Критерии индивидуализации и построение многолетней тренировки в спортивном плавании

Внешние факторы среды, оказывающие положительное оптимальное воздействие на одном этапе развития в другие периоды могут иметь нейтральное или даже отрицательное воздействие. В то же время, зная критические периоды развития и оптимальную дозу воздействия, можно целенаправленно управлять индивидуальным развитием ребенка (203).

С точки зрения рационализации системы педагогических воздействий в возрастном аспекте значительный интерес представляет работа А.А. Гужаловского (220), в которой показано, что физическая подготовка школьников с преимущественным воздействием на двигательные качества, находящиеся в стадии ускоренного возрастного роста, приводит к существенным сдвигам в развитии именно этих качеств. Темпы роста других двигательных качеств находятся при этом в пределах возрастных изменений на уровне средних значений популяции.

Важно отметить, что при специально направленных педагогических воздействиях эффект увеличения отдельных характеристик выражен тем значительнее, чем выше естественные возрастные темпы их развития (136). Применительно к условиям спортивной практики эта концепция получила подтверждение в 70-е годы, ряду исследователей (282, 329, 351, 643, 876) удалось показать, что педагогический эффект от применения одних и тех же средств и методов тренировки с равными параметрами объема и интенсивности получается разным. Наиболее значительные изменения происходят в период естественного “взлета” соответствующего физического качества. Если пропустить благоприятные сроки формирования тех или иных качеств и способностей, то развитие их на последующих этапах будет связано с большими трудностями, а конечный результат окажется ниже (141).

К настоящему времени учеными, работающими в области спорта, достаточно полно изучены особенности развития двигательных, морфо-функциональных, силовых качеств, гибкости или подвижности в суставах, что позволило рекомендовать наиболее благоприятные периоды для акцентированного педагогического воздействия. Эти вопросы хорошо освещены в работах Н.Ж. Булгаковой (79, 80, 95), В.М. Волкова и В.П. Филина (136), А.А. Гужаловского (220, 221), Л.П. Макаренко (341, 343, 345), М.Я. Набатниковой (398, 433), Т.С. Тимаковой (538 541, 542, 547), С.В. Хрущева и М.М. Круглого (597), Т.Г. Фомиченко (594), А.А. Кашкина (293) и др.

Наряду с этим продолжают оставаться мало изученными вопросы развития показателей специальной работоспособности юных пловцов в процессе многолетней подготовки. Нерешенность этой проблемы приводит к тому, что в некоторых работах даются совершенно противоположные рекомендации по тренировке пловцов в возрастных группах. Так, часть специалистов (339, 443, 738, 975, 993, 1010) считают, что подготовку юных пловцов лучше начинать с коротких дистанций, а по мере стабилизации технических навыков длину тренировочных отрезков можно постепенно увеличивать. Такой подход согласуется с результатами ряда исследований (86, 337, 641), в которых показано, что прирост специальной работоспособности у начинающих пловцов происходит за счет развития анаэробных возможностей. Но большая часть специалистов (198, 200, 237, 313, 351-353, 397, 398, 643, 654, 655) придерживается мнения, что тренировку юных пловцов следует начинать с развития выносливости за счет плавания на средних и длинных дистанциях.

Следует сказать, что по мере развития спортивного плавания и накопления экспериментальных данных, концепция построения многолетней тренировки также претерпевали изменения. В начале 70-х годов среди специалистов бытовало мнение, что целенаправленные тренировки по развитию силы и выносливости следует начинать после завершения наиболее бурной фазы полового созревания, поскольку из-за возникающей в этом периоде диспропорции между морфологической и функциональной зрелостью объемные и интенсивные нагрузки могут оказать негативное влияние на здоровье юных спортсменов (115, 205, 282, 595, 643).

В настоящее время авторы, изучающие вопросы возрастного развития детей и подростков, сходятся во мнении, что пубертатный период является сенситивным периодом в развитии физических и функциональных качеств растущего организма (14, 125, 208, 243, 615, 646 и др.). Поэтому целенаправленные воздействия могут эффективно применяться уже в пубертатном периоде, так как именно в это время можно добиться максимального прироста физических качеств (84, 95, 195, 329, 531, 574, 608, 609, 987 и др.). В работах А.А. Гужаловского (221) и Л.В.Волкова (141) это было наглядно показано на примере с оптимизацией подготовки школьников.

Теоретически все спортивные педагоги признают, что подготовка юных спортсменов в период полового созревания является “ключом” к достижению высоких спортивных результатов в зрелом возрасте. Однако в специальной литературе имеется пока лишь незначительное количество экспериментальных работ, посвященных решению этой проблемы (66, 127, 226, 234, 257, 293, 495, 594). Решение этого вопроса представляется весьма актуальным для спортивной практики, поскольку в этом возрасте даже незначительные ошибки в сроках применения воздействий, направленных на развитие определенных функций, могут привести к противоположным результатам (6-8, 615). Еще более усложняет подбор адекватных педагогических воздействий то, что период полового созревания не имеет четко выраженных возрастных границ, отделяющих один этап от другого (71). В это время в наибольшей степени бывает выражено расхождение паспортного и биологического возраста. Разница в скорости возрастного развития сверстников порой достигает 4 и более лет (125), а общая продолжительность пубертатного периода может варьировать в пределах от 5-6 лет у девушек, и до 12-14 лет у юношей, для которых характерен сложный, затянутый процесс роста и созревания (541, 542, 547). При этом следует учитывать и то, что регулярные занятия спортом в период полового созревания являются мощным стимулом, способным как ускорить, так и замедлить течение этого процесса (474). Поэтому тренировка в это время должна носить выраженный индивидуализированный характер, основанный на учете биологического возраста, так как он в большей степени, чем календарный отражает онтогенетическую зрелость индивидуума, его работоспособность и характер адаптационных реакций (111, 363, 538, 539, 959 и др.).

В отечественной литературе по спортивному плаванию имеется большое количество работ, посвященных вопросу планирования подготовки юных спортсменов (137, 410, 504, 511, 513, 563 и др.). В большинстве этих работ в качестве критерия эффективности тренировочных воздействий используется прирост спортивных результатов, причем авторы зачастую ограничиваются рассмотрением годичного цикла подготовки. В то же время кумулятивный эффект такой подготовки и дальнейшая спортивная судьба испытуемых в этих работах, как правило, не учитываются.

На наш взгляд, ориентация на спортивные результаты вполне оправдана при подготовке взрослых, физически зрелых спортсменов на этапе высшего спортивного мастерства. Но она не должна быть определяющей при работе с юными пловцами. Погоня за результатами в юношеском возрасте приводит к форсированию подготовки, исчерпанию адаптационных резервов организма, вследствие чего юные спортсмены прекращают занятия спортом, так и не достигнув оптимального возраста для демонстрации высоких спортивных результатов (88, 90, 95, 114, 541).

На основании анализа научной и методической литературы можно заключить, что до сих пор еще нет достаточного количества данных, позволяющих четко выявить возрастные зоны наиболее интенсивного прироста отдельных компонентов специальной работоспособности, лимитирующих уровень достижений в плавании. Не сложилось еще единой точки зрения специалистов относительно границ оптимальных периодов для целенаправленного развития различных сторон специальной работоспособности и содержания спортивной подготовки в эти периоды. В то же время качественное управление многолетней тренировкой должно основываться на знании границ “сенситивных периодов” формирования ведущих функций.

Анализ научных исследований по данной проблеме позволил заключить, что существующие теоретические положения об этапах многолетней подготовки и методике отбора на каждом из них требуют научного подкрепления со стороны индивидуализации тренировочного процесса. Имеющиеся в литературе данные относительно возрастного развития функциональных возможностей не раскрывают полной структуры специальной работоспособности пловцов разного возраста. В последнее время большинство авторов склоняются к тому, что в ходе пубертатного периода целесообразно увеличивать тренировочные нагрузки у юных пловцов. Однако требуют уточнения границы возрастных зон, оптимальных для целенаправленной тренировки конкретных функциональных способностей. Разработанные до настоящего времени модельные характеристики и возрастные поэтапные нормативные требования по специальной работоспособности пловцов требуют конкретного уточнения со стороны биологической и функциональной зрелости отдельных показателей. Нет практических рекомендаций по методике проведения спортивной ориентации и отбора детей на основании использования функциональных критериев.

Для решения этих вопросов необходимо определить как модельные характеристики спортсменов высокого класса, так и исследовать особенности возрастного развития функциональных способностей юных пловцов в процессе многолетней тренировки. При этом изучать функциональные возможности следует комплексно, используя критерии мощности, емкости и эффективности.

В пубертатном периоде, кроме межполовых различий, проявляются значительные индивидуальные различия по времени начала пубертатного скачка роста и по интенсивности роста у лиц одного пола и возраста. Дети и подростки одного календарного возраста могут отличаться от 1 до 4-5 лет. Юные спортсмены с ранними сроками полового развития, обладая большими морфо-функциональными возможностями, раньше демонстрируют пубертатный скачок роста, чем их одногодки с нормальным или замедленным половым созреванием. Это преимущество в физическом развитии и в спортивных результатах носит временный характер и может исчезать в конце периода полового созревания. В стадии пубертата существует высокая вероятность переоценки более зрелых подростков за двигательно более одаренных. Поэтому при изучении закономерностей физического и функционального развития юных пловцов, планировании многолетней спортивной подготовки, проведении спортивного отбора юных спортсменов необходимо учитывать темпы возрастного развития, периоды наиболее интенсивного прироста (сенситивные периоды), биологический возраст и степень биологической зрелости показателей в различных возрастах, влияние индивидуальных темпов полового созревания на динамику функциональных показателей. Создание на этой основе программно-нормативных требований по функциональной подготовке для пловцов различного возраста, позволит повысить эффективность многолетней тренировки и качество спортивного отбора в плавании.

2. Задачи, методы и организация исследования

2.1 Задачи исследования

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

Оценить уровень физического развития, биоэнергетических и кардио-респираторных показателей пловцов мастеров спорта 17-18 лет.

Разработать модельные характеристики и нормативные требования для оценки биоэнергетических показателей специальной работоспособности пловцов высокого класса.

Установить зависимость срочного тренировочного эффекта от индивидуального уровня развития максимума аэробных и анаэробных возможностей у пловцов высокого класса.

Определить возрастную динамику соматических показателей и биоэнергетических критериев специальной работоспособности юных пловцов в диапазоне 11 - 16 лет.

Изучить темпы прироста и уровни матурации соматических и биоэнергетических показателей у пловцов обоего пола 11-16 лет с различным типом биологического созревания и выявить закономерности их возрастного развития.

Разработать нормативные шкалы соматической и функциональной зрелости для пловцов обоего пола 11-16 лет с различным типом биологического созревания.

2.2 Методы исследования

Для решения поставленных задач применялись следующие методы:

1. Анализ и обобщение научно-методической литературы.

2. Педагогические контрольные измерения и тесты, включающие:

· - антропометрию,

· - соматоскопию,

· - эргометрические методы (тестирующие процедуры),

· - хронометрирование,

· - биохимические методы,

· - физиологические методы,

3. Расчетные методы.

4. Методы математической статистики.

2.2.1 Антропометрия

Измерения проводились по методике, принятой научно-исследовательским институтом Антропологии МГУ и изложенной в работах В.В. Бунака (112) и Э.Г. Мартиросова (359).

Антропометрическая программа включала измерения продольных, поперечных и обхватных размеров тела, определение некоторых функциональных показателей: массы тела, компонентов массы тела, экскурсии грудной клетки, жизненной емкости легких (ЖЕЛ).

Продольные размеры тела (см):

- длина тела,

- длина корпуса,

- длина руки,

- длина ноги.

Поперечные размеры тела (см):

- акромиальный диаметр (ширина плеч),

- тазо-гребневый диаметр (ширина таза),

- поперечный диаметр дистальной части плеча,

- поперечный диаметр дистальной части предплечья,

- поперечный диаметр дистальной части бедра,

- поперечный диаметр дистальной части голени.

Обхватные размеры тела (см):

- обхват грудной клетки,

- обхват плеча,

- обхват предплечья,

- обхват бедра,

- обхват голени.

Кожно-жировые складки (мм):

- на задней поверхности плеча,

- на внутренней поверхности плеча,

- на предплечье,

- на передней поверхности груди (у мужчин),

- на передней стенке живота,

- на бедре,

- на голени.

Функциональные показатели:

- жизненная емкость легких (ЖЕЛ) (см³),

- масса тела (кг),

- компоненты массы тела (кг).

Для расчета компонентов массы тела применялись теоретические формулы И. Матейки (897).

Определение жирового компонента массы тела проводилось по формуле:

D = d ^x S ^x k

где:D - полное количество жира (подкожного и кожи в кг);

S - поверхность тела (см²):

S = 1 + (W + ?H)/100

где: W - масса тела, ?Н - отклонение в см длины тела от 160 см;

d - половина среднего значения толщины жировых складок (вместе с кожей) в области плеча, предплечья, бедра, голени, груди и живота;

k - константа, равная - 0,13.

Определение мышечного компонента массы тела производилось по формуле:

M = L ^x r^{2 x} k

где:M - абсолютная масса мышечной ткани (кг),

L - длина тела (см),

r - среднее значение радиусов плеча, предплечья, бедра, голени без подкожного жира и кожи (см),

k - константа равная - 6,5;

при этом:

r = сумма обхватов (плеча, предплечья, бедра, голени) / 25,12 - суммарная толщина жировых складок на предплечье, плече (спереди и сзади), бедре, голени / 100. Определение костного компонента массы тела производилось по формуле:

O = L ^x o^{2 x} k

где: О - абсолютная масса костной ткани (кг);

L - длина тела (см);

о - среднее значение поперечных диаметров дистальных частей плеча, предплечья, бедра и голени;

k - константа равная - 1,2.

У детей активную массу тела рассчитывают как разность массы тела и массы жира (в абсолютных и относительных единицах).

2.2.2 Соматоскопия

Оценка уровня полового развития подростков осуществлялось путем определения стадий развития вторичных половых признаков по методике, принятой в НИИ Антропологии МГУ (112, 212, 640).

Оценка стадий развития вторичных половых признаков производилась по схеме, изложенной в инструкции сектора спортивной антропологии ВНИИФК (358). (114С):

Волосы на лобке:

Р₀ - отсутствие волосяного покрова;

Р₁ - единичные, короткие волосы на небольшом центральном участке лобка;

Р₂ - выраженный волосяной покров на лобке;

Р₃ - завивка волос на лобке с переходом на внутреннюю поверхность бедер, как у взрослых.

Волосы в подмышечных впадинах:

Ах₀ - волосы отсутствуют;

Ах₁ - первые тонкие волосы;

Ах₂ - выраженный волосяной покров;

Ах₃ - полный волосяной покров.

Стадии пубертатного набухания сосков у лиц мужского пола:

С₀ - детская стадия: пигментация отсутствует или очень незначительная, ареола маленькая, сосок маленький, почкообразный;

С₁ - пубертатная стадия: ареола более или менее возвышается, сосок не обособлен, пигментация сильно выражена;

С₂ - зрелая стадия: выраженная пигментация, сосок обособлен, ареола в большинстве случаев уплощена, вокруг нее одиночные терминальные волосы.

Стадии перелома голоса:

Г₀ - детская стадия: детский голос;

Г₁ - пубертатная стадия: смена голоса;

Г₂ - зрелая стадия: мужской голос.

Стадии пубертатного набухания молочной железы у лиц женского пола:

Ма₀ - детская стадия: околососковый кружок маленький, пигментация отсутствует или выражена очень слабо, сосок маленький, кнопковидный;

Ма₁ - околососковый кружок на груди слегка приподнят, грудь имитирует форму почки или уплощенного полушария;

Ма₂ - грудь развита почти до размера зрелости, околососковый кружек крупный, но малопигментируемый и слегка уплощен, формирование соска выраженное или начинающиеся, имеет форму конуса;

Ма₃ - зрелая стадия: конституционные различия по величине и форме груди, околососковый кружок крупный, уплощенный, сильнопигментированный, сосок пигментированный, полностью сформировавшийся, иногда отдельные короткие волосы на краю околососкового кружка.

Для девочек: наличие или отсутствие менархе (первой менструации) - “Ме^+”или “Ме^-”.

Индивидуальный показатель биологической зрелости каждого подростка оценивался в зависимости от развития вторичных половых признаков, вошедших в программу исследования с использованием бальной системы.

В основу оценки был положен принцип J. Shwidetzki (959), а именно: каждой ступени развития того или иного признака соответствует определенное количество баллов:

Р₀ = 0, Р₁ = 4, Р₂ = 8, Р₃ = 12;

Ах₀ = 0, Ах₁ = 4, Ах₂ = 8, Ах₃ = 12;

С₀ = 0, С₁ = 6, С₂ = 12;

Г₀ = 0, Г₁ = 6, Г₂ = 12;

Ма₀ = 0, Ма₁ = 4, Ма₂ = 8, Ма₃ = 12;

Ме^- = 0, Ме⁺ = 12.

Сумма полученных баллов, деленная на количество изучаемых признаков, дает показатель общей степени полового развития каждого индивидуума или балл его биологической зрелости (ББЗ) в виде численного выражения, которое может варьировать от 0 до 12.

Формула определения биологической зрелости выглядела следующим образом:

· для мальчиков: Р+Ах+С+Г / 4;

· для девочек: Р+Ах+Ма+Ме / 4.

Для выявления различных типов биологического развития юных пловцов в каждой возрастной группе определялось среднее значение биологического возраста и стандартное отклонение. К пловцам с “нормальным” течением биологического созревания относились спортсмены данного паспортного возраста, попавшие в интервал биологического возраста Х 0,67?; пловцы, имеющий биологический возраст, меньший, чем Х - 0,67? считались “отстающими” в биологическом развитии (ретарданты); пловцы, имеющий биологический возраст больший, чем Х + 0,67? считались “опережающими” в биологическом развитии (акселераты) (357, 359).

2.2.3 Эргометрические методы (тестирующие процедуры)

Для исследования функциональных возможностей организма пловцов различного возраста был применен комплекс методов, адекватно отражающих различные стороны процесса энергообеспечения мышечной деятельности.

Тест 5 .. 200 м с возрастающей нагрузкой

Для определения функциональных потенций организма применялся тест 5 .. 200 м. Скорость проплывания первого двухсотметрового отрезка составляла 80% от максимально возможной на данной дистанции, далее она повышалась на 5% до максимальной к последнему повторению. Интервал отдыха между нагрузками был равен 3 мин, что позволяло придерживаться стандартной методике взятия проб крови. Забор проб выдыхаемого воздуха осуществлялся сразу после каждого повторения в течение 15 секунд.

По результатам тестирования определялись уровень легочной вентиляции (V_E), абсолютный (VO₂max) и относительный (VO₂max/кг) уровни максимального потребления кислорода, процент утилизации кислорода (%О₂) и выделения углекислого газа (%СО₂), дыхательный коэффициент (R), вентиляционный эквивалент (V_E/VO₂), неметаболический “излишек” углекислого газа (ЕхсСО₂), уровень потребления кислорода на уровне анаэробного порога (VO₂AнП), критическая (Vкр) и пороговая (Vанп) скорости плавания, частота сердечных сокращений на уровне критической (ЧССкр) и пороговой (ЧССанп) скоростей плавания, максимальная частота сердечных сокращений (ЧССmax).

Тест 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15 секунд

Для исследования анаэробных способностей спортсменов применялся широко распространенный в практике спортивного плавания тест 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15 секунд (95, 127, 131, 259, 452, 453, 495, 497, 513). Суммарное время теста (?t_4..50м) служит эргометрическим критерием емкости гликолитического анаэробного механизма энергообеспечения (95). Забор проб выдыхаемого воздуха производился сразу после окончания теста и для взрослых спортсменов в конце первых двух минут восстановления в течение 15 секунд. Перед началом тестирования и на третьей минуте восстановления у взрослых спортсменов брали пробы крови из пальца.

По результатам тестирования определялись суммарное время теста (?t_4..50м), средняя скорость плавания в тесте (Vср), уровень легочной вентиляции (V_E), рабочий уровень потребления кислорода (VO₂), процентный уровень потребления кислорода от МПК (VO₂/VO₂max .. 100%), кислородный приход (О₂-приход), уровень выделения углекислого газа (VCO₂), процент утилизации кислорода (%О₂) и выделения углекислого газа (%СО₂), дыхательный коэффициент (R), вентиляционный эквивалент (V_E/VO₂), неметаболический “излишек” углекислого газа (ЕхсСО₂), величина суммарного неметаболического “излишка” углекислого газа (?ЕхсСО₂), отношение общего уровня выделения углекислого газа к неметаболическому (VCO₂/ЕхсCО₂), алактатный кислородный долг (АlO₂-D).

Тест 800 метров

Для исследования аэробных способностей организма использовалось проплывание дистанции 800 м с максимальной скоростью. Сразу после окончания работы производился забор проб выдыхаемого воздуха в течение 15 секунд. Время проплывания теста (t_800м) является эргометрическим критерием емкости аэробных прочесов энергообеспечения организма (529).

По результатам тестирования определялись время теста (t_800м), средняя скорость плавания в тесте (Vср), уровень легочной вентиляции (V_E), рабочий уровень потребления кислорода (VO₂), процентный уровень потребления кислорода от МПК (VO₂/VO₂max .. 100%), кислородный приход (О₂-приход), уровень выделения углекислого газа (VCO₂), процент утилизации кислорода (%О₂) и выделения углекислого газа (%СО₂), дыхательный коэффициент (R), вентиляционный эквивалент (V_E/VO₂), неметаболический “излишек” углекислого газа (ЕхсСО₂), величина суммарного неметаболического “излишка” углекислого газа (?ЕхсСО₂), отношение общего уровня выделения углекислого газа к неметаболическому (VCO₂/ЕхсCО₂).

Специальная плавательная подготовленность и степень реализации аэробных и анаэробных потенций у взрослых спортсменов определялись также при проплывании соревновательных и тренировочных дистанций 50, 100, 200, 400 м с помощью движений рук, ног и в полной координации движений способами кроль на груди и на спине, дельфин, брасс.

В каждом способе плавания упражнения были разделены на четыре группы по три в каждой, которые проплывались в начале одной тренировки после стандартной разминки 600 м:

1. 50 м К 200 м Р 400 м Н

2. 100 м Р 100 м Н 400 м К

3. 50 м Н 200 м К 400 м Р

4. 50 м Р 100 м К 200 м Н

Условные обозначения: К - плавание в полной координации движений, Р - плавание с помощью рук, Н - плавание с помощью ног.

Забор проб выдыхаемого воздуха производился сразу после выполнения упражнения в течение 15 секунд.

По результатам тестирования определялись время проплывания дистанции (t), уровень легочной вентиляции (V_E), рабочий уровень потребления кислорода (VO₂), уровень выделения углекислого газа (VCO₂), процент утилизации кислорода (%О₂) и выделения углекислого газа (%СО₂), дыхательный коэффициент (R), неметаболический “излишек” углекислого газа (ЕхсСО₂), величина суммарного неметаболического “излишка” углекислого газа (?ЕхсСО₂), отношение общего уровня выделения углекислого газа к неметаболическому (VCO₂/ЕхсCО₂).

При тестировании большое значение придавалось мотивации испытуемых. Перед выполнением каждого теста пловцам ставилась задача показать максимальный результат.

2.2.4 Хронометрирование

Определение времени упражнений, пауз отдыха и времени восстановления выполнялись с помощью электронного секундомера с точностью до 0,01 секунды.

2.2.5 Биохимические методы

Определение параметров кислотно-основного состояния (КОС) осуществлялось при выполнении тестов 5 .. 200 м с возрастающей нагрузкой и 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15 секунд у взрослых спортсменов. Пробы крови брались из кончика пальца в покое до начала выполнения тестирующей программы и в начале 3-й минуты восстановления после каждой ступени нагрузки в тесте 5 .. 200 м и после теста 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15 секунд. Для измерения рН крови и газов крови использовался микроанализатор ИЛ-213 фирмы “Инструментейшн лаборатори” (США). В основу определения показателей КОС на этом приборе положен микрометод, разработанный P. Astrup (696), в модификации С. Siggard-Andersen (960-962).

Между рН крови и количеством молочной кислоты (НLa) в ней существует тесная обратная зависимость (697, 780, 921, 962). Учитывая это, содержание молочной кислоты в крови определялось по рН крови (247См) по формуле:

НLa = (7,449 - pH) / 0,0169 (ммоль/л)

где: НLa - концентрация лактата в крови (ммоль/л)

pH - концентрация водородных ионов в крови.

2.2.6 Физиологические методы

Забор проб выдыхаемого воздуха производился с помощью специальной маски, на которой было установлено три дыхательных клапана (два клапана на вдохе и один клапан на выдохе), отличающиеся высокой надежностью в работе и весьма малым сопротивлением (не более 20 мм водяного столба при скорости воздухопотока 180 - 200 л/мин). К маске крепился воздухопровод с диаметром внутреннего сечения 35 мм, что создавало хорошие аэродинамические условия при высокой скорости тока воздуха в тех случаях, когда уровень легочной вентиляции превышал 150 л/мин. Дыхательные клапаны имели такое же внутреннее сечение, что и воздухопровод. Воздухопровод соединялся с трехходовым краном, с помощью которого выдыхаемый воздух направлялся либо в атмосферу, либо в мешки Дугласа. Модифицированные мешки Дугласа были изготовлены из облегченной прорезиненной ткани, армированной шелком, и хорошо сохраняли газовый состав заключенной в ней воздушной смеси.

Измерение объемов выдыхаемого воздуха производили путем его прокачки через барабанный газовый счетчик.

Оценивая показатели внешнего дыхания и газообмена необходимо учитывать, что объем газов, меняется в зависимости от атмосферного давления, температуры и влажности. Для оценки респираторных функций при выполнении мышечной работы значения показателей легочной вентиляции (V_E) приводилось к условиям ВТРS. Величины газовых объемов, используемые для энергетических расчетов, приводились к условиям STPD.

Анализ проб выдыхаемого воздуха на содержание кислорода и углекислого газа производился на газоанализаторе Холдена (ГВВ) с точностью 0,1 об/%.

Частота сердечных сокращений определялось пальпаторно после нагрузки в течение первых 10 секунд восстановления.

2.2.7 Расчетные методы

Расчет уровня потребления кислорода (VO₂). Величина уровня потребления кислорода при выполнении различных видов физических упражнений определялась как произведение приведенного к условиям STPD объема выдыхаемого воздуха в течение одной минуты на процент утилизации кислорода (%О₂), рассчитанного по номограмме Дилла (761):

VO₂ = V_E STPD .. %O₂ / 100

где: VO₂ - уровень потребления кислорода (л/мин);

V_E STPD - уровень легочной вентиляции, приведенный к стандартным условиям (л/мин);

%O₂ - процент утилизации кислорода.

Максимальное потребление кислорода (VO₂max) определялось как наибольшая величина О₂-потребления, зарегистрированная в тесте 5 .. 200 м с возрастающей нагрузкой.

Расчет уровня выделения углекислого газа (VCO₂). Величина уровня выделения углекислого газа при выполнении различных видов физических упражнений определялась как произведение приведенного к условиям STPD объема выдыхаемого воздуха в течение одной минуты на процентное содержание углекислого газа (%СО₂) в выдыхаемом воздухе:

VСO₂ = V_E STPD .. %СO₂ / 100

где: VСO₂ - уровень выделения углекислого газа (л/мин);

V_E STPD - уровень легочной вентиляции, приведенный к стандартным условиям (л/мин);

%СO₂ - процентное содержание углекислого газа в выдыхаемом воздухе.

Расчет дыхательного коэффициента (R). Величина дыхательного коэффициента определялась как отношение процента выделения углекислого газа к проценту утилизации кислорода:

R = %СО₂ / %О₂

где: R - дыхательный коэффициент;

%СO₂ - процентное содержание углекислого газа в выдыхаемом воздухе;

%O₂ - процент утилизации кислорода.

Расчет вентиляционного эквивалента (V_E / VO₂). Величина вентиляционного эквивалента определялась как отношение уровня легочной вентиляции (V_E) к уровню потребления кислорода (VO₂). Вентиляционный эквивалент характеризует экономичность дыхания.

Расчет кислородного прихода (О₂-приход). Величина кислородного прихода определялась как произведение уровня потребления кислорода (VO₂) на время работы (t):

О₂-приход = VO₂ .. t

где: О₂-приход - кислородный приход (л);

VO₂ - уровень потребления кислорода (л/мин);

t - время работы (мин).

Эффективность аэробных процессов определялась как процентное отношение рабочего уровня потребления кислорода к МПК:

VO₂ /VO₂max .. 100%

где: VO₂ - рабочий уровень потребления кислорода (л/мин);

VO₂max - уровень максимального потребления кислорода (л/мин).

Определение неметаболического “излишка” углекислого газа (ЕхсСО₂). Уровень анаэробной мощности может оцениваться по уровню выделения неметаболического “излишка” СО₂. Данный показатель связан с накоплением молочной кислоты, образуемой в ходе гликолиза в работающих мышцах и буферируемой за счет бикарбонатов крови (63). Это приводит к выделению дополнительного количества углекислого газа, по отношению к данному уровню тканевого метаболизма.

Максимальная анаэробная мощность оценивалась максимальным уровнем выделения неметаболического излишка углекислого газа (ЕхсСО₂max), и, как правило, определялась в результате анализа проб выдыхаемого воздуха после выполнения теста 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15 секунд.

Для расчета уровня выделения неметаболического “излишка” углекислого газа были использованы теоретические положения, разработанные и экспериментально обоснованные в работах (864, 865, 866, 907, 913). Вычисления производили по следующей формуле:

ЕхсСО₂ = VO₂ ..??R

где: ЕхсСО₂ - уровень выделения неметаболического “излишка” углекислого газа (л/мин);

VO₂ - уровень потребления кислорода (л/мин);

R - прирост дыхательного коэффициента, вычисляемый как разница между дыхательным коэффициентом во время работы и уровнем покоя, равным 0,75 (?R = R - 0,75).

Расчет суммарного неметаболического “излишка” углекислого газа (?ЕхсСО₂). Величина суммарного неметаболического “излишка” углекислого газа определялась как произведение уровня неметаболического “излишка” углекислого газа (ЕхсСO₂) на время работы (t):

??ЕхсСО₂ = ЕхсСО₂ .. t

где: ЕхсСО₂ - суммарного неметаболический “излишек” углекислого газа (л);

ЕхсСО₂ - уровень неметаболического “излишка” углекислого газа (л/мин);

t - время работы (мин).

Определение алактатного кислородного долга (АlO₂-D). Алактатный кислородный долг рассчитывался на основании проб выдыхаемого воздуха после выполнения теста 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15 секунд. Кинетический анализ проводился по методике предложенной Э. Фоксом (808). В качестве исходного уровня потребления кислорода была принята величина 0,33 л/мин.

Определение критической скорости плавания (Vкр). Для определения значений критической скорости величины О₂-потребления, зафиксированные в тесте 5 200 м с возрастающей нагрузкой, откладывались на графике против соответствующих значений скорости плавания. При умеренных скоростях выполнения упражнений увеличение интенсивности работы сопровождается линейным приростом уровня потребления кислорода. При дальнейшем увеличении скорости плавания уровень потребления кислорода постепенно отклоняется от линейной зависимости, приближаясь к индивидуальному пределу. Возникающее на графике “плато” служит доказательством достижения испытуемым максимального уровня потребления кислорода. Перпендикуляр, опущенный на ось абсцисс из точки пересечения наклонной прямой с линией, соответствующей МПК, определяет значение критической скорости плавания.

Определение скорости анаэробного порога (Vан.п.). На основании результатов теста 5 200 м с возрастающей нагрузкой определяли значения индивидуального анаэробного порога как наименьшей скорости плавания, с которой начинается резкое накопление молочной кислоты в крови. В полулогарифмическом графике против значений показателя молочной кислоты в крови откладывались соответствующие значения скорости плавания. При нагрузках ниже анаэробного порога наблюдается незначительное увеличение лактата в крови. При более высокой интенсивности нагрузки начинается быстрый рост этого показателя. Перпендикуляр, опущенный из точки перелома указанной линии на ось абсцисс, дает значение скорости на уровне анаэробного порога.

Аналогичным образом определялся пороговый уровень кислородного потребления (VO₂ан.п.). Вместо скорости плавания на графике по оси абсцисс откладывались значения О₂-потребления, соответствующие ступеням нагрузки. После чего рассчитывался уровень анаэробного порога в процентах от МПК по формуле:

Ан. п. = VO₂ан.п./VO₂max .. 100%

где: Ан. п. - уровень анаэробного порога (%);

VO₂ан.п. - потребление кислорода на уровене анаэробного порога (л/мин);

VO₂max - уровень максимального потребления кислорода (л/мин).

2.2.8 Методы математической статистики

При обработке фактического материала применялись общепринятые методы (17, 18, 59, 238, 276, 279, 332, 368, 473, 491, 562) с расчетом средней арифметической (X), квадратического отклонения (?), ошибки средней арифметической (S_x), коэффициента вариации (V), достоверности различий по t - критерию Стьюдента.

В качестве критерия уровня значимости при оценке результатов статистического анализа использовалась вероятность (Р ? 0,05), достаточная при педагогических исследований.

2.3 Организация исследования

Исследования проходили на базах кафедры плавания РГУФК (ГЦОЛИФК), Московского Олимпийского центра водного спорта, спортивной базе “Озеро Круглое” на пловцах, занимающихся в ЦОП “Виктория”, ГОУ МССУОР №3 Комитета ФКиС (школа-интернат № 9 спортивного профиля), СДЮСШОР “Скифы” (ДЮСШ СКИФ) г. Москвы, членах сборной команды России.

В экспериментах приняли участие 43 высококвалифицированных пловца (КМС и МС) в возрасте 17 - 18 лет, а также юные пловцы (162 юноши и 142 девушки) в возрасте 11 - 16 лет, со спортивной квалификацией от 3 разряда до мастера спорта, специализирующихся в плавании кроль на груди.

Во время проведения экспериментальных исследований для всех испытуемых были созданы стандартные условия. Антропометрия и тестирующие процедуры выполнялись в начале недели после дня отдыха, на утренней тренировке. Если тестирование проходило в середине недели, то накануне вечерняя тренировка отменялась. В качестве разминки спортсменам предлагалось 15 - минутное плавание при частоте сердечных сокращений 120 - 150 уд/мин.

3. Конституциональные и биоэнергетические критерии специальной работоспособности пловцов высокой квалификации

Достижение высоких спортивных результатов в плавании во многом определяется высоким уровнем развития процессов энергообеспечения организма, а также способности реализовывать свои аэробные и анаэробные потенции в условиях преодоления соревновательных дистанций (152, 158, 163, 170, 350, 517, 519, 529, 619 и др.). Уровни развития показателей мощности, емкости и эффективности аэробных и анаэробных процессов энергообеспечения организма высококвалифицированных пловцов могут служить биоэнергетическими модельными характеристиками или необходимыми нормативными требованиями для демонстрации выдающихся успехов в спортивном плавании.

Поэтому, на данном этапе исследования были поставлены следующие задачи:

Оценить уровень соматического развития, биоэнергетических и кардио-респираторных показателей пловцов 17-18 лет мастеров спорта.

Определить степень реализации их аэробных и анаэробных потенций при проплывании теста 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15 секунд и дистанции 800 м.

Разработать нормативные требования для оценки биоэнергетических показателей специальной работоспособности пловцов высокого класса.

3.1 Особенности соматического и функционального развития пловцов высокого класса

Уровень соматического развития высококвалифицированных пловцов оценивался по показателям длины и массы тела (табл. 3). Средние значения

Таблица 3. Показатели соматического развития и специальной работоспособности в тесте 5 .. 200 м с возрастающей нагрузкой у пловцов высокой квалификации (n=43)

Показатели	Длина тела, см	Масса тела, кг	VO2maxл/мин	VO?max мл/мин?кг	VE л/мин	VO2ан.п. %	Vкр м/с	Vан.п м/с	ЧССкр уд/мин	ЧССан.п. уд/мин	ЧССmax уд/мин
Х	181,3	70,1	4,561	65,0	119,1	79,8	1,516	1,417	180	162	192
?	3,0	3,9	0,412	3,0	11,4	5,8	0,035	0,050	6	6	6
V	1,7	5,6	9,0	4,6	9,6	7,3	2,3	3,5	3,3	3,7	3,1
min	175,4	64,1	3,710	57,9	98,6	63,9	1,425	1,330	168	150	180
max	186,5	80,0	5,307	70,5	149,4	91,2	1,566	1,501	192	174	204

Таблица 4. Показатели специальной работоспособности у пловцов высокой квалификации в тесте 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15 с (n=43)

Показатели	?t4..50 м с	Vcр м/с	VO2 л/мин	%отVO2max	О2-прих. л	VCO2 л/мин	ЕхсСО2 л/мин	?ЕхсСО2 л	VCO2/ ЕхсСО2	рН у.е.	AlO2-D л
Х	114,8	1,742	4,154	91,0	7,94	4,771	1,656	3,17	2,88	7,173	4,52
?	2,2	0,035	0,420	1,0	0,66	0,561	0,246	0,41	0,10	0,042	0,34
V	1,9	2,0	10,1	1,1	8,3	11,8	14,9	12,9	3,5	0,6	7,5
min	120,2	1,664	3,145	89,2	6,30	3,453	1,094	2,19	3,19	7,270	3,69
max	110,2	1,815	5,009	92,8	9,20	5,890	2,133	3,92	2,75	7,083	5,20

Для достижения успеха в плавании большое значение имеют высокие показатели тотальных размеров тела и, особенно, длины тела. Прежде всего, это объясняется тем, что с увеличением длины тела происходит уменьшение относительной площади поверхности тела, что снижает встречное сопротивление воды. Так, каждые 10 см роста уменьшают величину относительной площади поверхности тела на 0,13 м², что приводит к снижению встречного сопротивления воды на 5% (95).

По показателю длины тела группу исследуемых нами пловцов-кролистов можно считать достаточно однородной, т.к. коэффициент вариации (V) составил 1,7%. В пределах малой вариации (V ? 10%) находится и показатель массы тела, который был равен 5,6%.

Уровень развития аэробных и кардио-респираторных возможностей для пловцов высокого класса может быть достаточно точно определен в тесте 5 .. 200 м с возрастающей нагрузкой в специфических условиях водной среды (127, 131, 259, 293, 479, 504, 513, 517, 519, 495, 619).

В табл. 3 приведены основные показатели, характеризующие функциональные возможности пловцов-кролистов 17-18 лет, зарегистрированные в тесте 5 .. 200 м с возрастающей нагрузкой.

Для оценки уровня развития аэробных возможностей организма спортсменов, тренирующихся в циклических видах спорта, в том числе и плавании, где достижения связаны с проявлением выносливости, широко используется величина максимального потребления кислорода (VO₂max), характеризующая мощность аэробных процессов организма. Этот интегральный показатель дает обобщенную оценку уровня развития физиологических функций, обеспечивающих поступление, транспорт и утилизацию кислорода в организме.

Абсолютный уровень максимального потребления О₂ у пловцов 17-18 лет был равен 4,561 0,412 л/мин. Полученные нами значения согласуются с данными ряда?авторов (259, 908, 915, 956, 969), которые зафиксировали величины VO₂max от 4,36 л/мин до 4,88 л/мин и превосходят данные других авторов (779, 889, 902), получивших величины VO₂max на уровне 3,83-4,26 л/мин. Наиболее высокие значения VO₂max на уровне 5,00-6,10 л/мин у пловцов высокого класса отмечаются у многих авторов (23, 25, 69, 155, 164, 258, 309, 441, 519, 641, 849, 851, 852). С одной стороны, подобные расхождения можно объяснить количеством выборки спортсменов. В большинстве случаев у ряда выше перечисленных авторов она составляла от 5 до 20 человек. В нашем исследовании у 9-х из 43 пловцов были зафиксированы величины VO2 max, превышающие уровень 5,0 л/мин. Эти спортсмены также отличались и более высокими тотальными размерами тела. Длина тела у них составляет 183,1-186,5 см, масса тела - 72,1-80 кг. Это согласуется с результатами многих авторов (234, 259, 293 и др.), которые указывали на прямую зависимость между абсолютными показателями аэробных возможностей и величинами тотальных размеров тела. Так, например, по A.F. Holmgren, P.-O. Astrand (854) корреляционная связь между показателями VO₂max и длиной и массой тела равна 0,78 и 0,81, соответственно. С другой стороны, не одним высоким уровнем максимального потребления О₂ определяется мастерство современного пловца.

Величина абсолютного максимального потребления О₂ характеризует возможности систем, ответственных за кислородный обмен в организме в целом и, в частности, уровень процессов кровообращения, как фактора, лимитирующего потребление кислорода. Величина VO₂max отнесенная на единицу массы тела определяет кислородный режим работы самих мышц и является по существу показателем их работоспособности (234).

В нашем исследовании величина VO₂max/кг у пловцов высокого класса 17-18 лет составила 65,0 3,0 мл/мин ? кг. Внутригрупповые различия по этому показателю меньше в 2 раза, по сравнению с абсолютными величинами (табл. 3) и находятся в диапазоне 57,9-70,5 мл/мин ? кг. Полученные нами данные совпадают с результатами исследований одних авторов (619, 853, 908, 915, 951) и превышают значения, полученные другими авторами (259, 765, 776, 779, 848, 889, 902, 956, 969).

Аэробная производительность организма непосредственно зависит от легочной вентиляции (V_Е), которая характеризует производительность аппарата внешнего дыхания и обеспечивает текущую поставку кислорода организму. Уровень V_Е у пловцов 17-18 лет составил 119,1 11,4 л/мин. При этом, следует заметить, что коэффициенты вариации уровней V_Е и VO₂ max были самыми высокими в данной тестирующей процедуре и соответственно составили 9,6% и 9,0%, что говорит об индивидуальных особенностях энергообеспечения организма высококвалифицированных пловцов со стороны внешнего и внутреннего дыхания. Так, например, у мс К.А. уровень VO₂max - 5,246 л/мин обеспечивался относительно более низким уровнем V_Е - 118,5 л/мин со стороны внешнего дыхания и относительно более высоким процентом утилизации О₂ - 4,4% со стороны внутреннего дыхания. У мс Р.А. такой же уровень VO₂max - 5,245 л/мин обеспечивался относительно более высоким уровнем V_Е - 134,8 л/мин и относительно более низким процентом утилизации О₂ - 3,9%. Следовательно, можно говорить о более эффективном аэробном энергообеспечении организма у первого пловца, по сравнению со вторым.

Уровень анаэробного порога (Ан.п.) или метаболической нагрузки, с которой начинается резкое усиление анаэробного обмена, характеризует эффективность аэробных процессов энергообеспечения организма. Выраженный в процентах от VO₂max, Ан.п. у 17-18 летних пловцов составляет 79,8 5,8% и характерен для спортсменов высокого класса, тренирующихся в циклических видах спорта с преимущественным проявлением выносливости (119, 120, 259,459, 528, 666-668, 777, 1001-1003 и др.).

Для практических целей при планировании и контроле тренировочных нагрузок в спортивном плавании используются эргометрические критерии аэробной эффективности и мощности организма. Это скорость плавания на уровне анаэробного порога (Vан.п.), т.е. скорость, с которой начинается усиление анаэробного метаболизма и критическая скорость (Vкр.) плавания, т.е. наименьшая скорость, при которой достигается максимальный уровень потребления О₂ (65, 89, 131, 259, 513, 517, 519, 529). Так, тренировочные нагрузки, выполняемые с допороговыми скоростями плавания, носят чисто аэробный характер, со скоростями, находящимися в диапазоне от пороговой до критической - смешанный аэробно-анаэробный характер, с надкритическими скоростями - гликолитический анаэробный характер (65, 519, 529).

Показатели пороговой и критической скоростей плавания у 17-18 летних пловцов составляют соответственно 1,417 0,05 м/с и 1,516 0,035 м/с. При этом плотность результатов была достаточно высокой с коэффициентами вариации соответственно 3,5% и 2,3%. Это совпадает с данными, полученными у квалифицированных пловцов, и подтверждает высокий спортивный уровень исследуемой группировки (65, 95, 131, 195, 517, 259).

Показатели циркуляторной производительности (ЧССан.п, ЧССкр., ЧССmax) служат критериями контроля за переносимостью тренировочных нагрузок различной направленности и широко используются в спортивной практике. В нашей группе испытуемых в тесте 5 .. 200 м с возрастающей нагрузкой ЧСС на уровне анаэробного порога составила 162 6 уд/мин, ЧСС на уровне критической скорости плавания - 180 6 уд/мин, ЧССmax - 192 6 уд/мин. Высокая плотность результатов по этим показателям с коэффициентами вариации от 3,1% до 3,7% (табл. 3) говорит о надежности данной тестирующей процедуры для определения функциональных возможностей организма пловцов.

3.2 Оценка анаэробной работоспособности пловцов высокого класса

Максимальные сдвиги анаэробных функций организма у пловцов высокого класса были зарегистрированы в тесте 4 .. 50 м с интервалом отдыха 15секунд (табл. 4). Максимальные уровни выделения общего углекислого газа (VCO₂) и неметаболического “излишка” углекислого газа (ЕхсСО₂), как критерии гликолитической анаэробной мощности организма соответственно составили 4,771 0,561 л/мин и 1,656 0,246 л/мин и могут расцениваться как высокие. Наши данные превышают значения, полученные в исследованиях других авторов (65, 131, 259, 517).

Биоэнергетические показатели гликолитической анаэробной емкости: величина суммарного неметаболического “излишка” СО₂ (?ЕхсСО₂) и максимального сдвига pH крови в кислую сторону (pH) соответственно составили 3,17 0,41 л и 7,173 0,042 у. е. Следует отметить, что показатели мощности и емкости гликолиза имеют среднюю вариацию (11% ? V ? 20%) и большие индивидуальные различия, по сравнению с показателями аэробных функций организма (табл. 4). В то же время пловцы, обладающие более высокими величинами анаэробной производительности, имели более высокие значения показателей аэробной производительности. Это говорит о том, что без высокого уровня развития аэробных возможностей нельзя добиться высокой анаэробной производительности, так как предельное увеличение кислородного потребления в свою очередь зависит от размеров накопления в мышцах фосфатных акцепторов, а количество последних прямо связано с размерами буферирования молочной кислоты за счет щелочных эквивалентов креатина, образование которых зависит от скорости расщепления макроэргических фосфатных соединений. При напряженной мышечной работе высокий уровень аэробной производительности позволяет сохранять нормальное снабжение кислородом миокарда и головного мозга - органов наиболее чувствительных к недостатку кислорода в условиях, когда работающие скелетные мышцы переносят тяжелую гипоксию. Именно поэтому спортсмены, имеющие более высокий уровень развития аэробных способностей, могут достигать больших величин образования молочной кислоты, О₂-долга, сдвига рН крови в кислую сторону, ЕхсСО₂, ?ЕхсСО₂ (13, 671, 971).

Рабочий уровень потребления О₂ и О₂-приход в группе 17-18-летних пловцов соответственно составили 4,154 0,420 л/мин и 7,94 0,66 л. Уровень потребления О₂ в процентах VO₂ max был равен 91 1%? с незначительной вариацией 1,1%.

Реакция организма в ответ на тренировочную нагрузку в плавании во многом определяется уровнем развития аэробных и анаэробных возможностей организма спортсменов. Интегральным показателем, характеризующим степень участия аэробного или анаэробного метаболизма в общей энергетике работы, является отношение общего уровня выделения углекислого газа к уровню выделения неметаболического “излишка” углекислого газа (VCO₂/ЕхсСО₂) (267, 517). Это отношение показывает, во сколько раз уровень окислительных процессов в тканях превышает скорость гликолиза. Чем больше значение этого показателя, тем выше доля аэробного метаболизма и наоборот, чем меньше значение этого показателя, тем выше доля анаэробного метаболизма в энергетическом обеспечении данного вида нагрузки.

...