Предполагается, чтоАРД представлен сетью вставочных нейронов, охваченных кольцевым взаимодействием. Возбуждение, попав в эту сеть, длительное время продолжает в ней циркулировать. Благодаря этому механизму достигается продолжительное удержание цели как основного регулятора поведения.

До того как целенаправленное поведение начнет осуществляться, развивается еще одна стадия поведенческого акта - стадия программы действия или эфферентного синтеза. На этой стадии осуществляется интеграция соматических и вегетативных возбуждений в целостный поведенческий акт. Эта стадия характеризуется тем, что действие уже сформировано, но внешне оно еще не реализуется.

Следующая стадия - это само выполнение программы поведения. Эфферентное возбуждение достигает исполнительных механизмов, и действие осуществляется. Благодаря аппарату АРД организм имеет возможность сравнивать их с поступающей афферентной информацией о результатах и параметрах совершаемого действия, т.е. с обратной афферентацией. Именно результаты сравнения определяют последующее построение поведения, либо оно корректируется, либо оно прекращается как в случае достижения конечного результата.

Следовательно, если сигнализация о совершенном действии полностью соответствует заготовленной информации, содержащейся в АРД, то поисковое поведение завершается. Соответствующая потребность удовлетворяется, развиваются положительные эмоции. В случае, когда результаты действия не совпадают с акцептором действия и возникает их рассогласование, появляется ориентировочно-исследовательская деятельность. В результате этого заново перестраивается афферентный синтез, принимается новое решение, создается новый АРД и строится новая программа действий. Это происходит до тех пор, пока результаты поведения не станут соответствовать свойствам нового акцептора действия. И тогда поведенческий акт завершается последней санкционирующей стадией - удовлетворением потребности. После этого ФС распадается.

4. Значение теории двигательного навыка для спортивной практики

Важно, что согласно "теории функциональных систем" П.К. Анохина поведенческий акт определяется конкретным результатом, на достижение которого этот акт направлен. Но результатом, выраженным не золотой медалью или поднятой тонной груза, а совершенно определенными количественными характеристиками тех действий, которые в целом составляют специфическую деятельность спортсмена, потребную для достижения запланированного результата. В последние 10-15 лет при моделировании особое внимание уделяется расчету потребных количественных характеристик предстоящей деятельности спортсмена. Например, выдающаяся бегунья Нелли Куман выиграла практически все зимние чемпионаты, но ни разу не выиграла сколько-нибудь крупных соревнований летом. И происходило это, вероятнее всего, в первую очередь потому, что в подготовке она применяла в основном бег на отрезках 20-40 м, где действительно относительно легко можно развить и удержать наивысшую скорость бега (здесь логика спортсменки понятна). Этого хватало, чтобы быстро пробежать 60 м, но оказывалось явно недостаточно для быстрого бега на 100 м. Оказывалось, что формируемый с помощью определенной системы упражнений двигательный и функциональный потенциалы не согласовывались с целью деятельности.

Гимнасты бесконечное количество раз повторяют отдельные элементы и связки, крайне мало работая над комбинациями. В результате у них сформировывается надежный навык выполнения отдельного упражнения, но это имеет лишь отдаленное отношение к навыку выполнения длинной, выполняемой без перерыва комбинации. Более того, надежность навыка выполнения отдельного элемента вовсе не гарантирует надежности его выполнения в составе комбинации, особенно в конце ее, когда загублены способности к тонким дифференцировкам и накапливается физическая усталость. Лыжники широко применяют в подготовке силовые упражнения с резиновыми тягами. Нагрузка на сердечно-сосудистую систему в упражнении достигается большая. Но мышцы при этом работают в последовательности совершенно противоположной той, что должна быть при беге на лыжах с палками: с резиной - в первой половине движения лыжник притягивает к себе опору, а во второй - отдаляет ее от себя; при работе с палками - сначала сам подтягивается к опоре, а затем тоже сам отодвигается от нее. Таким образом, и координация и распределение силовой нагрузки на суставной амплитуде оказываются совершенно разными и с точки зрения специализированного воздействия эти упражнения оказываются бесполезными

Лекция 5. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА силы, быстроты и скоростно-силовых качеств

Деятельность человека на производстве, в быту, спорте требует определённого уровня развития физических (двигательных) качеств. То есть, уровень возможностей человека отражает качества, представляющие собой сочетание врождённых психологических и морфологических возможностей с приобретённым в процессе жизни и тренировки опытом в использовании этих возможностей. Чем больше развиты физические качества, тем выше работоспособность человека.

Итак, Возможности человека быстро выполнять движения, проявлять значительные по величине усилия или длительно поддерживать требуемый уровень работоспособности принято обозначать как двигательные (физические) качества.

Физические качества необходимо развивать своевременно и всесторонне. Физические (двигательные) качества связанны с типологическими особенностями проявления свойств нервной системы (силой-слабостью, подвижностью-инертностью и т.д.), которые выступают в структуре качеств в виде природных (врожденных) задатков.

Физические (двигательные) качества можно разделить в зависимости от их структуры на:

простые и сложные.

Чем большее число анатомо-физологических и психических факторов обуславливает явление качества, тем оно сложнее.

Но сложные качества, такие, например, как ловкость, меткость прыгучесть, не являются суммой простых.

Сложное качество - это интегрированная межанализаторная качественная особенность двигательного действия.

В физиологии выделяют следующие физические качества:

сила,

быстрота,

выносливость,

ловкость

гибкость.

Общим механизмом развития всех физических качеств в процессе индивидуальной жизни является механизм временной связи, возникающей условно рефлекторным путем, т.е. условный рефлекс.

Рассмотрим частные механизмы развития двигательных качеств.

1. Развитие физических качеств обусловлено совокупностью прогрессивных биохимических, структурных и функциональных изменений в организме, характеризующих мобилизацию резервных возможностей различных систем организма при тренировке.

В качестве примеров можно привести развитие мышечной силы, при которой происходит гипертрофия мышц, накопление в них АТФ, КФ и др. При развитии выносливости происходит повышение МПК, мобилизация резервов дыхательной и сердечно-сосудистой системы и др. При развитии быстроты наблюдаются изменения в ЦНС: повышение лабильности, возбудимости и др.

2. Развитие физических качеств обусловлено механизмом экономизации, который характеризует повышение КПД работы различных систем. Например, при развитии мышечной силы проявляется синхронизация работы двигательных единиц, при развитии выносливости - повышение % утилизации О2, при развитии быстроты - повышение лабильности и укорочение времени двигательной реакции.

3. Развитие физических качеств обусловлено механизмом повышения резистентности или сопротивляемости тканей и клеток к изменениям гомеостаза и параметров внешней среды. Этот механизм проявляется в увеличении устойчивости систем организма к накоплению лактата в крови в циклических видах двигательной деятельности субмаксимальной мощности, в повышении гипоксической устойчивости в видах спорта тренирующихся на выносливость, особенно в условиях в среднегорья.

4. Развитие физических качеств обусловлено Механизмом суперкомпенсации, который наблюдается при развитии силы (накопление АТФ, КФ сверх исходного уровня, гипертрофия) и выносливости (накопление гликогена, свободных жирных кислот, повышение МПК и т.д.).

1. Виды силовых способностей, физиологические механизмы и обоснование методов тренировки

Под МЫШЕЧНОЙ СИЛОЙ следует понимать способность преодолевать внешнее сопротивление или противодействовать ему за счет мышечного сокращения или напряжения.

Ю.В.Верхошанский считает, что нельзя сводить все к понятию “сила мышцы“, точнее говорить о силовых способностях. Под этим он понимает следующее: “силовые способности непосредственно проявляются в величине рабочего усилия, они обеспечиваются целостной реакцией организма, связанной с мобилизацией психических качеств, функций моторной мышечной, вегетативных, гормональной и других его физиологических систем.

Сила - одно из важнейших физических качеств в абсолютном большинстве видов спорта, поэтому её развитию спортсмены уделяют исключительно много внимания.

За счет силы производится работа (А).

А = F x S ,

где S - путь, тогда: F = A/S (при равномерном движении). При подъеме груза (Р) А = Р x h (h - высота подъема),

ВЫДЕЛЯЮТ:

Максимальная сила (МС) определяется в изометрических условиях при дополнительной электрической стимуляции мышцы.

Максимальная произвольная сила (МПС), проявляемая в изометрических условиях при произвольном сокращении мышцы.

Силовой дефицит (СД) - это показатель степени координационных способностей нервно-мышечного аппарата: СД = МС - МПС

СД зависит от эмоционального (психологического) состояния, установки, числа активных ДЕ, совершенства управления двигательными единицами ЦНС.

Выделяют расчетные показатели силовых способностей - абсолютную и относительную силу.

Абсолютная сила (АС): АС = МС / S", где S" - физиологический поперечник в кг/см2.

Относительная сила (ОС): ОС == МПС / S, где S - анатомический поперечник, в кг/см2 или МПС / Р, где Р - масса тела (в отн. ед.)

Методы измерения мышечной силы:

1. Динамометрия

2. Динамография

3. Электростимуляция

4. Определение времени напряжения и расслабления, а также латентного времени напряжения и расслабления.

В процессе выполнения спортивных или профессиональных приёмов связанных с подниманием, опусканием, удержанием тяжёлых грузов, мышцы, преодолевая сопротивление, сокращаются и укорачиваются. Такая работа называется преодолевающей.

Противодействуя какому-либо сопротивлению мышцы, могут при напряжении удлиняться, например, удержание очень тяжёлого груза. В таком случае их работа называется уступающей. Оба эти режима объединяются под одним названием - динамический режим.

Сила, проявляемая в движении, т. е. в динамическом режиме называется динамической силой.

Напомню, что:

Сокращение (укорочение) мышцы при постоянном напряжении или внешней нагрузке называется изотоническим. Данный режим имеет место в силовых упражнениях (штанга, гири, гантели).

Режим работы мышц на тренажерах, где задается скорость перемещения звеньев тела, называется изокинетическим (плавание, гребля).

Если усилие спортсмена не сопровождается движением и производится без изменения длины мышц, то в этом случае говорят о статическом режиме. Такая сила называется статической.

Между силой, и скоростью сокращения мышц существует обратно пропорциональная зависимость.

Физиологические механизмы силы связаны с регуляцией напряжения в paзличных режимах их работы:

- изометрическом - без изменения длины мышц;

- изотоническом (миометрическом) - уменьшается длина мышцы (в циклических движениях);

- плиометрическом - увеличение длины мышцы во время её растягивания. Этот режим связан с приседанием, с замахами при бросках мяча и т.д.

При педагогической характеристике силовых качеств человека выделяют следующие разновидности: (разновидности педагогических характеристик силы):

- максимальная изометрическая (статическая) СИЛА - показатель силы, проявляемой при удержании в течение определённого времени предельных отягощений.

-медленная динамическая (жимовая сила), проявляемая во время перемещения предметов большой массы, когда скорость перемещения практически не имеет значения.

- скоростная динамическая сила характеризуется способностью человека к перемещениям в ограниченное время больших отягощений с ускорением ниже максимального.

-"взрывная" сила - способность преодолевать сопротивление с максимальным мышечным напряжением в кратчайшее время. В этом случае сила и быстрота движений сочетаются, т.е. выступают как интегральное специфическое качество.

В спортивной практике взрывная сила, проявляется в разных движениях и имеет разное название: прыгучесть (при отталкивании от пола), резкость (при ударах по мячу).

-амортизационная сила характеризуется развитием усилия за короткое время в уступающем режиме работы мышц, например, при приземлении на опору в различного вида прыжках.

-силовая выносливость определяется способностью длительное время поддерживать необходимые силовые характеристики движений. Различают силовую выносливость к динамической работе и статистическую выносливость (способность сохранять малоподвижное положение тела и т.д.).

В последнее время получила развитие ещё одна из силовых характеристик - способность к переключению с одного режима мышечной работы на другой при сохранении проявляемого силового усилия. Для этого нужна специальная направленная тренировка.

Говоря о физиологических механизмах развития силы, следует отметить группы факторов, определяющих величину максимального мышечного напряжения.

1. Группа периферических факторов, которая подразделяется на:

А. структурные - количество мышечных волокон, длина мышечных волокон, строение (степень наклона мышечных волокон к оси движения), композиция мышц (белые, красные);

Б. функциональные (количество сократительных белков, запасы АТФ, КрФ, гликогена).

2. Группа центральных факторов объединяет:

А. Факторы внутримышечной координации (частота и характер нервных импульсов, регуляция числа активных двигательных единиц, режим сокращения (одиночное, тетаническое), синхронизация работы ДЕ);

Б. Факторы межмышечной координации (мобилизация агонистов, торможение антагонистов, адаптационно-трофические влияния симпатической нервной системы).

Физиологические изменения в организме при стимулируемом развитии мышечной силы складываются из структурных и функциональных изменений.

Структурные проявляются в укреплении костно-суставного и связочного аппарата - мышечной гипертрофии, которая бывает двух типов:

-саркоплазматическая (накопление в саркоплазме гликогена, ионов, АТФ, митохондрий и других включений), возникает в результате многократных повторений силовых упражнений;

-миофибриллярная (увеличение количества сократительных белков и миофибрилл), однократные максимальные силовые упражнения.

Функциональные изменения складываются из повышения возбудимости нервно-мышечного аппарата, усиления внутри- и межмышечной координации, улучшения координации двигательных и вегетативных функций.

Возрастные особенности развития силы и резервы силы. Совершенствование силы у детей и подростков происходит неравномерно и зависит от генетической программы развития и социальных факторов. С возрастом, благодаря совершенствованию нервной регуляции, изменению химизма и строения мышц увеличивается масса и сила мышц в 7,5-9,5 раз; максимальная сила различных мышечных групп в 9-15 раз. Наибольший прирост силы происходит в период с 9 до 11 и с 13 до 17 лет. Максимальная сила регистрируется в 18-20 лет. В последующие годы при отсутствии специальной тренировки силы темп повышения максимальной силы замедляется.

Средствами воспитания силы мышц являются различные несложные по структуре общеразвивающие силовые упражнения, среди которых можно выделить три их основных вида:

1.упражнения с внешним сопротивлением;

2.упражнения с преодолением веса собственного тела;

3.изометрические упражнения.

Первые упражнения (с внешним сопротивлением), являются наиболее эффективными для развития силы и подразделяются на:

- упражнения с тяжестями, в том числе и на тренажёрах

- упражнения с сопротивлением партнёра.

- упражнения с сопротивлением внешней среды (бег в гору, бег по песку или снегу, бег в воде и т.д.); а также упражнения с сопротивлением упругих предметов (прыжки на батуте, эспандер, резина).

Вторые упражнения (с преодолением собственного веса) широко применяются во всех формах занятий по физическому воспитанию (подготовке) и подразделяются на:

- гимнастические силовые упражнения (отжимание в упоре лежа, отжимание на брусьях, подтягивание ног к перекладине и т.п.);

- легкоатлетические прыжковые упражнения однократные и "короткие" прыжковые упражнения; а также упражнения с преодолением препятствий (ров, забор т.д.)

Эти упражнения являются эффективным средством базовой подготовки спортсменов.

Кроме того, все упражнения, способствующие развитию силы, подразделяются на общего, регионального и локального воздействия на мышечные массивы.

К упражнениям общего воздействия относятся те, при выполнении которых в работе участвуют не менее 2/3 общего объёма мышц, регионального от 1/3 до 2/3, локального менее 1/3 всех мышц.

Направленность воздействий силовых упражнений (вид гипертрофии) в основном определяется:

- видом и характером упражнений;

- величиной отягощения или сопротивления;

- количеством повторения упражнений;

- скоростью выполнения преодолевающих или уступающих движений;

- темпом выполнения упражнений;

- характером и продолжительностью интервалов отдыха между подходами.

2. Физиологическое обоснование методов силовой тренировки

Наиболее популярным методом тренировки силы является метод динамических усилий, который имеет разновидности: метод максимальных усилий и метод повторных усилий.

1.Метод максимальных усилий (ММУ) предполагает использование максимальных мышечных напряжений с максимальными отягощениями. При практической реализации метода обращается внимание на скорость выполнения этих упражнений и предполагается использование отягощении весом 90-95% от максимально возможного использовавшем нескольких методических, приемов: равномерность, "пирамиды" и т. д.: с повторениями в одном подходе 1-2 при интервалах отдыха между подходами 4-8 минут.

При применении этого метода происходят:

- одновременное включение наибольшего количества ДЕ,

- максимальная частота импульсации мотонейронов,

- синхронизация работы различных ДЕ,

- концентрация усилия волевым напряжением, сопровождающаяся сокращением мышц - агонистов и частично - антагонистов.

Этот метод используется с 60-х годов XX столетия. Положительные стороны ММУ заключаются в том, что он способствует образованию специфических нервно-мышечных координационных отношений и наиболее эффективен для развития максимальной силы.

Как отрицательную сторону ММУ следует выделить его травматичность; при частом использовании он однообразен, быстро утомляет. Кроме того, увеличение максимальной силы связано не только с улучшением координации, но и со значительными морфофункциональными изменениями, возникающими в связи с выполнением значительного объема нагрузок.

2. Следующим методом развития силы является метод повторных усилий (МПУ) - повторный метод. Важным тренировочным фактором в этом методе является количество повторений упражнения. Метод предусматривает выполнение упражнения в среднем темпе. Сущность метода повторных усилий (МПУ) заключается в использовании нагрузок ниже максимальных. Для оценки величины отягощения при тренировке используют или величину отягощения в процентах от максимальной силы, или число подъемов (количество раз), которое выполняется при данном весе в виде показателя повторного максимума (ПМ).

Достоинства МПУ заключаются в том, что этим методом можно выполнить большой объем работы и, соответственно, получить необходимые сдвиги в обмене веществ, что является основой формирования гипертрофии. При этом наблюдается меньшее натуживание и уменьшение травматичности.

Недостатки МПУ состоят в том, что он невыгоден в энергетическом отношении. Кроме того, последние, наиболее важные, попытки осуществляются при сниженной возбудимости ЦНС.

3. Разновидностью МПУ является метод динамических усилий, т.е. поднимание непредельного веса с максимальной скоростью.

Это метод развития динамической силы. При быстрых движениях против относительно небольшого сопротивления проявляется скоростная сила. Для развития скоростной силы применяют упражнения с отягощениями, прыжковые упражнения.

При использовании отягощении применяют два диапазона отягощении:

- с весом до 30% от максимального веса (который может поднять спортсмен);

- с весом от 30 до70% от максимума.

Упражнения применяют повторно в различных вариациях (2-3 серии по 2-3 подхода с интервалом отдыха между подходами 3-4 минуты, а между сериями - 6-8 минут.)

Прыжковые упражнения в любом варианте должны выполняться с установкой на быстроту отталкивания, а не на мощность прыжка.

4. Изометрический метод (ИМ) для тренировки силы был предложен Т. Мюллером и П. Карповичем (1951). Метод изометрических усилий характеризуется максимальным напряжением мышц в статическом режиме. При выполнении таких, упражнений сила прикладывается к неподвижному предмету и длина мышц не изменяется. Каждое упражнение выполняется с максимальным напряжением мышц в течение 4-5 секунд по 3-5 раз.

В качестве достоинства изометрического метода следует отметить:

- возможность регуляции, оптимального времени поддержания заданной силы (в отличие от этого метода, в динамическом методе максимальная сила поддерживается только доли секунды);

- при использовании этого метода можно подбирать мышечные группы и положение звеньев двигательного аппарата в необходимых (рабочих) углах;

- он не требует сложного оборудования;

- не занимает много времени.

Таким образом, ИМ представляет собой способ направленной адаптации мышц к максимальным силовым напряжениям.

Недостатки ИМ проявляются в возникновении через 6-8 недель стабилизации максимальной силы, появлении скованности мышц, снижении их эластичности, в малом "переносе" тренированности из-за различий нервно-мышечной координации.

Особенно эффективен ИМ в видах спорта, где выражен элемент изометрических и близких к ним напряжений (борьба, т/атлетика, гимнастика и др.). Наибольшая эффективность достигается в тренировке: при соответствующих углах положений тела и конечностей, не более 10-15% от времени всей тренировки (10-15 мин), не более 3-4 раз в неделю и не больше 4-6 недель.

Дополнительные мероприятия при этом методе тренировки заключаются в использовании дыхательных упражнений, упражнений на расслабление в сочетании с динамическими упражнениями, при применении тренажеров с индикаторами, в частой смене упражнений и положений тела.

5. Уступающий метод (УМ), или плиометрическая тренировка (ПТ) (Ударного типа). Используются отягощения больше максимальной силы. Эффективный метод развития максимальной силы, так как при нем проявляется сила, больше максимально доступной.

Упражнениям в ПТ должна предшествовать большая силовая тренировка. Ударный метод применяется для развития "амортизационной" и "взрывной силы" (сгибание- разгибание рук в упоре лежа с отталкиванием от пола, выпрыгивание из глубокого приседа, прыжок в яму с последующим выпрыгиванием).

Для квалифицированных спортсменов используют 3-4 серии по 5-8 повторений, 1-2 раза в неделю во 2-м периоде подготовительного цикла.

6. Электростимуляционная тренировка (ЭСТ). При тренировке мышечной силы этот метод имеет вспомогательное значение. Он также используется при восстановлении деятельности мышц после травм. Обладает анальгезирующим (обезболивающим) эффектом.

7. Комбинированные методы тренировки начинаются с МПУ (техника и объемы), затем добавляются изометрический метод и ММУ. Использование динамико-статических упражнений и плиометрической тренировки зависит от уровня подготовленности спортсменов и этапа тренировки.

Методики развития силы у мужчин и женщин совпадает в общих чертах, но уровень силы женщин составляет 60-70% от мужской.

Особенности силовой подготовки женщин связаны с физиологическими особенностями организма и объективными различиями между мужчиной и женщиной.

3. Формы проявления, способы измерения быстроты и методы развития скоростных возможностей

Быстрота (Б) - способность выполнять двигательные действия в минимальное время.

Различают три основные формы проявления быстроты:

1. латентное время или латентный период (ЛП) простой и сложной двигательной реакции при сокращении (ЛПС) и расслаблении (ЛПР);

2. время выполнения максимально быстрого одиночного движения (ВД, норма 0,1 с.);

3. максимальная частота (темп) движений (МТД, норма 60-80, у лидеров - до 120 за 10 с.).

Иногда выделяют еще быстроту начала движений - резкость и точность движений во времени.

Факторы, определяющие быстроту:

1. лабильность нервно-мышечного аппарата,

2. возбудимость, подвижность нервных процессов,

3. композиция мышцы,

4. содержание АТФ и КФ (вклад анаэробных реакций - до 95-98%).

Между скоростью целостного движения и проявлениями быстроты нет корреляции. Скорость - это всегда комплексное двигательное качество, так как в движении присутствует силовой компонент.

Резервы быстроты и механизмы ее совершенствования заключаются в следующем:

1. - повышается возбудимость и лабильность нервно-мышечного аппарата;

2. - укорачивается время проведения через синапсы (выброс и диффузия медиатора, скорость деполяризации постсинаптической мембраны);

3. - увеличивается скорость распространения процесса возбуждения по нервным и мышечным волокнам;

4. - увеличивается скорость перехода возбуждения в сокращающиеся мышцы;

5. - увеличивается скорость укорочения мышечных волокон;

6. - увеличивается скорость расслабления мышечных волокон;

7. - ускоряется распад и ресинтез АТФ;

8. - укорачивается время "центральной задержки".

Методами измерения Быстроты являются:

- хронорефлексометрия,

- определение реакции на движущийся объект (РДО),

- теппинг-тест и др.

Методом анализа состояния нервных центров и сократительных свойств мышц является изучение ЛПС и ЛПР.

Среднее время ЛПС = 0,20 с (1,15-0,25 с);

у спринтеров - 0, 12-0,15 (на звук - короче);

у лучших спринтеров ЛП=0,08-0,10 с.

Время сложной реакции в 2-3 раза больше.

Резервы быстроты по показателям максимального темпа движений (МТД) и ЛПС составляют 150-200 %, при этом вариативность снижается с 80 до 20-30%; а резервы быстроты целостного движения -- только до 30-40% (генетический контроль).

Тренировка быстроты и ее компонентов.

Простые реакции тренируются проще, так как это ответ на заранее известный сигнал (но внезапно появляющийся) известным движением. В простых реакциях наблюдается большой перенос быстроты.

Методы совершенствования простых реакций:

1. расчлененный метод (аналитическая тренировка по элементам);

2. сенсорный метод (тренировка способности различать микроинтервалы времени на принципах БОС);

3. сложные реакции, например реакция на движущийся объект (РДО) или реакции с выбором.

Возрастные особенности развития быстроты. С возрастом время двигательной реакции (ВДР) существенно меняется. В 2-3 года оно составляет 0,54-0,84 с, в 5-7 лет - 0,3-0,4 с. В последующие годы ВДР укорачивается и приближается к показателям взрослых.

Наибольший прирост быстроты в результате тренировки наблюдается у детей от 9 до 12 лет, а максимальные значения достигаются в 14-15 лет.

4. Физиологическая характеристика и основы развития скоростно-силовых возможностей

Скоростно-силовые движения (взрывные) характеризуются достижением максимальной силы в наименьшее время.

Скоростно-силовой индекс (J) выражается следующей формулой:

J = F max / t max .

В качестве физиологических особенностей взрывного усилия выделяют:

- максимальную синхронизацию работы ДЕ,

- отсутствие напряжения в мышцах - антагонистах,

- высокую скорость распада и ресинтеза АТФ,

- высокую частоту разрядов мотонейронов.

Скоростно-силовые качества (ССК) зависят от совершенствования техники движений и скорости нарастания напряжения отдельных мышц и их сочетания.

Методом совершенствования ССК является использование максимальных усилий или 90-95% от максимальной силы при максимально возможной скорости укорочения мышц.

Большое значение при этом имеет развитие межмышечной координации, так как при взрывных усилиях в мышцах развивается не максимальное, а оптимальное напряжение.

Для развития финального усилия необходимо реализовать движение с максимальной амплитудой, причем скорость (V) должна быть больше соревновательной, а мышечное напряжение - максимальным.

При развитии Скоростно-Силовых Качеств решаются две основные задачи:

1. повышение потенциала скоростно-силовых возможностей.

2. развитие способности к их реализации.

Решение 1-й задачи осуществляется применением упражнений локального и регионального характера повторным методом (от 1 до 8-10 ПМ) с максимальной интенсивностью. Дополнительно могут использоваться изометрические упражнения с кратковременными максимальными напряжениями в специфических углах.

Решение 2-й задачи реализуется выполнением специальных региональных и глобальных упражнений. Сопротивление должно быть равно соревновательному при скорости = 100%. Лучший результат достигается при соотношении нагрузок 2:1:1: (50% - легкие снаряды, 25% - соревновательные, 25% - утяжеленные).

Рекомендуемая литература

1. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Учебник для ВУЗОВ ФК. «Терра-Спорт», 2001. - 520 с. (гл. 5)

2. Физиология человека под ред. В.И.Тхоревского (2001): гл.3

3. Физиология человека под ред. Н.В.Зимкина: гл.3 (§6,8,9).

4. Физиология человека под ред. Я.М.Коца: гл.6.7

5. Ю.В.Верхошанский ”Основы специальной физической подготовки спортсменов”, М., ФиС, 1988, гл. 3.

Лекция 6. Физиологические механизмы и РАЗВИТИЕ мышечной выносливости

1. Виды выносливости и ее измерение

спортивный физиология упражнение работоспособность

Выносливость в общем виде понимают как способность к длительному выполнению какой-либо деятельности без снижения ее эффективности. Выносливость определяют и как способность противостоять утомлению при различных специфических нагрузках и как определенную меру работоспособности.

Выносливость -- это способность организма совершать работу заданной мощности в течение длительного времени в условиях существенных сдвигов во внутренней среде без снижения ее эффективности.

Выносливость обычно связывают с выполнением физических упражнений, требующих участия более половины мышечной массы и продолжающихся непрерывно более 2--3 минут и благодаря преимущественному аэробному энергообеспечению работающих мышц.

Уровень развития выносливости определяется функциональными возможностями сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем, интенсивностью обменных процессов, координацией деятельности различных систем.

Выносливость специфична, она проявляется при выполнении определенного, специфического вида деятельности. В зависимости от типа характера выполняемой физической работы различают:

1) Статическую и динамическую выносливость, т.е. способность длительно выполнять соответствующую статическую и динамическую работу;

2) Локальную и глобальную выносливость --способность длительно работать с участием небольшого числа мышц или способность длительно работать при участии больших мышечных групп;

3) Силовую выносливость, т.е. способность многократного повторения упражнения, требующего проявления большой мышечной силы;

4) Анаэробную и аэробную выносливость, т.е. способность длительно выполнять глобальную работу с преимущественно анаэроборным или аэробным типом энергообеспечения.

Выделяют понятия общей выносливости и специальной выносливости. Это разделение по большей части умозрительно. Практически общей выносливости не может быть, выносливость всегда специальна. Специфика той или иной работы всегда накладывает отпечаток на структуру и соотношение механизмов энергообеспечения, механизмов экономизации, функциональной устойчивости, т.е. факторов, определяющих уровень выносливости.

Общая выносливость - это способность длительное время выполнять любую физическую работу (нагрузку), вовлекающую большинство мышечных групп.

Общая выносливость отражает работоспособность кардиореспираторной и эндокринной систем, устойчивость ЦНС к длительной импульсации. Основу общей выносливости составляют аэробные процессы энергообеспечения (прежде всего емкость аэробных процессов). Воспитание любого вида выносливости начинается с воспитания общей выносливости.

Специальная выносливость тесно связана со спецификой двигательных навыков. Исходя из этого, на практике, существует столько видов специальной выносливости, сколько видов соревновательных дистанций или сколько видов спортивной деятельности имеется в том или ином виде спорта.

Специальная выносливость - способность спортсмена эффективно выполнять специфическую нагрузку в течение времени, обусловленного требованиями его специализации.

Специальная выносливость представляет собой многокомпонентное свойство. К числу основных факторов, обусловливающизх специальную выносливость относятся:

1. Общая выносливость,

2. Скоростные возможности,

3. Продуктивность технического мастерства,

4. Подготовленность опорно-двигательного аппарата.

Виды выносливости

Выделяют 4 типа утомления (У) соответственно и выносливости:

- умственное,

- сенсорное,

- эмоциональное,

- физическое.

Физическое (У) соответственно разделяют на:

- локальное (занято менее 1/3 мышц),

- региональное (от 1/3 до 2/3 мышц),

- глобальное (более 2/3 мышц).

В соответствии с этим выделяют и типы выносливости:

- локальная выносливость (мышечная) характеризуется устойчивым состоянием нервно-мышечного аппарата, поздним развитием охранительного торможения в нервных центрах и блоком в нервно-мышечных синапсах;

- выносливость к глобальной работе чаще называется термином "общая выносливость" и означает совокупность функциональных свойств организма, которые обусловлены неспецифической, так называемой вегетативной составляющей, например, с аэробными возможностями организма.

Выделяют еще такие виды выносливости как:

- статическая,

- силовая,

- скоростная,

- скоростно-силовая.

Роль генетических факторов в развитии выносливости определяют как 80-85% и средовых факторов - 30-35%.

Существуют педагогические средства измерения выносливости и физиологические средства.

Педагогические средства:

- измеряют время (t) при заданной скорости (V) или мощности (W) выполняемой работы до предела;

- измеряют время (t) при стандартной длине (S) дистанции.

Физиологические средства:

Физиологические средства можно понять, рассмотрев механизмы развития выносливости.

2. Физиологические механизмы развития выносливости

Выделяют три основных механизма развития выносливости:

1. биоэнергетические механизмы работоспособности (аэробная и анаэробная производительность);

2. механизмы совершенствования «функциональной устойчивости» (эффективное выполнение работы в условиях прогрессирующих сдвигов во внутренней среде и утомлении);

3. механизм развития функциональной экономизации и эффективности.

Отмечается, что эти механизмы определяют выносливость под влиянием свойств и деятельности ЦНС (Крестовников, 1951; Зимкин, 1956; Яковлев, 1960).

Энергетические механизмы развития выносливости

Биоэнергетические возможности организма являются важнейшими для выносливости и работоспособности, так как работающие мышцы требуют немедленного поступления энергии. Известно, что единственным источником энергии является АТФ, запасы которой весьма ограничены, а поэтому главный вопрос состоит в быстрейшем ее ресинтезе, что осуществляется аэробным и анаэробными путями.

Выделяют: алактатную анаэробную производительность (ресинтез АТФ за счет распада КФ); гликолитическую анаэробную производительность (ре-синтез АТФ за счет распада углеводов с накоплением молочной кислоты - МК); аэробную производительность (ресинтез АТФ за счет энергии окислительного фосфорилирования углеводов и жиров).

Каждый из указанных биоэнергетических механизмов ресинтеза АТФ может быть охарактеризован различными качественными и количественными характеристиками - критериями:

- подвижности, т.е. скорости развертывания механизма с выходом на уровень 100% мощности: подвижность КФ, гликолитического и аэробного механизма измеряется временем и имеет соотношение примерно 1:10:100;

- мощности, отражающей максимальную производительность механизма, то есть скорость освобождения энергии; максимальная мощность измеряется в единицах энергии и соотносится, соответственно: 3:2:1;

- емкости, характеризующей общее количество энергии, даваемое данным механизмом: емкость указанных механизмов соотносится также примерно как 1:10:100;

- эффективности, отражающей КПД данного механизма, то есть соотношение энергии, идущей непосредственно на ресинтез АТФ к общим затратам энергии: эффективность из всех биоэнергетических механизмов наивысшая у алактатного механизма, низшая - у гликолитического.

Каждый из этих критериев может быть охарактеризован количественно различными физиологическими и биохимическими показателями.

Важнейшими физиологическими показателями мощности и емкости каждого из рассмотренных биоэнергетических механизмов работоспособности являются:

в алактатном механизме показатели мощности: максимальная анаэробная мощность - МАМ (определяется по скорости взбегания на ступеньки лестницы под углом 30°- тест Маргария) и пиковая анаэробная мощность - ПАМ, которая регистрируется в прыжке вверх с места (по Абалакову); физиологический показатель емкости этого механизма эквивалентен величине алактат-ной фракции кислородного долга, которая в среднем равна около 1/3 от общего кислородного долга, определяемого после работы;

- в гликолитическом механизме физиологическим показателем мощности является определяемый в газометрических исследованиях параметр, именуемый как неметаболический избыток выделения СО2 (Ехс СО2) за счет накопления в крови молочной кислоты и вытеснения СО2 из бикарбонатов; физиологическим показателем емкости этого механизма является лактатная фракция кислородного долга, составляющая в среднем 2/3 от общего кислородного долга, а также максимальное количество лактата крови, определяемого в тесте с тремя одноминутными максимальными нагрузками с сокращающимися интервалами отдыха (3, 2 и 1 минута - Н.И. Волков);

- в аэробном механизме показателем мощности является величина МПК, а емкости - показатель времени удержания МПК.

Одним из наиболее информативных в биоэнергетике является показатель так называемого порога анаэробного обмена (ПАНО), характеризующий эффективность аэробного механизма. Известно, что нормальное содержание в крови молочной кислоты составляет 10-20 мг% или 1-2 мМ/л. Гликолитический механизм приводит к накоплению лактата, превышение которым границы в 36 мг% (4 мМ/л) считается началом ацидоза.

3. Физиологические основы методов тренировки выносливости

Выносливость - комплексная двигательная способность, которая определяется уровнем функционирования вегетативных систем организма, обеспечивающими необходимое кислородное обеспечение и функциональным состоянием нервно-мышечного аппарата (Верхошанский, 1985).

Исходя из этого развитие выносливости должно вестись комплексно, на основе взаимосоответствующего совершенствования вегетативных систем и моторных органов и сбалансированной регуляции их функций.

Выделяют три принципа практической методики тренировки, направленной на развитие выносливости:

1) Выполнение основного объема специфической работы в подготовительном периоде на уровне анаэробного порога;

2) Специализированное повышение сократительных и окислительных свойств мышц, преимущественно привлекаемых к работе;

3) Согласованное совершенствование мышечной и вегетативных функций.

Показано, что продолжительная специфическая работа с интенсивностью от низкой до умеренной является наилучшим режимом тренировки, способствующим повышению анаэробного порога и достижению лучших результатов.

Интенсивная работа -- непременное условие развития выносливости к скоростной работе, обеспечивающее повышение как сократительных свойств, так и способности мышечных волокон к аэробному метаболизму.

Высокий уровень специфической выносливости может быть достигнут только в том случае, если сбалансированы функциональные возможности физиологическим систем организм к работе высокой интенсивности и если их совершенствование осуществляется согласовано и в определенной последовательности, планомерно ведущей к формированию необходимой специализированной функциональной структуры (Верхошанский, 1988).

Воспитание выносливости человека путем сознательной целенаправленной тренировки связано с возникновением значительных изменений в организме. Важнейшими из них, определяющими развитие выносливости, являются процессы, протекающие в нервной системе. Сущность их заключается в том, что с помощью условных рефлексов все более совершенствуются функции нервных центров, управляющих движением, а также согласующиеся с ними функции кровообращения, дыхания, обмена веществ и выделения. При систематической тренировке нервные центры коры больших полушарий головного мозга становятся более устойчивыми к утомлению и могут длительное время поддерживать работоспособность организма.

Наряду с улучшением деятельности нервной системы по регуляции функций организма при тренировке выносливости происходят существенные положительные изменения во многих других органах и системах.

Изменяется строение работающих мышц, их химический состав, что способствует увеличению продолжительности их работы. Утолщаются мышечные волокна, увеличивается количество мельчайших кровеносных сосудов (капилляров), обеспечивающих кровоснабжение мышцы. Суставы, связки и кости изменяются в направлении все большего приспособления к выполнению длительной работы. Все это содействует повышению функциональных возможностей двигательного аппарата.

Значительные изменения при тренировке происходят в сердечно-сосудистой системе. Стенки сердца становятся более массивными, вследствие чего увеличивается сила сердечных сокращений, повышается эластичность сосудов и процессы перераспределения крови в организме приобретают более совершенный характер.

Отмечается также развитие дыхательного аппарата, выражающееся в увеличении жизненной емкости легких, в более экономном типе дыхания.

Деятельность всех органов и тканей организма, связанных с процессами расхода энергии, теплорегуляции и выделения, приобретает новые, более совершенные формы.

Все указанные изменения в организме способствуют развитию выносливости и составляют ее анатомическую и физиологическую основу.

Организм выносливого человека отличается высокой работоспособностью и характеризуется следующими тремя особенностями:

1) способностью работать с меньшей затратой энергии, т. е. более экономно;

2) способностью к более широкой мобилизации всех функций;

3) способностью продолжать работу даже при значительных отклонениях от нормального физиологического состояния организма.

Эти качества, присущие выносливому человеку, в практической работе выражаются в том, что выносливый человек тратит меньше усилий и энергии на ту же самую работу по сравнению с человеком маловыносливым. В случаях, когда необходимо совершить работу максимальной интенсивности, у выносливого человека с большей полнотой мобилизуются все физиологические функции.

Совершенствование всех функций организма при воспитании выносливости происходит на основе образования условных рефлексов (временных связей). Об этом говорит то обстоятельство, что закономерности тренировки выносливости имеют много общего с закономерностями образования условных рефлексов.

Это подтверждается следующими примерами. 1) Выносливость развивается после ряда упражнений и полностью или частично угасает после прекращения тренировки. То же наблюдается при образовании условных рефлексов. 2) Если выносливость утрачена по причине длительного перерыва в тренировке, то восстановление ее происходит быстрее, чем первоначальное образование. И это свойство тоже характерно для процесса восстановления условно-рефлекторных связей. 3) Приобретенная при работе мышц одной стороны тела выносливость, как оказывается, переносится на аналогичные мышцы противоположной стороны тела. В основе этого явления может лежать механизм избирательной иррадиации (распространения) очага возбуждения в коре больших полушарий головного мозга. 4) Уменьшение выносливости наблюдается при понижении возбудимости коры больших полушарий (например, сразу после сна) и увеличение ее -- при повышении возбудимости коры. Такого рода зависимость от уровня возбудимости коры характерна и для течения условно-рефлекторных реакций.

Воспитание выносливости различных видов (скоростной, общей, силовой) связано с образованием особых сочетаний условных рефлексов, характерных для данного вида физических напряжений. Например, при тренировке с целью развития скоростной выносливости формируются условные рефлексы, улучшающие нервную регуляцию быстро сокращающихся мышц и функции кровообращения, дыхания и обмена веществ, что способствует выработке устойчивости организма к изменениям химического состава тканей и органов. При тренировке с целью выработки общей выносливости образуется совокупность условных рефлексов, регулирующих длительно продолжающуюся ритмическую деятельность мышц и обеспечивающих функции кровообращения, дыхания, обмена веществ и потоотделения. Развитие выносливости к длительному сохранению однообразных поз и неподвижных положений тела обусловлено формированием устойчивых временных связей в области нервных центров, регулирующих напряжение мышц, при этом кровообращение, дыхание, обмен веществ изменяются в меньшей степени.

Таким образом, для воспитания различных видов выносливости необходимы разные сочетания условных рефлексов, касающихся регуляции скорости, силы, амплитуды и характера движений, а также кровообращения, дыхания, обмена веществ и выделительных процессов. Можно поэтому считать, что выносливость является качеством человека, соответствующим тому или иному конкретному виду работы.

Однако, помимо различий, существует и общность основных закономерностей развития любого вида выносливости. Так, выносливость, достигнутая тренировкой в беге, может быть в значительной мере использована для ходьбы на лыжах, езде на велосипеде, беге на коньках. Это объясняется тем, что при тренировке в беге совершенствуются функции кровообращения, дыхания, обмена веществ, органов выделения и прежде всего двигательного аппарата. А это важно и для всех других видов деятельности, связанной с работой мускулатуры ног.

Чем выше развита у человека общая выносливость, тем легче он может приобрести выносливость в специальных видах двигательной деятельности. Однако следует иметь в виду, что воспитанию выносливости способствуют только такие физические упражнения или действия, при выполнении которых возникает известная степень утомления. Другими словами, выносливость совершенствуется только в борьбе с утомлением.

Лекция 7. Физиологически критерии спортивного отбора и ориентации

1. Понятие о спортивном отборе. Цели, классификация форм спортивного отбора и ориентации

Физические упражнения имеют значение, зависящее от индивидуальных морфологических и функциональных особенностей организма. При отклонениях в физическом развитии, необходимы корригирующие физические упражнения, а при наличии высоких потенциальных возможностей для достижения рекордных результатов в каком-либо виде спорта, можно рекомендовать спортивную подготовку. Спортивный отбор - это установление пригодности к спортивной деятельности на основе прогнозирования способностей отбираемого. Методика отбора может быть эффективной только при условии, если она строится на принципах, имеющих достаточное медико-биологическое обоснование. Можно сказать и так, что спортивный отбор - система организационно-методических мероприятий, включающих педагогические, психологические, социологические и медико-биологические методы исследования, на основе которых выявляются способности детей, подростков и юношей для специализации в определенном виде спорта или в группе видов спорта.

Понятием "спортивный отбор" обозначается, как правило, отбор в группы подготовки. Трудности спортивного отбора усугубляются тем, что надо знать не только о конечной модели чемпиона или рекордсмена, но и о том, как формировался спортивный идеал, какими характеристиками он обладал на каждом этапе спортивного совершенствования.

Существует еще одна форма отбора: в команды для предстоящих соревнований. Этот вид отбора не требует долгосрочного прогноза и более прост в методическом отношении.

Первоначальный, предварительный, отбор в группы подготовки может проводиться двумя путями: в виде физкультурно-спортивной ориентации или спортивной селекции. Спортивная ориентация- система организационно-методических мероприятий, позволяющих наметить направление специализации юного спортсмена в определенном виде спорта. Спортивная селекция - система мероприятий, предусматривающих периодический отбор лучших спортсменов на различных этапах спортивного совершенствования.

Сущность физкультурно-спортивной ориентации состоит в прогнозировании степени моторной одаренности детей и в ориентации выявленных одаренных на тренировочные группы для подготовки к достижению высоких спортивных результатов. Таких детей не более 3-5%. Остальным рекомендуется общая оздоровительная подготовка (ОФП) по программам, дифференцируемым с учетом здоровья и физической подготовленности.

Для детей ослабленных, с отклонениями или пороками в физическом развитии специальные облегченные комплексы. Первый этап такой ориентации рекомендуется проводить в 5-7 лет в виде мероприятия, охватывающего всех находящихся в дошкольных учреждениях детей.

Чаще используется спортивная селекция, решающая более узкую задачу: определение пригодности к занятиям определенным видом спорта или к последующему этапу подготовки в избранном виде спорта.

Различают два вида спортивной селекции: выбор и отсев. Выбор - выделение способных из числа детей, не решивших вопроса о своем желании или нежелании заниматься данным видом спорта. Проводится он обычно в дошкольных учреждениях или в школе. При отсеве способных выбирают из числа желающих заниматься, а признанные неспособными "отсеиваются.

Отбор в группы спортивной подготовки продолжается многие годы, он многоэтапен. Помимо описанного, предварительного, выделяют ещё три (а иногда и больше) этапа: начальный основной и заключительный, при проведении которых проверяется, уточняется пригодность к следующим, более высоким, ступеням спортивной подготовки.

2. Основные принципы и критерии проведения отбора

Объектом отбора являются неординарные спортивные способности к данному виду деятельности. При спортивном отборе решается вопрос, способен ли отбираемый достичь мастерства в избранном виде спорта за определенный период подготовки, то есть каковы потенциальные возможности спортсмена.

Это реально при учете двух компонентов:

1. Уровень полученных по наследству структурных и функциональных задатков, предпосылок к успеху в желаемом виде деятельности, исходный (начальный) уровень физического состояния на момент отбора.

...