Критерии индивидуализации и построение многолетней тренировки в спортивном плавании

Индивидуальные темпы полового созревания у детей пубертатного возраста являются существенным фактором, влияющим на особенности роста, формирования и функционального состояния организма (39).

В научной литературе принято разделять детей одного и того же календарного возраста по типам биологической зрелости: акселерированный тип - тип опережающего развития, нормальный тип - тип, для которого характерно соответствие паспортного и биологического возраста, ретардированный тип - тип запаздывающего развития (30, 62, 111, 246, 359, 391). Следует заметить, что подобное разделение правомерно для пубертатного периода онтогенеза, периода развития вторичных половых признаков.

В каждом из возрастов наибльшим потенциалом развития обладают лица, имеющие высокие уровни физических качеств и функциональных возможностей при нормальных или замедленных темпах полового созревания. По своему физическому развитию они к дефинитивному возрасту обгонят акселерированных ровесников. Следует учитывать, что раннее вступление в пубертатную фазу развития еще не гарантирует ее раннего окончания. Напротив, при относительно позднем начале пубертатного периода возможно бурное его протекание. Именно на основании сложного протекания пубертата в онтогенезе необходим систематический контроль за степенью биологической зрелости юных спортсменов в процессе многолетней тренировки. Для многих индивидов характерен сложный тип биологического развития, когда ранний возраст начала пубертата и его высокие темпы сменяются замедленным созреванием в конце пубертатного периода (95, 193).

Оптимальный возраст начала высших достижений в спортивном плавании приходится на возраст достижения биологической зрелости, а это означает, что тип биологического развития сам по себе не является фактором, лимитирующим индивидуальные уровни спортивных достижений.

Ряд авторов утверждает, что в плавании отбирают преимущественно спортсменов с поздними сроками биологического созревания (214, 391, 541). На наш взгляд такой подход не совсем правомерен, так как в истории спортивного плавания имеется достаточное количество примеров, когда высших мировых достижений добиваются пловцы акселерированного типа развития. На основании вышеизложенного, мы считаем актуальной задачу индивидуализации процесса спортивной подготовки по типам биологического созревания спортсменов.

В спортивном плавании, что подтверждается данными Н.Ж.Булгаковой (84, 94, 95), А.Р. Воронцова (192, 193), тип биологического развития не относится к условиям, лимитирующим возможность достижения высоких результатов в спортивной деятельности. Аналогичные тенденции отмечаются рядом авторов (265, 266, 326, 327, 386, 387, 390, 510, 557, 561 и др.) в циклических видах спорта.

1.3.3 Пубертатный период (гетерохронность развития)

Значительная часть многолетней спортивной подготовки во многих циклических видах спорта и, в частности, плавании приходится на пубертатный период развития или период полового созревания. К данному периоду относятся младший школьный возраст, возраст созревания или подростково-юношеский период и период юношества или девичества. Рассматриваемый период имеет возрастные границы от 8-9 до 16-17 лет. В конце пубертата организм достигает полной половой, физической и психической зрелости. Младший школьный возраст продолжается для девочек до 9 лет, для мальчиков до 11 лет. С этого момента начинается половая разница в физическом развитии. До этого возраста период обозначают как “нейтральный детский возраст”, после чего наступает период “двуполого детского возраста”. Младший школьный возраст является препубертатной фазой пубертатного периода. Препубертатная фаза развития характеризуется ускоренным ростом тела в длину, интенсивным изменениям в вегетативных системах организма и первым быстрым увеличением наружных половых органов или развитием грудных желез. В данной фазе повышается активность центральной нервной системы с последующим повышением функциональной активности гипоталамуса и гипофиза на фоне недостаточной активности половых желез (200, 239).

Возраст созревания или подростково-юношеский период совпадает с собственно пубертатным периодом, который отличается нарастанием активности половых желез и совершенствованием деятельности всех функциональных систем организма. В начале пубертатного периода сохраняются относительно высокие темпы увеличения длины и массы тела, которые затем постепенно снижаются.

Период юношества или девичества аналогичен постпубертатной фазе развития, в которой завершается естественный прирост мышечной массы и увеличения длины тела, снижаются темпы прироста физических качеств. К концу этой фазы развития организм достигает полной физической зрелости (142).

Процесс физического созревания среднеевропейского населения заканчивается у девушек к 14-15 годам, у юношей к 17 годам. Различия в развитии обоих полов наглядно видны по возрастным изменениям длины и массы тела. В период между 11-15-ю годами девочки в течение некоторого времени имеют одинаковые или большие размеры тела и вес, по сравнению с мальчиками. После этого показатели длины и массы тела у юношей превышают данные девушек. Во всех возрастных группах (начиная с 9 лет) физическая работоспособность у девочек ниже, чем у мальчиков. При этом ежегодный прирост работоспособности у девочек снижается раньше, чем у мальчиков, по-видимому, в связи с более ранним половым созреванием. В период полового созревания у обоих полов резко увеличивается масса тела (у мальчиков - за счет увеличения ног в начале периода, у девочек - за счет увеличения относительного объема бедер). При этом возможна диспропорция форм тела, которая негативно отражается на моторике. Происходит потемнение волос и кожи. Голос изменяется у обоих полов, но у мальчиков с более отчетливыми явлениями “ломки голоса” и установлением мужского голоса (30, 212, 359).

Изменения в размерах и пропорциях тела связаны с напряженной деятельностью систем и органов, регулирующих нормальную жизнедеятельность организма. В то же время сами регулирующие системы, прежде всего нервная и эндокринная, продолжают свое собственное развитие и формирование. Созревание организма - сложный процесс и не всегда проходит гладко (40, 246, 387, 391, 425, 476).

Вопросы изучения полового созревания детей и подростков, а также индивидуальных особенностей их развития в пубертатном периоде представляют одно из ведущих направлений современной биологии человека. Однако знание особенностей критического периода развития организма необходимо для педагогики, в том числе в связи с разрешением проблемы дифференцированного физического воспитания в зависимости от степени биологической зрелости каждого индивидуума (14, 39, 95, 142, 266, 447, 494, 541, 593).

Индивидуальные темпы полового созревания у детей пубертатного возраста являются существенным фактором, влияющим на особенности роста, формирования и функционального состояния организма (39). У подростков с 13 до 16 лет физическое развитие происходит не равномерно. В период с 13 до 15 лет происходит наиболее интенсивный прирост всех признаков физического развития с максимальной прибавкой величины основных антропометрических показателей с 14 до 15 лет. Причем у подростков отстающих от своих сверстников по степени полового созревания, средняя величина годовых приростов больше. У юношей 15-16 лет физическая работоспособность выше, по сравнению, с 13-14-летними. Подростки, опережающие сверстников по степени полового созревания, имеют более высокие показатели работоспособности (14, 157, 193, 615, 646, 988, 990 и др.).

Степень индивидуального полового созревания может быть охарактеризована с помощью оценки роста размеров тела и ее сопоставлением с развитием первичных и вторичных половых признаков. Оценка степени развития вторичных половых признаков в сочетании с размерами тела достаточно хорошо отражает уровень полового созревания и выявляет те же закономерности роста и развития организма, которые обнаруживаются при использовании более трудоемких - биохимического, рентгенологического и физиологического методов исследования (14, 40-43, 359, 476, 516, 596, 599, 600 и др.).

В развитии и формировании вторичных половых признаков у подростков есть общие биологические закономерности:

1. В период с 12 до 16 лет снижается процент нулевых стадий развития вторичных половых признаков и в то же время наблюдается увеличение промежуточных и дефинитивных форм развития;

2. Прослеживается возрастная динамика в формировании вторичных половых признаков по данным средних баллов, рассчитанных с учетом развития каждого признака;

3. В появлении вторичных половых признаков есть определенная последовательность.

Индивидуальные темпы полового созревания в пубертатном периоде взаимосвязаны с развитием соматических и функциональных показателей двигательной деятельности, что характеризует целостность перестройки всего организма (10, 14, 29, 39, 496).

В пубертатном периоде кроме межполовых различий, имеются значительные индивидуальные различия по времени начала пубертатного скачка роста, который вызван взаимоусиливающим действием соматотропина и андрогенов, и по интенсивности роста у лиц одного пола и возраста. У подростков с ранними сроками полового созревания раньше наступает пубертатный скачок роста и, по сравнению со своими сверстниками с нормальным или замедленным половым созреванием, имеют более высокие уровни развития физических качеств и функциональных возможностей. Однако это преимущество сохраняется, как правило, только на период полового развития и не дает гарантию сохранения его после завершения пубертатного периода. Во время пубертата возможна ошибочная оценка перспективности спортсменов. Поэтому при проведении отбора юных спортсменов необходим учет биологического возраста и индивидуальных темпов полового созревания (193, 539).

Гетерохронность и гетеродинамия, свойственные процессам роста и развития детского организма в пубертатном периоде, дает основание утверждать, что фактор паспортного возраста в системе физического воспитания не имеет абсолютного значения (26, 30, 94, 95, 111, 142, 281).

В плавании демонстрация наивысших спортивных результатов совпадает с возрастом, характеризующимся полной биологической зрелостью организма. Высокий уровень спортивных достижений обусловлен эффективной методикой спортивного отбора, верным выбором стратегии многолетней спортивной подготовки, правильным подбором средств и методов тренировки на различных этапах многолетней подготовки (95, 539, 541).

Определяя содержание многолетней спортивной подготовки необходимо учитывать специфические особенности вида спорта, возрастные особенности роста и развития детей и подростков, эффект различных средств и методов подготовки на темпы прироста физических качеств в различных возрастах.

Для оптимизации многолетней спортивной подготовки необходимо особое внимание уделять следующим биологическим закономерностям: погодовой динамике роста и развития юных спортсменов; возрастным периодам наиболее интенсивного развития отдельных физических качеств и функциональных систем; степени консервативности и тренируемости отдельных физических качеств в ходе целенаправленной многолетней тренировки; влиянию индивидуальных темпов биологического созревания на динамику физических качеств и спортивных результатов; адаптационным возможностям юных спортсменов различного возраста к тренировочным нагрузкам различной интенсивности и продолжительности (78, 86, 95, 127, 131, 436, 495, 513, 517, 532).

Таким образом, большая часть многолетней спортивной подготовки в плавании приходится на пубертатный период развития, или период полового созревания. Данный период онтогенеза охватывает возрастной диапазон от 8-9 до 16-17 лет. К концу пубертатного периода организм достигает полной половой, физической и психической зрелости. Пубертатный период протекает по нескольким фазам, характеризующимся различными темпами роста и созревания отдельных функциональных систем организма (нервной, костно-мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и др.). На протекание пубертатного периода развития существенно влияет регуляторная деятельность эндокринной и нервной систем.

1.3.4 Сенситивные периоды

Для определения моментов последовательности в развитии человеческого организма очень важно выделение качественно отличных этапов его индивидуального формирования. В онтогенезе выделяют ряд возрастных периодов или этапов (стадий), отличающихся морфо-функциональными изменениями организма. Каждый новый этап развития характеризуется одновременным включением целой цепи событий на уровне генетического аппарата клеток (биологически подготовленных к этому), детерминирующих последующие процессы развития в пределах фазы (225). Такие продолжительные стадии индивидуального развития получили название “критических” или “чувствительных” (“сенситивных”) периодов развития (225, 925). Иначе говоря, под “критическими” периодами онтогенеза в современной психофизиологии понимают обусловленные генетически и внешней средой взаимосвязанные во времени периоды интеграции процессов, регулирующих клеточный метаболизм, в результате чего наступает стойкий морфологический или физиологический сдвиг (225). В научной литературе имеются и иные определения критических периодов развития. Под критическими периодами понимают фазы наибольшей реализации потенций организма в онтогенезе. Рассматривают критические периоды, как периоды, в которых специфическое воздействие на организм вызывает повышенную ответную реакцию, и называют “сенситивными” периодами (857). Для физического воспитания интересен тот аспект, который рассматривает степень ответной реакции растущего организма на воздействие, направленное на формирование и развитие жизненно необходимых качеств, способностей, навыков и умений. Воздействия на подростка в процессе обучения и воспитания могут иметь различные эффекты в зависимости от периода развития, а именно в одни периоды возможен положительный эффект, в другие - нейтральный, а в иные - отрицательный.

Знание особенностей периодов индивидуального развития позволит добиться оптимальных воздействий на организм в процессе обучения и воспитания и избежать негативных последствий.

Под “критическими периодами” часто подразумевается преимущественно те периоды онтогенеза, в рамках которых на основе естественных закономерностей развития обеспечиваются наиболее значительные темпы прогресса определенных способностей индивидуума, выявляются повышенные адаптационные возможности по отношению к тем или иным факторам среды, складываются особо благоприятные предпосылки формирования определенных умений, навыков, усвоения информации определенного типа. Обычно предполагается, что в такие периоды организм легче, чем в другие поддается воздействиям извне, если они соответствуют по направленности основным тенденциям происходящих в нем естественных морфо-функциональных изменений. В этом смысле к таким периодам более подходит название - “чувствительные” (сенситивные) (225). Эффективность спортивного совершенствования будет значительно выше, если педагогические воздействия будут совпадать с индивидуальными анатомо-физиологическими особенностями каждого возрастного периода. В.К. Бальсевич (35-37) определил “принцип соответствия характера педагогических воздействий биологическому ритму возрастного развития моторики”. Значение концепции о сенситивных периодах существенно для спортивной практики, так как “изучение границ морфологической готовности различных систем к определенной деятельности, зависимости развития той или иной системы от своевременности ее функционирования способствуют достижению оптимальных результатов в формировании двигательных навыков, в реализации потенций вегетативных функций…” (цит. 225, стр. 217).

Для рационального построения многолетней спортивной подготовки юных пловцов необходимы знания возрастных закономерностей развития основных функциональных систем и физических качеств. Пубертатный период онтогенеза является временем направленного формирования физического потенциала юных спортсменов. На различных фазах пубертата процессы роста и развития находятся под контролем разных гормонов, которые оказывают избирательное влияние на физическое развитие, темпы прироста мышечной массы и так далее. Развитие физических качеств гетерохронно, а именно отдельные физические качества и функциональные системы организма отличаются друг от друга возрастными периодами ускоренного развития и наибольших приростов. Гетерохронность развития физических качеств и функциональных систем организма создает возможность для целенаправленного воздействия с помощью тренировочных нагрузок на процессы становления и развития юных пловцов (92, 94, 95, 505, 517). На основании разновременности развития физических качеств возможно выделение возрастных периодов, наиболее эффективных для развития аэробной и анаэробной производительности, силовых возможностей. Направленность тренировки должна основываться на возрастных границах сенситивных периодов развития ведущих качеств, что позволит наиболее полно реализовать индивидуальные потенции.

Следует отметить, что проблема сенситивных периодов для практики физического воспитания представляет большой интерес (В.С. Фарфель (568), А.А. Маркосян (354), В.М. Волков (134), З.И. Кузнецова (329), А.А. Гужаловский (215-224), Л.В. Волков (142), Е.Е. Вовк (127), Я.В. Рыбина (495), Е.А. Табакова (532)). Согласно этим и другим исследованиям наивысший эффект при целенаправленном развитии какого-либо двигательного качества можно получить в периоды наибольшего естественного прироста.

1.4 Возрастная динамика физического развития юных пловцов

Под физическим развитием мы понимаем комплекс морфо-функциональных свойств организма, который в конечном итоге определяет запас его физических сил (111). Физическое развитие оценивают по “нормативным” таблицам - “метод Мартина”, таблицы В.Г. Штефко (640). Пользуясь “нормативными” таблицами, в ряде случаев возможны и некоторые отступления от них, поскольку любые оценочные таблицы представляют лишь схемы соотношений признаков (31, 40, 239, 243-249, 259, 640). Оценка физического развития человека производится по длине тела, обхвату грудной клетки, массе тела, ЖЕЛ, силе отдельных групп мышц.

Показатели, характеризующие телосложение - тотальные размеры и масса тела, ЖЕЛ, пропорции и так далее являются важным критерием роста и развития организма детей и подростков. По данным параметрам, косвенно можно оценить рост и развитие физических качеств и функциональных систем. Одними из основных характеристик интенсивного ростового процесса и интенсивности накопления активной массы тела являются длина и масса тела (81, 84, 85, 94, 95, 200). На рисунке 1 представлена динамика показателей длины и массы тела мальчиков-пловцов 11-16 лет. Как видно из графиков среднестатистические данные сходны у различных авторов.

Наибольший прирост длины тела у мальчиков приходится на 12-15 лет с пиком прироста в 13-14 лет. За пубертатный период масса тела юных пловцов увеличивается в два раза, а пиковые приросты наблюдаются через год после пика прироста длины тела (83, 92, 195, 198, 200).

Как уже говорилось в многочисленных научных исследованиях, паспортный возраст при оценке способностей детей по показателям тестирования не всегда является информативным (10, 14, 142). Наибольшую информацию о возможностях и способностях несет оценка биологического возраста, который определяется по ряду параметров, в том числе и по показателям вторичных половых признаков.

Таким образом, на начальном этапе подготовки и далее оценивание спортивной одаренности детей и подростков должно осуществляться в комплексе: определение состояния здоровья и биологического возраста; особенности строения тела и состояние основных свойств нервной системы;

Рис. 1. Динамика показателей длины (А) и массы (Б) тела у юных пловцов 11-16 лет (по данным: Х₁ - Н.Ж. Булгаковой, Э.Г. Мартиросова, И.В. Чеботаревой (92); Х₂ - А.Р. Воронцова (192); Х₃ - Ю.Л. Войтенко (131), Х₄ - Н.Н. Сидорова (507)).

Высокие начальные результаты детей с ускоренным ростом и созреванием обусловлены более крупными размерами тела и более “взрослыми” пропорциями, а не высокой одаренностью. Эти подростки уже к началу занятий спортом обычно “выбирают” большую часть своих потенциальных возможностей, отпущенных им природой. Запаздывание в развитии детей-ретардантов носит временный характер. По мере развития они догоняют своих “высокорослых” сверстников и могут значительно опережать их в спортивных достижениях (95).

В онтогенезе человека имеются такие периоды, когда обучение движениям или развитие определенных качеств проходит наиболее успешно, в то время как способность к овладению другими двигательными действиями может быть понижено. Эти сенситивные периоды характеризуются повышенной восприимчивостью и реактивностью к физической нагрузке и выборочному предпочтению для обучения определенным видам движений (34-37, 220-225, 322, 349, 354-356, 446, 726).

Наиболее наглядные показатели гетерохронности роста и развития организма детей и подростков - морфологические. У детей школьного возраста их развитие происходит крайне неравномерно. Только в младшем школьном возрасте отмечается относительно равномерное развитие опорно-двигательного аппарата, но в то же время длина тела увеличивается более интенсивно, чем его масса. Ноги становятся относительно длиннее. В подростковом возрасте наблюдаются максимальные темпы роста одновременно всего организма человека и его отдельных звеньев. В этом возрасте имеются существенные различия в ритме развития тела у мальчиков и девочек. У мальчиков наиболее интенсивный рост тела в длину отмечается с 12 до 15 лет с пиком прироста в 13-14 лет, у девочек - с 10 до 13 лет с пиком прироста в 11-12 лет. Наиболее интенсивный прирост мышечной массы тела у мальчиков наблюдается в 13-14 лет, у девочек в 11-12 лет. Резкое (скачкообразное) развитие организма и нарастание с возрастом различий в развитии мальчиков и девочек на данном этапе связано с половым созреванием. Отличительной особенностью данного периода является выраженная перестройка эндокринной системы. Возрастной период полового созревания значительно колеблется в зависимости от пола и индивидуальных особенностей подростков. Девочки вступают в этот период, в среднем на 1-2 года раньше мальчиков и это объясняет тот факт, что в это время (с 12 до 15 лет) они обгоняют мальчиков по показателям длины и массы тела, окружности грудной клетки. Однако в 15 лет длина тела у юношей становится большей, чем у девушек, а в 16 лет юноши обгоняют девушек и по массе тела, и по окружности грудной клетки, сохраняя это преимущество и в дальнейшем (125, 238, 239, 243, 534, 602, 651, 957, 993, 1008).

1.5 Возрастная динамика функционального развития юных пловцов

Для достижения выдающихся спортивных результатов в плавании определяющим фактором является высокое функциональное состояние и согласованная деятельность вегетативных систем, и, прежде всего, функциональных систем организма, которые осуществляют снабжение тканей кислородом и выведение углекислоты, то есть систем внешнего дыхания, кровообращения и крови (152-158, 161, 163, 312, 387-391, 571, 619-630, 823 и др.). Поэтому изучение этих систем организма, наряду с определением готовности спортсмена к выполнению тренировочных и соревновательных нагрузок, а также его резервных возможностей, является основой при оценке функционального состояния спортсменов.

Функциональное состояние - это интегральная характеристика тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обуславливают эффективность выполнения той или иной деятельности (156, 377, 571, 620, 621).

Анализ функциональной подготовленности требует необходимости учета целостного “вегетативного портрета” спортсмена (152-158, 161, 163 387-391).

Физическая работоспособность человека при напряженной циклической мышечной деятельности проявляется в виде трех отличительных по своей биохимической природе свойств организма - его аэробной и анаэробных (алактатной и гликолитической) способностей (152-158, 161, 163). Относительный вклад аэробного и анаэробных компонентов физической работоспособности при циклической мышечной деятельности зависит от вида упражнения, его интенсивности и продолжительности, количества повторений, временем отдыха между повторениями и его характером (145, 147, 150, 151, 160, 162, 167, 275, 277).

Аэробная способность пловца характеризуется поддержанием мышечной активности длительное время за счет усиления окислительных процессов в тканях. Она зависит от слаженности действий широкого круга функциональных систем организма, связанных с поступлением кислорода через систему внешнего дыхания, транспортировкой его кровью и утилизацией кислорода в митохондриях работающих мышц (290, 570, 688, 755, 950, 964, 973 и др.).

К числу важных аэробных свойств организма относят: эффективность функций легочного дыхания; циркуляторную производительность, от которой зависит количество крови, поступающей к работающим мышцам; кислородную емкость крови, определяемую содержанием гемоглобина; кровоснабжение работающих мышц, зависящее от эффективного перераспределения крови между работающими мышцами и неработающими органами; содержание в мышцах миоглобина, выполняющего функцию переносчика кислорода в тканях; активность ферментов тканевого дыхания; общее количество и размеры митохондрий в мышечных волокнах; общие запасы энергетических субстратов (жиров, углеводов, продуктов гликолиза), используемых при аэробных превращениях в тканях (156, 163, 872, 926, 942, 944, 952 и др.).

Наиболее интегральным и информативным показателем, суммирующим изменения важнейших функций кислородного обмена, является максимальное потребление кислорода (МПК), то есть то количество кислорода, которое может потребить человек в единицу времени (1, 69, 153, 156, 262, 307, 318, 248, 513, 517, 566, 620, 644, 666, 685, 700, 701, 766, 849, 850, 889, 908, 914, 951, 973, 979 и др.).

МПК характеризует высшую границу доступного организму уровня окислительных процессов, предельно усиленных интенсивной мышечной работой (570, 571). Оно зависит от возраста, пола, морфофункциональных признаков (21-25, 70, 258, 263, 283, 320, 376, 552, 682, 683, 708, 709, 938 и др.), индивидуальных особенностей (516, 541), условий выполнения работы, типа выполняемых упражнений и степени тренированности (23, 69, 70, 148, 234, 262, 376, 553, 567, 619, 727, 950, 973 и др.). На 70-75% МПК детерминируется наследственностью (505).

Величина МПК обусловлена взаимодействием следующих факторов: парциальным давлением кислорода во вдыхаемом воздухе, уровнем легочной вентиляции, дыхательной поверхностью легких, диффузией газов между легкими и кровью, кислородной емкостью крови и содержанием в ней щелочных резервов, объемной скоростью кровотока, степенью регионального кровоснабжения легких и работающих мышц, активностью окислительных ферментов в тканях, артерио-венозной разницей, содержанием кислорода в смешанной венозной крови, степенью оксигенации крови в малом круге кровообращения (156, 161, 163, 170, 388-390). Величина МПК изменяется в связи с тренированностью спортсмена: на 20-25% снижается в период “растренировки” и достигает максимума в состоянии “спортивной формы” (571). МПК может являться точной количественной мерой, характеризующей реальные функциональные возможности спортсмена, его фактическую спортивную работоспособность.

Наряду с определением МПК - показателя аэробной мощности организма - важную информацию о состоянии функций аэробного обмена дает определение показателей аэробной емкости и эффективности. Аэробная емкость более полно оценивается по величине О₂-прихода за время выполнения упражнения. Аэробная эффективность - по величине анаэробного порога (АнП), то есть величине нагрузки, с которой начинается резкое усиление анаэробного метаболизма (156, 161, 163, 517, 519, 529, 666, 667, 668, 1001-1003 и др.).

Анаэробная способность пловцов определяется способностью организма совершать напряженную мышечную работу в условиях неадекватного обеспечения кислородом, за счет анаэробных источников энергии. Эффективное использование анаэробных процессов в качестве источника энергии при выполнении тренировочных и соревновательных нагрузок зависит от: мощности внутриклеточных анаэробных метаболических систем; общих запасов энергетических веществ в мышцах, служащих субстратами анаэробных превращений; степени совершенства компенсаторных механизмов, ответственных за поддержание внутреннего гомеостазиса при напряженной работе; уровня развития тканевых адаптаций, позволяющих выполнять напряженную работу, несмотря на возникающие резкие сдвиги во внутренней среде организма (38, 63, 64, 80, 156, 649, 734, 735, 773, 911). При выполнении напряженной мышечной деятельности основную роль играют два анаэробных поставщика энергии - это алактатный анаэробный процесс, связанный с расщеплением в мышцах макроэргических фосфорных соединений аденазинтрифосфорной кислоты (АТФ) и креатинфосфата (КрФ), и гликолиз, связанный с ферментативным распадом углеводов до молочной кислоты (63, 64, 146, 148, 156, 160, 590, 704, 774, 827, 828, 893-897).

Алактатная анаэробная способность определяется общими запасами в мышцах богатых энергией фосфорных соединений (АТФ и КрФ), свойствами сократительных мышечных белков, а также особенностями нервной регуляции мышечного сокращения. В связи с тем, что запасы макроэргических соединений незначительны (средние концентрации АТФ и КрФ в скелетной мышце человека составляют соответственно около 4 и 16 ммолей/1 кг веса мышцы), алактатная анаэробная производительность играет ведущую роль при кратковременных упражнениях максимальной интенсивности (проплывание отрезков до 25 м, выполнение стартового и финального ускорения, скоростного поворота, при резком изменении темпа по ходу преодоления средних и длинных дистанций), протекающих в условиях резко выраженного недостатка кислорода (151, 529, 590, 649, 874, 897). В результате кратковременной работы до отказа в скелетной мышце человека концентрация КрФ падает почти до нуля, в то время как уменьшение АТФ не превышает 30-40% начального общего содержания в мышце (408, 833, 836).

При выполнении 4-минутных серий с кислородным запросом от 19 до 95% предельной аэробной мощности испытуемого, H.G. Knuttgen, B.Saltin, (877) установили, что при интенсивностях нагрузки, не превышающих 60% предельных величин МПК, содержание АТФ и КрФ уменьшалось незначительно. Небольшой дополнительный спад содержания АТФ происходил при интенсивностях нагрузки, составляющих от 75 до 95% от МПК. В то же время было отмечено 80% снижение КрФ после работы, требующей 75% аэробной мощности, с легким добавочным спадом при предельных нагрузках. Это дает основание полагать, что соревновательные дистанции плавания от 400 до 1500 м также предъявляют высокие требования к алактатной анаэробной производительности организма спортсменов (529).

В связи с тем, что прямые измерения содержания АТФ и КрФ имеют определенные трудности, в практике спортивного плавания (131, 259, 507, 513, 517, 529) в качестве критериев алактатной анаэробной производительности используются максимальная скорость плавания, которую спортсмен может развить в кратковременных упражнениях максимальной интенсивности, а также время или длина дистанции, на которой он может удерживать эту максимальную скорость плавания. С использованием этих критериев можно косвенно оценить мощность и емкость алактатного анаэробного процесса, который, с одной стороны, зависит от активности ферментов, регулирующих скорость алактатного метаболизма, и с другой - от общих размеров АТФ и КрФ в работающих мышцах. Алактатная емкость может быть также оценена по величине алактатного кислородного долга, который образуется при выполнении любой мышечной нагрузки в первые 15-20 с работы, остается постоянным при дальнейшем увеличении ее продолжительности и гасится после работы в первые минуты восстановления (156, 157, 284, 590, 619, 808, 809, 897).

Гликолитическая анаэробная способность зависит от ряда внутренних свойств органов и тканей, которые определяют возможность образования энергии за счет ферментативного распада углеводов до молочной кислоты. Она определяется, прежде всего, внутримышечными запасами гликогена, активностью анаэробных ферментативных систем и особенностями внутриклеточной регуляции энергетических превращений в работающих мышцах, степенью совершенства компенсаторных механизмов, связанных с нейтрализацией молочной кислоты, уровнем развития тканевых адаптаций, позволяющих выполнять напряженную мышечную работу при резких нарушениях гомеостазиса (156, 649, 828, 832, 836, 874 и др.).

В связи с тем, что энергообеспечение преимущественно за счет гликолиза может происходить в течение 3-4 мин, а максимальная интенсивность этой реакции отмечается на 25-40-й секунде предельной работы, гликолитическая производительность имеет ведущее значение в достижении в достижении высоких результатов на дистанциях от 50 до 200 м (440, 455). В то же время, достоверно установлено (519, 833), что в циклических видах мышечной деятельности (в том числе и плавании) с предельной продолжительностью от 30 с до 10 мин концентрация молочной кислоты в крови доходит до 17-19 ммоль/л. Это говорит о том, что высокая гликолитическая производительность может оказывать существенное влияние на результаты в плавании на дистанциях 400 и 800 м.

Применение нагрузок гликолитической направленности в тренировочном процессе способствует увеличению количества гликогена, депонированного в печени и мышцах, повышению активности ферментов анаэробного ресинтеза АТФ, повышению секреторных возможностей надпочечников, буферной емкости крови и устойчивости центральной нервной системы (151, 156, 157, 836).

Основными критериями гликолитических анаэробных возможностей организма являются показатели гликолитической анаэробной мощности: неметаболический “излишек” выделения СО₂ (ЕхсСО₂), скорость образования кислородного долга и молочной кислоты и гликолитической анаэробной емкости: величина образования общего и лактатного кислородного долга, величина максимального накопления молочной кислоты, сдвиг показателей кислотно-щелочного равновесия крови, величина суммарного неметаболического “излишка” СО₂ (УЕхсСО₂). Количественной мерой гликолитической анаэробной эффективности может служить величина накопления молочной кислоты, приходящейся на 1 м пути. (127, 131, 151, 156, 157, 259, 267, 409, 495, 503, 504, 507, 513, 517, 619, 865, 866, 907, 913).

Величина кислородного долга, а также его фракций тесно связана с уровнем специальной тренированности и спортивной квалификацией, и зависит от продолжительности и скорости работы (151, 156, 157, 619, 773, 842-844, 896, 897, 922, 939, 940).

Период полового созревания сопровождается не только усиленным ростом и развитием всех органов и систем благодаря изменению функций эндокринных желез, повышением интенсивности обменных процессов, увеличением интенсивности потребления кислорода, но и значительным изменением в регуляции соматических и вегетативных функций.

По мере развития организма увеличивается легочная вентиляция, потребление кислорода. Растут величины кислородной задолженности, что является косвенным показателем все большего накопления при максимальной работе недоокисленных продуктов распада энергетических веществ. Данные о возрастных изменениях дыхания демонстрируют рост окислительных возможностей растущего организма, а, следовательно, и рост его работоспособности (131, 157, 234, 236, 293, 303, 307, 330, 517). В каждом возрасте достигается свой, присущий ему, уровень функциональных возможностей, определяемый всем ходом предшествующего развития, условиями жизни, характером воспитания (125, 569).

В препубертатной фазе развития, то есть до начала полового созревания, отмечается значительное улучшение результатов юных спортсменов в длительных упражнениях низкой интенсивности. Уже в 7-11 лет у юных пловцов на фоне медленного увеличения тотальных размеров тела, силовых и функциональных показателей наблюдаются высокие темпы прироста спортивных достижений на всех дистанциях. Такой рост результатов отражает повышение эффективности плавательного навыка в процессе обучения и предварительной плавательной подготовки. Относительные величины МПК и ЖЕЛ на 1 кг массы тела у детей 7-11 лет мало уступают аналогичным показателям спортсменов 16-17 лет (80, 92, 200, 422). У детей младшего школьного возраста реакция сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку выражается, главным образом, в учащении частоты сердечных сокращений. Высокая ЧСС и способность детей утилизировать в мышцах почти весь кислород из циркулирующей крови компенсирует малую мощность сердечной мышцы (233, 234).

С момента вступления в период полового созревания (с 8-9 лет у девочек и с 10-11 лет у мальчиков) начинается ускоренное развитие функциональных показателей. В препубертатной фазе развития происходит увеличение структурных элементов функциональных систем. В собственно пубертатной фазе развития совершенствуются нервные связи между различными функциональными системами, перестраивается гормональная регуляция, и это выражается в увеличении мощности и эффективности функциональных систем организма (16, 234).

За пубертатный период величина максимального потребления кислорода возрастает в 2-2,5 раза (83, 391, 422, 507, 541). Период наиболее интенсивного прироста МПК у мальчиков совпадает с пубертатным скачком массы тела и приходится на 12-15 лет. У девочек прирост МПК наблюдается с 10 до 13-14 лет без выраженного ускорения. У девочек 9-10 лет и мальчиков 10-11 лет МПК, отнесенное на кг массы тела незначительно уступает данному показателю взрослых спортсменов. У девочек относительное МПК находится практически на одном уровне с 10 до 14 лет, после чего снижается в связи с увеличением жировой массы. Для мальчиков характерна стабилизация или некоторое снижение величины относительного МПК в 11-12 лет, что вызвано значительным нарастанием массы тела по сравнению с увеличением абсолютного МПК. Относительный показатель МПК отражает общие адаптационные возможности организма юных спортсменов, их способность переносить тренировочные нагрузки. На рисунке 2 показана возрастная динамика абсолютных и относительных показателей МПК у юных пловцов, полученная различными авторами.

Рис. 2. Динамика показателей абсолютного (А) и относительного (Б) МПК у юных пловцов 11-16 лет (по данным: Х₁ - Ю.Л. Войтенко (131); Х₂ - Н.Н. Сидорова (507); Х₃ - Д.А. Новиковой (422)).

С возрастом увеличивается такой физиологический показатель, как кислородный эквивалент работы (КЭР), характеризующий уровень потребления кислорода, приходящийся на единицу мощности работы (скорости плавания), или количество кислорода приходящегося на 1 м пути (дистанции), что говорит об увеличении энергетической стоимости работы. По данным Н.Н. Сидорова (507) у юных пловцов с 10 до 13 лет данный показатель практически не изменяется и находится в пределах 35-40 мл/м. В дальнейшем с возрастом до 16 лет он увеличивается до 65-70 мл/м. Это одна из причин того, что более юные пловцы способны выполнять большие объемы тренировочной работы низкой интенсивности (200).

Пороговая и критическая скорости плавания неуклонно возрастают с 10-11 лет до 15-16 лет с пиком прироста у девушек в 13-14 лет, у юношей в 14-15 лет (198, 200, 507).

Экстенсивная тренировка в препубертатной фазе и в начале пубертатной фазы индивидуального развития способствует росту функциональной производительности юных пловцов. В процессе такой тренировки совершенствуется взаимодействие вегетативных систем между собой и с эффекторной (двигательной) системой организма, повышается экономичность техники плавания на фоне естественного созревания функциональных систем и двигательного анализатора (200). Низко интенсивная динамическая работа, стимулируя увеличение секреции гормона роста, влияет на процессы роста внутренних органов и всего организма (16). Ответ организма на аэробную нагрузку проявляется только тогда, когда двигательная деятельность осуществляется на уровне мощности не менее 50-60% от МПК, (это соответствует у детей 8-12 лет частоте пульса 150-170 уд/мин) при длительности 10-30 мин (877). Адаптационные способности юных пловцов к экстенсивным нагрузкам увеличиваются благодаря способности использовать в энергетическом обмене энергию окисления жиров. Этот процесс также стимулируется гормоном роста. Длительная работа на уровне мощности 50-70% от МПК, является главным фактором, способствующим раскрытию капиллярного русла, увеличению капилляризации мышц, количества митохондрий и ферментов биологического окисления в мышечных волокнах, то есть приводит к повышению емкости и эффективности аэробного процесса энергообеспечения, но мало влияет на развитие аэробной мощности организма (63, 64, 519, 529). Повышение МПК у юных спортсменов 9-12 лет достигается за счет включения в тренировки однократных или серийных упражнений длительностью 7-10 мин (400-800 м). Адаптационные возможности детей препубертатного возраста к работе такой мощности невелики, поэтому объем такой работы не должен быть большим (200).

В возрасте 9-11 лет АнП и МПК у юных пловцов достигаются при ЧСС соответственно 160-170 и 190-200 уд/мин, в то время как у пловцов 16-17 лет АнП и МПК достигаются при ЧСС, равной соответственно 140-160 и 180-190 уд/мин. Возрастные различия в ЧСС необходимо учитывать при выполнении, контроле, учете и планировании тренировочных нагрузок различной направленности (197, 198 200, 520, 522, 523, 988-990).

С вступлением в период полового созревания аэробные возможности юных спортсменов повышаются преимущественно за счет увеличения мощности сердечных сокращений на фоне постепенного снижения от года к году ЧСС при выполнении работы на уровне МПК. Масса сердечной мышцы и размеры сердца увеличиваются почти одновременно с увеличение массы тела. Создаются физиологические предпосылки для повышения аэробной мощности - максимального потребления кислорода. Основными факторами повышения МПК становятся высокие систолический объем и сердечный выброс крови при сердечном ритме 180-185 уд/мин (234). Более предпочтительным методом повышения аэробной мощности организма у юных пловцов, вступивших в период полового созревания, является интервальный метод. Он наиболее эффективен для тренировки сердечной мышцы, кроме того, время удержания МПК при интервальной работе дольше, чем при дистанционной работе такой же мощности (241К). Объем интервальной тренировки на уровне МПК ограничивается запасами в организме гликогена, которые у детей 11-13 лет в 1,5-2 раза меньше, чем у пловцов 16-18 лет (63, 64, 197, 198, 200, 234, 519, 529).

Следует иметь в виду, что при проведении тестирования в воде юные пловцы 9-13 лет достигают при плавании с помощью движений одними ногами более высоких величин МПК, чем при плавании в полной координации движений. Причину этого феномена следует искать в недостаточной эффективности гребковых движений руками и недостаточном развитии силы мышц плечевого пояса (199, 594). Поэтому на этапе ранней спортивной специализации для развития аэробных возможностей целесообразно использовать в плавательной подготовке относительно большие объемы упражнений в плавании с помощью одних ног (до 30% от общего объема плавания). К 13-14 годам юные пловцы достигают достаточно высокой степени технического совершенства, у них резко возрастает мощность мышц плечевого пояса, и при плавании в полной координации движений они демонстрируют более высокие значения МПК, чем при плавании с помощью одних ног. С этого времени основной объем функциональной подготовки в воде должен приходиться на плавание с полной координацией движений и с помощью движений рук (198, 200, 267, 529).

Занятия спортивным плаванием благоприятно влияют на повышение анаэробной производительности и порога устойчивости к гипоксии. У детей 8-12 лет движения еще малоэффективны, и даже при незначительном повышении скорости плавания слабые мышцы сокращаются на более высоком уровне от максимальной силы. Поэтому в этом возрастном периоде возможна выраженная анаэробная реакция на нагрузку. В то же время юные спортсмены 8-12 лет обычно прекращают работу в тестах до отказа при достижении уровня лактата в крови 7-9 ммоль/л (198, 506, 507).

В 8-10 лет у девочек и в 9-11 лет у мальчиков развитие анаэробной производительности с помощью тренировки малоэффективно. Значимость анаэробных гликолитических процессов в энергообеспечении мышечной деятельности повышается с момента вступления юных пловцов в период полового созревания. Увеличение мышечной массы и повышение активности симпато-адриналовой гормональной системы в пубертатном периоде сопровождается увеличением концентрации ферментов гликолиза и запасов гликогена в мышцах и печени, лимитирующих возможности анаэробного гликолиза (63, 64, 157, 393, 529).

Изучение возрастной динамики уровня лактата в крови у юных пловцов при выполнении максимальных анаэробных тестов и соревновательных упражнений (198, 507) показало, что у мальчиков с 11 до 12 лет имеет место некоторое увеличение этого показателя с 8 до 10 ммоль/л. С 12 до 14 лет он почти не изменяется и резко возрастает к 15 и 17 годам до уровней 14 и 16 ммоль/л, соответственно. У девочек уровень лактата увеличивается относительно высокими темпами с 11 до 13-14 лет, после чего прирост уровня лактата резко замедляется, но продолжается до 16 лет. Квалифицированные пловцы способны достигать величин концентрации лактата 20-23 ммоль/л, а в отдельных случаях 26 ммоль/л и выше (519). Это указывает на то, что в процессе многолетней спортивной тренировки существенно повышаются возможности анаэробного гликолиза.

Локальные запасы АТФ и КрФ примерно одинаковы у детей и взрослых и составляют соответственно 4 и 16 ммоль/л на 1кг веса мышцы. Значительное увеличение максимальной скорости плавания и улучшение результатов на коротких отрезках в 8-11 лет обусловлено повышением эффективности техники плавания, совершенствованием нервно-мышечной регуляции в процессе регулярного повторения двигательных действий (157, 200).

В пубертатном периоде развития происходит перестройка гормональной регуляции. Скоростные нагрузки сопровождаются увеличением секреции адреналина, повышением мощности креатинфосфатного механизма ресинтеза АТФ (63, 64, 157, 529). Развитие скоростных способностей в конце пубертатного периода и после его окончания определяется в основном повышением максимальной силы и дальнейшим совершенствованием техники плавания (199, 293, 594).

В процессе многолетней тренировки существенно возрастает сопротивляемость организма юных спортсменов к гипоксии, то есть к недостатку кислорода и резким сдвигам во внутренней среде организма в сторону закисления (20). Время задержки дыхания за период полового созревания возрастает в 2-3 раза, причем этот показатель у девочек быстро увеличивается с 10 до 13 лет, а у мальчиков с 11 до 14 лет, что может быть обусловлено повышением способности к утилизации кислорода в тканях и устойчивости нервной системы. С 10-11 лет рекомендуется включать в тренировку плавание с дыханием через 1-3 цикла движений (198, 200).

Эффективность тренировки анаэробной направленности в различном возрасте определяется возрастной динамикой созревания гликолитического и креатинфосфатного механизмов энергообеспечения мышечной системы, а также адаптационными возможностями организма детей и подростков (157). В 10-13 лет относительно высокие объемы тренировки в гликолитическом и алактатном режимах сопровождаются незначительным улучшением результатов в плавании на дистанциях от 50 до 200 м и ухудшением результатов на средних и длинных дистанциях. Наоборот, аэробные нагрузки в этом возрасте способствуют улучшению результатов, как на длинных, так и на коротких дистанциях за счет повышения эффективности и экономичности техники плавания, повышения анаэробного порога. Увеличение доли анаэробных нагрузок часто сопровождается возникновением предпатологических и патологических изменений со стороны сердечно-сосудистой системы (131, 198, 200, 293, 594).

В 12-14 лет у девушек и в 13-15 лет у юношей повышение объема нагрузок гликолитической и алактатной направленности оказывает положительный эффект на прирост специальной работоспособности только в том случае, когда этому предшествовали большие объемы аэробной работы (513). При недостаточном уровне развития аэробных возможностей у юных пловцов увеличение гликолитических и алактатных нагрузок ведет к снижению спортивных результатов и нарушению в состоянии (157, 517). После 13-14 лет у девушек и 15-16 лет у юношей ведущими факторами, обеспечивающими рост спортивных достижений в плавании, становятся скоростно-силовые возможности, силовая выносливость и анаэробная производительность. В этих возрастах целесообразно от сезона к сезону повышать парциальные объемы тренировочных нагрузок анаэробной и силовой направленности в общем объеме тренировочной работы (131, 198, 200, 293, 594).

С каждым годом углубляются сведения о функциональных возможностях различных физиологических систем организма детей разного возраста. По этим данным можно проследить изменения, происходящие с возрастом, чем отличается один возраст от другого. Эти сведения позволяют установить нормы допустимых нагрузок для разных возрастных групп. Изучение функциональных возможностей детей каждой возрастной группы способствует делу научного обоснования и правильной организации процесса физического воспитания подрастающего поколения (22, 23, 29, 95, 157, 234, 303, 356, 422, 595, 821, 955 и др.).

Подготовка юных спортсменов осложняется тем, что тренировочные нагрузки сочетаются с естественными процессами роста и развития организма. Поэтому необходим контроль за функциональным состоянием организма юных спортсменов, с учетом их биологического возраста и индивидуальных особенностей развития.

1.6 Основные закономерности индивидуального возрастного развития специальной работоспособности и их учет при построении многолетней тренировки (обсуждение проблемы)

Экспериментальные исследования развития человека с позиции биологии, физиологии, психологии и педагогики привели к пониманию цикличности его индивидуального развития (3, 203, 208, 535, 615, 726). Выявлено, что в процессе формирования организма чередуются стадии количественных и качественных изменений, которые обуславливают асинхронность развития органов и систем, и неравномерность прохождения отдельных стадий онтогенеза. Постепенно накапливаясь, количественные изменения подготавливают скачкообразный переход на качественно новый уровень функционирования. В период этого сравнительно резкого перехода в новое качественное состояние организм приобретает особую реактивность и пластичность, повышенную отзывчивость на положительные и отрицательные воздействия (331, 498, 575, 608-611). Поскольку в это время нередко наблюдается высокая избирательная чувствительность физических качеств и функциональных систем к воздействию внешних факторов, такие периоды получили название “чувствительных” (сенситивных) или “критических”.