполнении упражнений постоянной аэробной мощности вслед за периодом быстрых изменений функций организма (врабатыванием) следует период, который был назван (А.Хиллом) периодом устойчивого состояния (англ. steady--state).

В это время достигается согласованная деятельность двигательной и вегетативных функций. Состояние устойчивой работоспособности нарушается вследствие развития процесса утомления, характеризующегося возрастанием напряженности деятельности функциональных систем при относительно стабильном уровне работоспособности, а затем и ее снижением.

При выполнении упражнений небольшой мощности на протяжении периода устойчивого состояния имеется количественное соответствие между потребностью организма в кислороде (кислородным запросом) и ее удовлетворением. Поэтому такие упражнения А. Хилл отнес к упражнениям с истинно устойчивым состоянием. Кислородный долг после непродолжительного их выполнения практически равен лишь кислородному дефициту, возникающему в начале работы.

При более интенсивных нагрузках -- средней, субмаксимальной и околомаксимальной аэробной мощности -- вслед за периодом быстрого увеличения скорости потребления О2 (врабатывания) следует период, на протяжении которого она хотя и очень мало, но постепенно повышается. Поэтому второй рабочий период в этих упражнениях можно обозначить только как условно устойчивое состояние. В аэробных упражнениях большой мощности уже пет полного равновесия между кислородным запросом и его удовлетворением во время самой работы. Поэтому после них регистрируется кислородный долг, который тем больше, чем больше мощность работы и ее продолжительность.

В упражнениях максимальной аэробной мощности после короткого периода врабатывания потребление О2 достигает уровня МПК. (кислородного потолка) и потому больше увеличиваться не может. Далее оно поддерживается на этом уровне, иногда снижаясь лишь ближе к концу упражнения. Поэтому второй рабочий период в упражнениях максимальной аэробной мощности называют периодом ложного устойчивого состояния.

В упражнениях анаэробной мощности вообще нельзя выделить второй рабочий период, так как на протяжении всего времени их выполнения быстро повышается скорость потребления О2 (и происходят изменения других физиологических функций). В этом смысле можно сказать, что в упражнениях анаэробной мощности есть только период врабатывания.

При выполнении упражнений любой аэробной мощности на протяжении второго периода (с истинно, условно или ложно устойчивым состоянием, определяемым пo скорости потребления O2) многие ведущие физиологические показатели медленно изменяются. Эти относительно медленные функциональные изменения получили название «дрейфа». Чем больше мощность упражнения, тем выше скорость «дрейфа» функциональных показателей, и наоборот, чем ниже мощность упражнения (чем оно продолжительнее), тем ниже скорость «дрейфа».

Таким образом, во всех упражнениях аэробной мощности с уровнем потребления О2 более 50% от МПК, как и во всех упражнениях анаэробной мощности, нельзя выделить рабочий период с истинно устойчивым, неизменным состоянием функций ни по скорости потребления О2, ни тем более по другим показателям. Для упражнений такой большой аэробной мощности основной рабочий период можно обозначить кик псевдо (квази) устойчивое состояние или как период с медленными функциональными изменениями («дрейфом»). Большинство этих изменений отражает сложную динамику адаптации организма к выполнению данной нагрузки в условиях развивающегося на протяжении работы процесса утомления.

Лекция 3. УТОМЛЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ

ПОНЯТИЕ И биологическое значение утомления

Утомление - сложный процесс, затрагивающий все уровни деятельности организма (молекулярный, субклеточный, клеточный, органный, системный, целостного организма) и проявляющийся в совокупности изменений, связанных со сдвигами гомеостаза, регулирующих, вегетативных и исполнительных систем, развитием чувства усталости, временным снижением работоспособности и ее эффективности.

Биологическое значение утомления состоит в том, что оно "приводит к возникновению торможения в центральной нервной системе (первично или вторично) н обеспечивает защиту последней и всего организма от перенапряжения и истощения.

Физиологическое значение утомления заключается в том, что в связи с тренировкой появляется устойчивость к утомлению. Утомление является ведущим механизмом адаптации благодаря мобилизации резервных возможностей. Изменения, происходящие во время утомления являются своеобразными стимулами для формирования функциональных и конструктивных трансформаций в организме, составляющих суть развития тренированности (адаптированности).

В развитии утомления можно выделить две фазы:

вторая фаза -- непреодолимое, или непреодоленное, иначе «явное» утомление, когда внешний эффект работы заметно снижается или работа вынужденно прекращается, несмотря на все усилия работающего. В этой фазе внешний эффект работы (работоспособность) заметно снижается, непреодолимо развиваются явления охранительного торможения в центральной нервной системе, приводящие к вынужденному прекращению работы.

2. ПРОЯВЛЕНИЕ И ДИАГНОСТИКА УТОМЛЕНИЯ

Проявление утомления.

Утомление проявляется в субъективных ощущениях и в объективных показателях.

Утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации движений, в возрастании затрат энергии при выполнении одной и той же работы, возникновении одышки, усиленном потоотделении и покраснении кожных покровов, в замедлении реакций и скорости переработки информации, затруднении процесса сосредоточения и переключения внимания и других явлениях.

В каждой из выше обозначенных двух фаз утомления имеет свои признаки:

I фаза - компенсируемое (скрытое, преодолеваемое) - характеризуется следующими проявлениями:

сохранением эффективности движений,

усилением доминантного возбуждения (волевое усилие), появление индукционного торможения,

максимальным повышением функцией, но и снижением к.п.д. организма;

II фаза - непреодолеваемое (некомпенсируемое, явное) - характеризуется следующими проявлениями:

затруднением или нарушением биомеханики движений,

выраженным развитием охранительного торможения,

дискоординацией функций и их ослаблением.

Диагностика утомления имеет важное практическое значение.

Диагностика утомления важна для рационального планирования различных структурных образований тренировочного процесса.

Первые признаки скрытого утомления, связанные со снижением экономичности работы, ухудшением внутримышечной и межмышечной координации, значительными изменениями в координационной структуре движений, появляются чаще всего в начале второй половины работы.

Постепенно эти изменения усиливаются в направлении все более глубокого исчерпания функциональных резервов и достигают максимально доступных для данной работы величин в период перехода скрытого утомления в явное, т. е. в момент заметного снижения работоспособности спортсмена.

Основным показателем, свидетельствующим о наступлении скрытого утомления и его усугублении при стабильной работоспособности спортсмена, могут служить энергозатраты на единицу механической работы. Именно существенное повышение энергозатрат по отношению к показателям устойчивого состояния свидетельствует об использовании нерациональных компенсаторных механизмов поддержания работоспособности и развитии скрытого утомления.

Методы диагностики утомления.

Ориентировочные данные о выраженности общего утомления можно получить путем учета субъективных ощущений и внешних проявлений этого состояния, например, по схеме Зотова и Иванова («Физиологические методы исследоваия в спорте», С.Н.Кучкин, В.М.Ченегин, Волгоград, 1981) или по схеме Harre (1982), представленной в книге В.Н.Платонова «Общая теория подготовки спортсменов в олимпийском спорте», Киев, 1997.

Здесь учитываются такие симптомы (проявления, признаки) как,

окраска кожи,

потоотделение,

характер движений,

общее самочувствие,

сосредоточенность,

настороение,

отношение к тренировкам.

Кроме того утомление может быть определено по ряду объективных показателей, с использованием инструментальных методик, например:

по величине ЧСС и АД (увеличение в 1,5 - 2 раза), минимальное АД снижается и может упасть до 0,

по ЭКГ - наблюдается уплощение зубца Т, удлинение интервала PQ, изменение в желудочковом комплексе QRS,

экстросистолия,

по результатам дыхательных проб: снижение времени задержки дыхания в пробе Штанге (на вдохе) и пробе Генчи (на выдохе), уменьшение величины ЖЕЛ,

по результатам рефлексометрии - снижение времени реакции,

по результатам определения КЧСМ (снижается),

по результатам определения тремора (увеличивается) и т.д.

Теории и механизмы развития утомления

Сложность двигательной деятельности человека проявляется в различных формах многообразных физических упражнений и в различной длительности и мощности выполняемой мышечной работы. Все это определяет и различный уровень деятельности функциональных систем организма, и степень их включения в интегративную деятельность организма различных вегетативных органов, обеспечивающих в целом гомеостазис организма человека.

Природа утомления как физиологического явления очень сложна.

Физиологи прошлого столетия, изучая вынужденное прекращение человеком мышечной работы или явное ее ухудшение вследствие выраженного утомления, выдвинули ряд теорий объясняющих утомления:

теория истощения энергетических ресурсов скелетных мышц (Sohiif, 1869),

теория засорения мышц продуктами обмена (Pfluger, 1872) и ее вариант -- теория отравления организма ядами утомления кенотоксинами (Weichard, 1904),

теория задушения, отводившая главную роль недостатку кислорода, необходимого мышце при работе (Verworn, _1903).

Все эти теории усматривают причину утомления только в нарушении гуморальных, химических условий, необходимых для полноценной работы скелетных мышц. По этим представлениям работоспособность падает только потому, что условия для работы мышц становятся неблагоприятными.

На рубеже нашего столетия И. М. Сеченов, (занявшись исследованием утомления и восстановления мышечной работоспособности и отметив ведущее значение в этом центральной нервной системы, сделал следующее заключение: «Источник ощущения усталости (утомления. -- Ю. Д.) помещается обыкновенно в работающие мышцы; я уже помещаю... исключительно в центральную нервную систему» (И. М. Сеченов, 1903), сформулировал основные положения, которые легли в основу центрально-нервной теории утомления.

В настоящее время работами главным образом советских физиологов установлено, что в механизме развития утомления при мышечной работе имеют основное значение следующие факторы:

1. Повышенная афферентация от работающих мышц может изменять функциональное состояние центральной нервной системы.

2. Выраженные изменения химизма мышечной ткани.

Вследствие гипоксии, накоплению неокисленных продуктов метаболизма и ряда других биохимических изменений. Эти изменения вызывают раздражение хеморецепторов в скелетной мышце.

3. Накоплению кислых продуктов обмена приводит к ацидотическому сдвигу внутренней среды. Это изменения химизма действует на хеморецепторы сосудистых рефлексогенных зон, а возможно, оказывает и непосредственное влияние на центральную нервную систему и ее высший отдел -- кору больших полушарий головного мозга.

4. Изменение функционального состояния корковых, подкорковых и нижележащих отделов центральной нервной системы, организующих и поддерживающих длительную, а зачастую и напряженную двигательную деятельность. Нервные ткани обладают наименьшей функциональной выносливостью и более быстрой истощаемостью по сравнению с другими тканями организма.