НАГРУЗКА И ОТДЫХ КАК ВЗАИМОСВЯЗАННЫЕ КОМПОНЕНТЫ

ЛЕКЦИЯ 4

ВЫПОЛНЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ

ПЛАН:

1. Понятие о физической нагрузке

2. Понятие об отдыхе между физическими нагрузками

3. Энергообеспечение организма человека при мышечной работе

3.1. Механизмы энергообеспечения организма человека при мышечной работе

3.2. Энергообеспечение сердца при мышечной работе

4. Определение оптимальной физической нагрузки

отображает очевидный факт, что выполнение любого упражнения связано с переходом энергообеспечения жизнедеятельности организма человека на более высокий, чем в состоянии покоя, уровень.

Пример :

Если взять величину энергообеспечения в положении лёжа за «1», то уже медленная ходьба со скоростью 3 км/ч вызовет увеличение обмена веществ в 3 раза, а бег с околопредельной скоростью и подобные ему упражнения - в 10 и более раз.

Таким образом , выполнение физических упражнений требует более высоких, относительно состояния покоя, энергозатрат. Та разность, которая возникает в энергозатратах между состоянием двигательной активности (пр., ходьба, бег) и состоянием покоя, характеризует физическую нагрузку .

Более доступно, но менее точно можно судить о величине физической нагрузки по показателям частоты сердечных сокращений (ЧСС), частоты и глубины дыхания, минутного и ударного объёмов сердца, кровяного давления и т.п.

Таким образом:

- это двигательная активность человека, которая сопровождается повышенным, относительно состояния покоя, уровнем функционирования организма.

Различают внешнюю и внутреннюю стороны нагрузки :

· К внешней стороне нагрузки относятся интенсивность, с которой выполняется физическое упражнение, её объём.

Интенсивность физической нагрузки характеризует силу воздействия конкретного упражнения на организм человека. Одним из показателей интенсивности нагрузки является плотность воздействия серии упражнений. Так, чем за меньшее время будет выполнена определённая серия упражнений, тем выше по плотности воздействия будет нагрузка.

Пример :

При выполнении одних и тех же упражнений в разных занятиях за разное время общая величина нагрузки по плотности будет разной.

Обобщённым показателем интенсивности физической нагрузки являются энергетические затраты на её выполнение за единицу времени (измеряются в калориях в минуту).

Пример :

А) при ходьбе без отягощения со скоростью 2 км/ч сжигается 1,2 ккал/мин, со скоростью 7 км/ч - уже 5,4 ккал/мин;

Б) при беге со скоростью 9 км/ч сжигается 8,1 ккал/мин, со скоростью 16 км/ч - уже 14,3 ккал/мин;

В) в процессе плавания сжигается 11 ккал/мин.

Объём нагрузки определяется показателями продолжительности отдельного физического упражнения, серии упражнений, а также общего количества упражнений в определённой части занятия, в целом занятии или в серии занятий.

Объём нагрузки в циклических упражнениях определяется в единицах длины и времени: например, кросс на дистанцию 10 км или плавание продолжительностью 30 мин.

В силовой тренировке объём нагрузки определяется количеством повторений и общей массой поднятых отягощений.

В прыжках, метаниях - количеством повторений.

В спортивных играх, единоборствах - суммарным временем двигательной активности.

· Внутренняя сторона нагрузки определяется теми функциональными изменениями, которые происходят в организме вследствие влияния внешних сторон нагрузки (интенсивности, объёма и т.п.).

на организм разных людей оказывает разное воздействие. Более того, даже один и тот же человек в зависимости от уровня тренированности, эмоционального состояния, условий окружающей среды (пр., температура, влажность и давление воздуха, ветер) будет по-разному реагировать на одни и те же внешние параметры нагрузки. В повседневной практике величину внутренней нагрузки можно оценивать по показателям усталости , а также по характеру и продолжительности восстановления в интервалах отдыха между упражнениями.

Для этого используют следующие показатели:

Показатели ЧСС во время упражнений и в интервалах отдыха;

Интенсивность потовыделения;

Цвет кожи;

Качество выполнения движений;

Способность к сосредоточению;

Общее самочувствие человека;

Психоэмоциональное состояние человека;

Готовность продолжать занятие.

В зависимости от степени проявления этих показателей различают умеренные, большие и максимальные нагрузки.

Виктор Николаевич Селуянов, МФТИ, лаборатория «Информационные технологии в спорте»

Средства и методы физической подготовки направлены на изменение строения мышечных волокон скелетных мышц и миокарда, а также клеток других органов и тканей (например, эндокринной системы). Каждый метод тренировки характеризуется несколькими переменными, отражающими внешнее проявление активности спортсмена: интенсивность сокращения мышц, интенсивность упражнения, продолжительность выполнения (количество повторений — серия, или длительность выполнения упражнений), интервал отдыха, количество серий (подходов). Существует еще внутренняя сторона, которая характеризует срочные биохимические и физиологические процессы в организме спортсмена. В результате проведения тренировочного процесса происходят долговременные адаптационные перестройки, именно этот результат является сутью или целью применения тренировочного метода и средства.

Упражнения максимальной анаэробной мощности

Должна составлять 90–100 % от максимума.

— чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–100 %. При низкой интенсивности упражнения и максимальной интенсивности сокращения мышц упражнение выглядит как силовое, например, приседание со штангой или жим лежа.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с максимальным темпом.

Продолжительность упражнений с максимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает короткой. Силовые упражнения выполняются с 1–4 повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают до 10 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения длятся — 4–10 с.

При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 45–60 с.

Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 10–40 раз.

Определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии.

Упражнения максимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования всех двигательных единиц.

Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет от 90 % до 100 %. Он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы в гликолитических и промежуточных мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.

Рекордная максимальная анаэробная мощность, развиваемая спортсменами на велоэргометре составляет 1000–1500 Ватт, а с учетом затрат на перемещение ног более 2000 Ватт. Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от секунды (изометрическое упражнение) до несколько секунд (скоростное темповое упражнение).

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Из-за кратковременности анаэробных упражнений во время их выполнения функции кровообращения и дыхания не успевают достигнуть возможного максимума. На протяжении максимального анаэробного упражнения спортсмен либо вообще не дышит, либо успевает выполнить лишь несколько дыхательных циклов. Соответственно легочная вентиляция не превышает 20–30 % от максимальной.

ЧСС повышается еще до старта (до 140–150 уд/мин) и во время упражнения продолжает расти, достигая наибольшего значения сразу после финиша — 80–90 % от максимальной (160–180 уд/мин). Поскольку энергетическую основу этих упражнений составляют анаэробные процессы, усиление деятельности кардиореспираторной (кислородтранспортной) системы практически не имеет значения для энергетического обеспечения самого упражнения. Концентрация лактата в крови за время работы изменяется крайне незначительно, хотя в рабочих мышцах она может достигать в конце работы 10 ммоль/кг и даже больше. Концентрация лактата в крови продолжает нарастать на протяжении нескольких минут после прекращения работы и составляет максимально 5–8 ммоль/л (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Перед выполнением анаэробных упражнений несколько повышается концентрация глюкозы в крови. До начала и в результате их выполнения в крови очень существенно повышается концентрация катехоламинов (адреналина и норадреналина) и гормона роста, но несколько снижается концентрация инсулина; концентрации глюкагона и кортизола заметно не меняются (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Ведущие физиологические системы и механизмы, определяющие спортивный результат в этих упражнениях: центрально-нервная регуляция мышечной деятельности (координация движений с проявлением большой мышечной мощности), функциональные свойства нервно-мышечного аппарата (скоростно-силовые), емкость и мощность фосфагенной энергетической системы рабочих мышц.

Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода если отдых будет пассивный и коротким.

Выполнение развивающих тренировок силовой, скоростно-силовой и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку (предполагается) в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения максимальной алактатной мощности, например, снижает эффективность тренировки с точки зрения роста массы миофибрилл, поскольку снижается концентрация ионов водорода и гормонов в крови. В то же время снижение концентрации ионов водорода в гликолитических МВ приводит к стимуляции активности митохондрий, а значит к постепенному разрастанию митохондриальной системы.

Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку упражнения максимальной интенсивности требуют проявления значительных механических нагрузок на мышцы, связки и сухожилия, а это приводит к накоплению микротравм опорно-двигательного аппарата.

Таким образом, упражнения максимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Упражнения околомаксимальной анаэробной мощности

Внешняя сторона физического упражнения

Интенсивность сокращения мышц должна составлять 70–90 % от максимума.

Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–90 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (60–80 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 12 раз.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с околомаксимальным темпом.

Продолжительность упражнений с околомаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 20–50 с. Силовые упражнения выполняются с 6–12 или более повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают до 10–20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 10–50 с.

Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.

При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.

При выполнении скоростно-силовых упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.

Количество серий

Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления будто-бы должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, которые демонстрируют резко отрицательное действие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).

Внутренняя сторона физического упражнения

Упражнения околомаксимальногй анаэробной мощности требуют рекрутирования больше половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.

Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет более 90 %. В гликолитических МВ он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.

Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от нескольких секунд (изометрическое упражнение) до десятков секунд (скоростное темповое упражнение) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин). Наибольших значений (80–90 % от максимальной) она достигает сразу после финиша на 200 м и на финише 400 м. В процессе выполнения упражнения быстро растет легочная вентиляция, так что к концу упражнения длительностью около 1 мин она может достигать 50–60 % от максимальной рабочей вентиляции для данного спортсмена (60–80 л/мин). Скорость потребления О2 также быстро нарастает на дистанции и на финише 400 м может составлять уже 70–80 % от индивидуального МПК.

Концентрация лактата в крови после упражнения весьма высокая — до 15 ммоль/л у квалифицированных спортсменов. Она тем выше, чем больше дистанция и выше квалификация спортсмена. Накопление лактата в крови связано с длительным функционированием гликолитических МВ.

Концентрация глюкозы в крови несколько повышена по сравнению с условиями покоя (до 100–120 мг). Гормональные сдвиги в крови сходны с теми, которые происходят при выполнении упражнения максимальной анаэробной мощности (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Долговременные адаптационные перестройки

Выполнение «развивающих» тренировок силовой, скоростно-силовой и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют добиться следующего.

Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 65–80 % от максимума или с 6–12 подъемами груза в одном подходе являются самыми эффективными с точки зрения прибавления миофибрилл в гликолитических мышечных волокнах, в ПМВ и ОМВ изменения существенно меньше.

Масса митохондрий от таких упражнений не прибавляется.

Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 16 раз, а спортсмен его поднимает только 4–8 раз. В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.

Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения околомаксимальной алактатной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности

Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку очень легко пропустить момент начала накопления черезмерного накопления ионов водорода в промежуточных и гликолитических МВ.

Таким образом, упражнения околомаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах (высокопороговые двигательные единица могут не участвовать в работе, поэтому не вся мышца прорабатывается), что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности (анаэробно — аэробной мощности)

Внешняя сторона физического упражнения

Интенсивность сокращения мышц должна составлять 50–70 % от максимума.

Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–70 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (10–70 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 16 раз.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с оптимальным темпом.

Продолжительность упражнений с субмаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 1–5 мин. Силовые упражнения выполняются с 16 и более повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают более 20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 1–6 мин.

Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.

При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.

При выполнении скоростно-силовых упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.

При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 2–9 мин.

Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 3–4 серии повторяются 2 раза.

Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления будто-бы должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, котырые демонстрируют резко отрицательное дейстрвие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).

Внутренняя сторона физического упражнения

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования около половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.

Это упражнения выполняются сначала за счет фосфагенов и аэробных процессов. По мере рекрутирования гликолитических накапливается лактат и ионы водорода. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование.

Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от минуты до 5 минут.

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин).

Мощность и предельная продолжительность этих упражнений таковы, что в процессе их выполнения показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, сердечный выброс, ЛВ, скорость потребления О2) могут быть близки к максимальным значениям для данного спортсмена или даже достигать их. Чем продолжительнее упражнение, тем выше на финише эти показатели и тем значительнее доля аэробной энергопродукции при выполнении упражнения. После этих упражнений регистрируется очень высокая концентрация лактата в рабочих мышцах и крови — до 20–25 ммоль/л. Соответственно рН крови снижается до 7,0. Обычно заметно повышена концентрация глюкозы в крови — до 150 мг %, высоко содержание в плазме крови катехоламинов и гормона роста (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Таким образом, ведущие физиологические системы и механизмы, по мнению Н. И. Волкова и многих других авторов (1995), в случае использоваения самой простой модели энергообеспечения,— это емкость и мощность лактоцидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц, функциональные (мощностные) свойства нервно-мышечного аппарата, а так же кислородо-транспортные возможности организма (особенно сердечно-сосудистой системы) и аэробные (окислительные) возможности рабочих мышц. Таким образом, упражнения этой группы предъявляют весьма высокие требования как к анаэробным, так и к аэробным возможностям спортсменов.

Если использовать более сложную модель, которая включает в себя сердечно-сосудистую систему и мышцы с различным типом мышечных волокон (ОМВ, ПМВ, ГМВ), то получим следующие ведущие физиологические системы и механизмы:

— энергобеспечение обеспечивается в основном окислительными мышечными волокнами активных мышц,

— мощность упражнения в целом превышает мощность аэробного обеспечения, поэтому рекрутируются промежуточные и гликолитические мышечные волокна, которые после рекрутирования, через 30–60 с теряют сократительную способность, что заставляет рекрутировать все новые и новые гликолитические МВ. Они закисляются, молочная кислота выходит в кровь, это вызывает появление избыточного углекислого газа, что усиливает до предела работу сердечно-сосудистой и дыхательной системы.

Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода, если отдых будет пассивный и коротким. Повторное выполнение упражнений с интервалом отдыха 2–4 мин приводит к предельно высокому накоплению лактата и ионов водорода в крови, как правило, число повторений не бывает больше 4.

Долговременные адаптационные перестройки

Выполнение упражнений субмаксимальной алактатной мощности до предела относятся к одним из самых психологически напряженных, поэтому не могут использоваться часто, существует мнение о влиянии этих тренировок на форсирование приобретения спортивной формы и быстрому наступлению перетренировки.

Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 50–65 % от максимума или с 20 и более подъемами груза в одном подходе являются самыми опасными, ведут к очень сильному локальному закислению, а затем и повреждению мышц. Масса митохондрий от таких упражнений резко снижается во всех МВ [Хореллер, 1987].

Таким образом, упражнения субмаксимальной анаэробной мощности и предельной продолжительности нельзя применять в тренировочном процессе.

Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 20–40 раз, а спортсмен его поднимает только 10–15 раз. В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и некоторой части ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.

Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и некоторых гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может, поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения субмаксимальной анаэробной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности.

Таким образом, упражнения субмаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, приводят к чрезмерно большому закислению мышц, полэтому снижается масса миофибрилл и митохондрий в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и части гликолитических мышечных волокнах, что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Аэробные упражнения

Мощность нагрузки в этих упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц может происходить (главным образом или исключительно) за счет окислительных (аэробных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Поэтому мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О 2 . Если дистанционное потребление О 2 соотнести с предельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК), то можно получить представление об относительной аэробной физиологической мощности выполняемого им упражнения. По этому показателю среди аэробных циклических упражнений выделяются пять групп (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990):

1. Упражнения максимальной аэробной мощности (95–100 % МПК).

2. Упражнения околомаксимальной аэробной мощности (85–90 % МПК).

3. Упражнения субмаксимальной аэробной мощности (70–80 % МПК).

4. Упражнения средней аэробной мощности (55–65 % МПК).

5. Упражнения малой аэробной мощности (50 % от МПК и менее).

Представленная здесь классификация не соответствует современным представлениям спортивной физиологии. Верхняя граница — МПК не соответствует данным максимальной аэробной мощности, поскольку зависит от процедуры тестирования и индивидуальных особенностей спортсмена. В борьбе важно оценить аэробные возможности мышц пояса верхних конечностей, а в дополнение к этим данным следует оценить аэробные возможности мышц нижних конечностей и производительность сердечно-сосудистой системы.

Аэробные возможности мышц принято оценивать в ступенчатом тесте по мощности или потреблению кислорода на уровне анаэробного порога.

Мощность МПК выше у спортсменов с большей долей в мышцах гликолитических мышечных волокон, которые могут постепенно рекрутироваться для обеспечения заданной мощности. В этом случае, по мере подключения гликолитических мышечных волокон, увеличения закисления мышц и крови, испытуемый начинает подключать к работе дополнительные мышечные группы, с еще не работавшими окислительными мышечными волокнами, поэтому растет потребление кислорода. Ценность такого увеличения потребления кислорода минимальна, поскольку существенной прибавки механической мощности эти мышцы не дают. Если окислительных МВ много, а ГМВ почти нет, то мощность МПК и АнП будут почти равны.

Ведущими физиологическими системами и механизмами, определяющими успешность выполнения аэробных циклических упражнений, служат функциональные возможности кислородтранспортной системы и аэробные возможности рабочих мышц (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

По мере снижения мощности этих упражнений (увеличение предельной продолжительности) уменьшается доля анаэробного (гликолитического) компонента энергопродукции. Соответственно снижаются концентрация лактата в крови и прирост концентрации глюкозы в крови (степень гипергликемии). При упражнениях длительностью в несколько десятков минут гипергликемии вообще не наблюдается. Более того, в конце таких упражнений может отмечаться снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия). (Коц Я. М., 1990).

Чем больше мощность аэробных упражнений, тем выше концентрация катехоламинов в крови и гормона роста. Наоборот, по мере снижения мощности нагрузки содержание в крови таких гормонов, как глюкагон и кортизол, увеличивается, а содержание инсулина уменьшается (Коц Я. М., 1990).

С увеличением продолжительности аэробных упражнений повышается температура тела, что предъявляет повышенные требования к системе терморегуляции (Коц Я. М., 1990).

Упражнения максимальной аэробной мощности

Это упражнения, в которых преобладает аэробный компонент энергопродукции — он составляет до 70-90 %. Однако энергетический вклад анаэробных (преимущественно гликолитических) процессов еще очень значителен. Основным энергетическим субстратом при выполнении этих упражнений служит мышечный гликоген, который расщепляется как аэробным, так и анаэробным путем (в последнем случае с образованием большого количества молочной кислоты). Предельная продолжительность таких упражнений — 3–10 мин.

Через 1,5–2 мин. после начала упражнений достигаются максимальные для данного человека ЧСС, систолический объем крови и сердечный выброс, рабочая ЛВ, скорость потребления О2 (МПК). По мере продолжения упражнения ЛВ, концентрация в крови лактата и катехоламинов продолжает нарастать. Показатели работы сердца и скорость потребления О 2 либо удерживаются на максимальном уровне (при состоянии высокой тренированности), либо начинают несколько снижаться (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

После окончания упражнения концентрация лактата в крови достигает 15–25 ммоль/л в обратной зависимости от предельной продолжительности упражнения (спортивного результата) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Ведущие физиологический системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений, кроме того, существенную роль играет мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц.

Упражнения предельной продолжительности максимальной аэробной мощности могут применять в тренировки только спортсмены с мощностью АнП на уровне более 70 % от МПК. У этих спортсменов не наблюдается сильного закисления МВ и крови, поэтому в промежуточных и части гликолитических МВ создаются условия для активизации синеза митохондрий.

Если у спортсмена мощность АнП менее 70 % от МПК, то использовать упражнения максимальной аэробной мощности можно только в виде повторного метода тренировки, который при правильной организации не приводит к вредному закислению мышц и крови спортсмена.

Долговременный адаптационный эффект

Упражнения максимальной аэробной мощности требуют рекрутирования всех окислительных, промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, если выполнять упражнения непредельной продолжительности, применить повторный метод тренировки, то тренировочный эффект будет отмечаться только в промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, в виде очень малой гиперплазии миофибрилл и существенном увеличении массы митохондрий в активных промежуточных и гликолитических МВ.

Упражнения околомаксимальной аэробной мощности

Упражнения околомаксимальной аэробной мощности на 90–100 % обеспечивается окислительными (аэробными) реакциями в рабочих мышцах. В качестве субстратов окисления используются в большей мере углеводы, чем жиры (дыхательный коэффициент около 1,0). Главную роль играют гликоген рабочих мышц и в меньшей степени — глюкоза крови (на второй половине дистанции). Рекордная продолжительность упражнений до 30 мин. В процессе выполнения упражнений ЧСС находится на уровне 90–95 %, ЛВ — 85–90 % от индивидуальных максимальных значений. Концентрация лактата в крови после предельного упражнения у высококвалифицированных спортсменов — около 10 ммоль/л. В процессе выполнения упражнения происходит существенное повышение температуры тела — до 39 (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Упражнение выполняется на уровне анаэробного порога или немного выше его. Поэтому работают окислительные мышечные волокна и промежуточные. Упражнение приводит к увеличению массы митохондрий только в промежуточных МВ.

Упражнения субмаксимальной аэробной мощности

Упражнения субмаксимальной аэробной мощности выполняется на уровне аэробного порога. Поэтому работают только окислительные мышечные волокна. Окислительному расщеплению подвергаются жиры в ОМВ, углеводы в активных промежуточных МВ (дыхательный коэффициент примерно 0,85–0,90). Основными энергетическими субстратами служат гликоген мышц, жир рабочих мышц и крови, и (по мере продолжения работы) глюкоза крови. Рекордная продолжительность упражнений — до 120 мин. На протяжении упражнения ЧСС находится на уровне 80–90 %, а ЛВ — 70–80 % от максимальных значений для данного спортсмена. Концентрация лактата в крови обычно не превышает 3 ммоль/л. Она заметно увеличивается только в начале бега или в результате длительных подъемов. На протяжении выполнения этих упражнений температура тела может достигать 39–40.

Ведущие физиологические системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений. Продолжительность зависит в наибольшей мере от запасов гликогена в рабочих мышцах и печени, от запаса жира в окислительных мышечных волокон активных мышц (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Существенного изменений в мышечных волокнах от таких тренировок не происходит. Эти тренировки могут использоваться для дилятации левого желудочка сердца, поскольку ЧСС составляет 100–150 уд/мин, т. е. с максимальным ударным объемом сердца.

Упражнения средней аэробной мощности

Упражнения средней аэробной мощности обеспечивается аэробными процессами. Основным энергетическим субстрактом служат жиры рабочих мышц и крови, углеводы играют относительно меньшую роль (дыхательный коэффициент около 0,8). Предельная продолжительность упражнения — до нескольких часов

Кардиореспираторные показатели не превышают 60–75 % от максимальных для данного спортсмена. Во многом характеристики этих упражнений и упражнений предыдущей группы близки (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Упражнения малой аэробной мощности

Упражнения малой аэробной мощности обеспечивается за счет окислительных процессов, в которых расходуются главным образом жиры и в меньшей степени углеводы (дыхательный коэффициент менее 0,8). Упражнения такой относительной физиологической мощности могут выполняться в течение многих часов. Это соответствует бытовой деятельности человека (ходьба) или упражнения в системе занятий массовой или лечебной физической культурой.

Таким образом, упражнения средней и малой аэробной мощности не имеют существенной значимости для роста уровня физической подготовленности, однако они могут использоваться в паузах отдыха для увеличения потребления кислорода, для более быстрого устранения закисления крови и мышц.

Эффективность физических нагрузок. Выбор хороших нагрузок, их виды. Интенсивность нагрузок. Способы определения интенсивности перегрузки. Критерии пульсового контроля реакции организма на физическую нагрузку

Систематические занятия физкультурой приводят к адаптации человеческого организма к выполняемой физической работе. В базе адаптации лежат конфигурации мышечных тканей и разных органов в итоге занятий. Все эти конфигурации определяют тренировочные эффекты. Они появляются в улучшении разнообразных функций организма и повышении физической подготовленности.

При анализе факторов, определяющих физические тренировочные эффекты упражнений можно выделить такие аспекты:

функциональные эффекты тренировки

пороговые, “критические” перегрузки для возникновения тренировочных эффектов.

обратимость тренировочных эффектов

специфичность тренировочных эффектов

тренируемость, определяющая величину тренировочного эффекта

Последние два аспекта более важны в спортивной тренировке.

Систематическое выполнение определенного рода физических упражнений вызывает следующие главные положительные функциональные эффекты:

Усиление наибольших функциональных возможностей всего организма, его ведущих систем

Повышение экономичности, эффективности деятельности всего организма, его ведущих систем

Первый эффект определяется ростом наибольших характеристик при выполнении предельных тестов. Они отражают текущие наибольшие способности организма, значительные для данного вида упражнений. К примеру, об эффекте тренировки выносливости говорит повышение наибольших возможностей в усвоении кислорода, наибольшего потребления кислорода и продолжительности мышечной работы на выносливость.

Второй эффект проявляется в уменьшении функциональных сдвигов в деятельности остальных органов и систем организма при выполнении определенной работы. Так, при выполнении одинаковой перегрузки у тренированного и нетренированного наблюдаются более низкие характеристики для последнего. Для тренированного же человека будет наблюдаться более низкие функциональные конфигурации в частоте сердечных сокращений, дыхания либо потребления энергии.

В базе этих положительных эффектов лежат:

Структурно-функциональные конфигурации ведущих органов жизнедеятельности при выполнении определенной работы.

улучшение центральной - нервной, эндокринной и автономной клеточной регуляции функций в процессе выполнения физических упражнений.

Одним из главных вопросов при занятии физической подготовкой является выбор соответствующих, хороших нагрузок. Они могут определяться следующими факторами:

Реабилитациями после всевозможных перенесенных заболеваний, в том числе и хронических.

Восстановительно - оздоровительная деятельность для снятия психологического и физического напряжения после работы.

поддержание имеющейся тренированности на существующем уровне.

Повышение физической подготовки. Развитие функциональных возможностей организма.

Как правило, не возникает серьезных заморочек с выбором нагрузок во втором и третьем вариантах. Сложнее обстоит дело с выбором нагрузок в первом случае, что и составляет основное содержание лечебной физической культуры.

В последнем случае повышение функциональных возможностей отдельных органов и всего организма, т.Е. Достижение тренировочного эффекта, достигается в том случае, если систематические тренирующие перегрузки довольно значительны, достигают либо превосходят в процессе тренировки некоторую пороговую нагрузку. Таковая пороговая тренирующая перегрузка обязана превосходить повседневную нагрузку.

Принципом пороговых нагрузок называют принципом прогрессивной сверх перегрузки.

главным правилом в выборе пороговых нагрузок заключается в том, что они обязаны соответствовать текущим функциональным возможностям данного человека. Так, одна и та же перегрузка может быть эффективной для малотренированного человека и совершенно неэффективной для нетренированного человека.

Следовательно, принцип индивидуализации в значимой мере опирается на принцип пороговых нагрузок. Из него следует, что при определении тренировочных нагрузок как тренер - преподаватель, так и сам тренирующийся обязаны иметь достаточное представление о функциональных возможностях собственного организма.

Принцип постепенности в повышении нагрузок также есть следствие физиологического принципа пороговых нагрузок, которые обязаны равномерно возрастать с ростом тренированности. В зависимости от целей тренировки и личных способностей человека физические перегрузки обязаны иметь разную степень. Неодинаковые пороговые перегрузки используются для повышения либо поддержания уровня имеющихся функциональных возможностей.

Основными параметрами физической перегрузки являются её интенсивность, длительность и частота, которые совместно определяют размер тренировочной перегрузки. Каждый из этих характеристик играется самостоятельную роль в определении тренировочной эффективности, но не менее важны их взаимосвязь и взаимное влияние.

Важнейший фактор, влияющий на тренировочную эффективность - интенсивность перегрузки. При учете этого параметра и начального уровня функциональной подготовленности влияние длительности и частоты занятий в неких пределах может не играться значимой роли. Не считая того, значение каждого из характеристик перегрузки существенно зависит от выбора характеристик, по которым судят о тренировочной эффективности.

Так, к примеру, если прирост наибольшего потребления кислорода в значимой степени зависит от интенсивности тренировочных нагрузок, то понижение частоты сердечных сокращений при тестовых субмаксимальных отягощениях более зависит от частоты и общей длительности тренировочных занятий.

рациональные пороговые перегрузки зависят также от вида тренировки (силовая, скоростно-силовая, выносливость, игровая, техно и т.Д.) И от её характера (непрерывная, циклическая либо повторно-интервальная). Так, к примеру, повышение мышечной силы достигается за счет тренировки с большими перегрузками (вес, сопротивление) при относительно малом их повторении на каждой тренировке. Примером прогрессивно нарастающей перегрузки при этом является способ повторного максимума, который является наибольшей перегрузкой, которую человек может повторить определенное количество раз. При рациональном количестве повторений от 3 до 9 по мере роста тренированности вес возрастает так, чтоб это количество сохранялось при околопредельном напряжении. Пороговой перегрузкой в данном случае можно разглядывать величину веса (сопротивление), превышающую 70% случайной наибольшей силы тренируемых мышечных групп. В различие от этого выносливость повышается в итоге занятий с огромным числом повторений при относительно малых отягощениях. При тренировке выносливости для определения пороговой перегрузки нужно учесть интенсивность, частоту и длительность перегрузки, её общий размер.

Существует несколько физиологических способов для определения интенсивности перегрузки. Прямой способ заключается в измерении скорости потребления кислорода (л/мин) - абсолютный либо относительный (% от наибольшего потребления кислорода). Все другие способы - косвенные, основанные на существовании связи меж интенсивностью перегрузки и некоторыми физиологическими показателями. Одним из более удобных характеристик служит частота сердечных сокращений. В базе определения интенсивности тренировочной перегрузки по частоте сердечных сокращений лежит связь меж ними, чем больше перегрузка, тем больше частота сердечных сокращений. Для определений интенсивности перегрузки у различных людей употребляется не абсолютные, а относительные характеристики частоты сердечных сокращений (относительная в процентах частота сердечных сокращений либо относительный в процентах рабочий прирост).

Относительная рабочая частота сердечных сокращений

(% ЧСС макс) - это выраженное в процентах отношение частоты сердечных сокращений во время перегрузки и наибольшей частоты сердечных сокращений для данного человека. Приближенно ЧССмакс можно рассчитать по формуле:

ЧССмакс=220 - возраст человека (лет) уд/мин.

Следует иметь ввиду достаточно значимые различия ЧССмакс для различных людей одного возраста. В ряде случаев у начинающих низким уровнем физ. Подготовки

ЧССмакс=180 - возраст человека (лет) уд/мин.

При определении интенсивности тренировочных нагрузок по частоте сердечных сокращений употребляется два показателя: пороговая и пиковая частота сердечных сокращений. Пороговая частота сердечных сокращений - это наименьшая интенсивность, ниже которой тренировочного эффекта не возникает. Пиковая частота сердечных сокращений - это большая интенсивность, которая не обязана быть превышена в итоге тренировки. Примерные характеристики частоты сердечных сокращений у здоровых людей, занимающихся спортом могут быть:

Пороговая - 75%

Пиковая - 95%

от наибольшей частоты сердечных сокращений. Чем ниже уровень физической подготовленности человека, тем ниже обязана быть интенсивность тренировочной перегрузки. По мере роста тренированности она обязана равномерно расти, вплоть до 80-85% наибольшего потребления кислорода (до 95% частоты сердечных сокращений).

Зоны работы по частоте сердечных сокращений уд/мин.

до 120 - подготовительная, разминочная, основной обмен.

до 120-140 - Восстановительно - поддерживающая.

до 140-160 - развивающая выносливость, аэробная.

до 160-180 - развивающая скоростную выносливость

более 180 - развитие скорости.

Целью тестирования на занятиях физической культурой и спортом является оценка функционального состояния систем организма и уровня физической работоспособности (тренированности).

Под тестированием следует понимать реакцию отдельных систем и органов на определенные воздействия (характер, тип и выраженность этой реакции). Оценка результатов тестирования может быть как качественной, так и количественной.

Для оценки функционального состояния организма могут быть использованы различные функциональные пробы.
1. Пробы с дозированной физической нагрузкой: одно-, двух-, трех- и четырехмоментные.
2. Пробы с изменением положения тела в пространстве: ортостатическая, клиностатическая, клиноортостатическая.
3. Пробы с изменением внутригрудного и внутрибрюшного давления: проба с натуживанием (Вальсальвы).
4. Гипоксемические пробы: пробы с вдыханием смесей, содержащих различное соотношение кислорода и углекислоты, задержка дыхания и другие.
5. Фармакологические, алиментарные, температурные и др.

Помимо этих функциональных проб используются также специфические пробы с нагрузкой, характерной для каждого вида двигательной деятельности.

Физическая работоспособность - интегральный показатель, позволяющий судить о функциональном состоянии различных систем организма и, в первую очередь, о производительности аппарата кровообращения и дыхания. Она прямо пропорциональна количеству внешней механической работы, выполняемой с высокой интенсивностью.

Для определения уровня физической работоспособности могут быть использованы тесты с максимальной и субмаксимальной нагрузкой: максимальное потребление кислорода (МПК), PWC 170 , Гарвардский степ-тест и др.

Алгоритм выполнения задания: студенты, объединившись попарно, выполняют нижеперечисленные методики, анализируют результаты, делают выводы по результатам тестирования и разрабатывают рекомендации по оптимизации работоспособности. Перед выполнением заданий проработать терминологию (см. словарь) по разделу "Функциональные пробы...".

3.1. Определение уровня физической работоспособности по тесту PWC 170

Цель : освоение методики проведения теста и умение анализировать полученные данные.
Для работы необходимы : велоэргометр (или ступенька, или беговая дорожка), секундомер, метроном.
Тест PWC 170 основан на закономерности, заключающейся в том, что между частотой сердечных сокращений (ЧСС) и мощностью физической нагрузки существует линейная зависимость. Это позволяет определить величину механической работы, при которой ЧСС достигает 170, путем построения графика и линейной экстраполяции данных, либо путем расчета по формуле, предложенной В. Л. Карпманом и сотр. ЧСС, равная 170 ударам в минуту, соответствует началу зоны оптимального функционирования кардиореспираторной системы. Кроме того с этой ЧСС нарушается линейный характер взаимосвязи ЧСС и мощности физической работы.
Нагрузка может быть выполнена на велоэргометре, на ступеньке (степ-тест), а также в виде специфической для конкретного вида спорта.

Выбери задание, кликни по картинке.

Вариант № 1 (с велоэргометром).

Испытуемый последовательно выполняет две нагрузки в течение 5 мин. с 3-минутным интервалом отдыха между ними. В последние 30 сек. пятой минуты каждой нагрузки подсчитывается пульс (пальпаторно или электрокардиографическим методом). Мощность первой нагрузки (N1) подбирается по таблице в зависимости от веса тела обследуемого с таким расчетом, чтобы в конце 5-й минуты пульс (f1) достигал 110...115 уд./мин. Мощность второй (N2) нагрузки определяется по табл. 7 в зависимости от величины N1. Если величина N2 правильно подобрана, то в конце пятой минуты пульс (f2) должен составить 135...150 уд./мин.

Для точности определения N2 можно воспользоваться формулой:

N2 = N1 · ,

Где N1 - мощность первой нагрузки,
N2 - мощность второй нагрузки,
f1 - ЧСС в конце первой нагрузки,
f2 - ЧСС в конце второй нагрузки.
Затем по формуле вычисляют PWC170:

PWC 170 = N1 + (N2 - N1) · [(170 - f1) / (f2 - f1)]

Величину PWC 170 можно определить графически (рис. 3).
Для увеличения объективности в оценке мощности выполненной работы при ЧСС, равной 170 уд/мин, следует исключить влияние весового показателя, что возможно путем определения относительного значения PWC 170 . Значение PWC 170 делят на вес испытуемого, сравнивают с аналогичным значением по виду спорта (табл. 8), дают рекомендации.

Вариант № 2. Определение величины PWC170 с помощью степ-теста.

Ход работы. Принцип работы такой же как в работе № 1. Скорость восхождения на ступеньку при выполнении первой нагрузки составляет 3...12 подъемов в минуту, при второй - 20...25 подъемов в минуту. Каждое восхождение производится на 4 счета на ступеньку высотой 40-45 см: на 2 счета подъем и на следующие 2 счета - спуск. 1-я нагрузка - 40 шагов в минуту, 2-я нагрузка - 90 (на эти цифры устанавливают метроном).
Пульс подсчитывается за 10 сек, в конце каждой 5-минутной нагрузки.
Мощность выполняемых нагрузок определяется по формуле:

N = 1,3 h · n · P,

где h - высота ступеньки в м, n - количество подъемов в мин,
P - вес тела.обследуемого в кг, 1,3 - коэффициент.
Затем по формуле вычисляют величину PWC 170 (см. вариант № 1).

Вариант № 3. Определение величины PWC170 с помещаю специфических нагрузок (например, бега).

Ход работы
Для определения физической работоспособности по тесту PWC 170 (V) со специфическими нагрузками необходима регистрация двух показателей: скорости движения (V) и частоты сердечных сокращений (f).
Для определения скорости движения требуется по секундомеру точно зафиксировать длину дистанции (S в м) и длительность каждой физической нагрузки (f в сек.)

Где V - скорость движения в м/с. Частота сердечных сокращений определяется в течение первых 5 сек. восстановительного периода после бега пальпаторным или аускультативным методом. Первый забег выполняется в темпе "бега трусцой" со скоростью, равной 1/4 от максимально возможной для данного спортсмена (примерно каждые 100 м за 30-40 сек). После 5-минутного отдыха выполняется вторая нагрузка со скоростью равной 3/4 от максимальной, т. е. за 20-30 сек. каждые 100 м. Длина дистанции 800-1500 м. Расчет PWC 170 производится по формуле:

PWC 170 (V) = V1 + (V2 - V1) · [(170 - f1) / (f2 - f1)]

где V1 и V2 - скорость движения в м/с, f1 и f2 - частота.пульса после какого забега.
Задание: сделать заключение, дать рекомендации.
После выполнения задания по одному из вариантов следует сравнить полученный результат с таковым в соответствии со спортивной специализацией (табл. 8), сделать заключение об уровне физической работоспособности и дать рекомендации по ее увеличению.

Определение малой нагрузки, средней нагрузки, значительной нагрузки, большой нагрузки. Газообмен. Что такое спортивная форма. Классификация спортивной формы. Тренированность, физические показатели при тренированности, функциональные изменения, уровень тренированности.

Существует классификация физических нагрузок:

– активирует деятельность обеспечивающих систем, стабилизирует двигательную и вегетативные функции, не вызывает утомления. – стабилизирует работу обеспечивающих систем, имеет значение для поддержания уровня тренированности. – вызывает значительное повышение физиологических функций, способствует росту тренированности. – вызывает значительные физиологические сдвиги, вызывает развитие некомпенсаторного утомления. Адекватна физиологическому состоянию (возрасту, уровню подготовленности)
Околопредельные (стрессирующие нагрузки) – вызывают сдвиги и тренировочный эффект.
Определение величины нагрузки проводится путем учета энерготрат и объема потребляемого кислорода во время работы, и после ее прекращения в восстановительный период (учет кислородного долга).
Изменение функциональных показателей при тренировке: МОД, МОК, ЧСС, ВЛ.
Спортивная тренировка совершенствует координацию функций кровообращения и дыхания, что обеспечивает рост работоспособности.
МПК – показатель работоспособности, отражает состояние дыхательной и ССС человека.
ЧСС отражает уровень нагрузок (истощающие при ЧСС = 180 –210).
Околопредельные или тренировочные (160-180).

Наблюдается разнонаправленность функциональных сдвигов:

• Доминантные системы активируются, другие тормозятся.
• Потоотделение, активация процессов терморегуляции, т.к. при нагрузке наблюдается повышение температуры тела, что соответствует повышенному потреблению кислорода.
• Изменение внутренней среды (сдвиг рН, повышение осмотического давления крови, вязкость крови, процессы энергообразования).

Спортивная форма и этапы ее становления

Спортивная форма – высокий оптимальный уровень готовности к достижению высоких спортивных результатов. Она характеризуется комплексом физиологических, педагогических и психических признаков. Процесс становления спортивной формы имеет три фазы:

1. приобретение спортивной формы;
2. сохранение спортивной формы;
3. временная утрата спортивной формы.

Первая фаза соответствует подготовительному периоду, где формируются более высокие уровни функционирования всех систем организма, на базе которого возникает спортивная форма.
Вторая фаза соответствует соревновательному периоду или периоду постоянной тренированности и характеризуется стабилизацией высокого уровня физиологических систем. В этой фазе происходит дальнейшее совершенствование всех компонентов, обеспечивающих спортивный результат. Колебания спортивных результатов возможны, однако они вызваны не уровнем физиологических потолков, а технической, тактической, психологической подготовкой.
Третья фаза отличается изменением направленности адаптационных процессов, переключением режима функций организма на реабилитационный уровень, ослаблением или частичным разрушением временных связей. (прекращение занятий)

Уровень спортивной формы изменяется в зависимости от ряда физиологических закономерностей:

1. Спортивная форма представляет собой внешнее состояние физиологических систем для определенного уровня спортивных достижений.
2. Вследствие длительного воздействия высоких тренировочных и соревновательных нагрузок возникает охранительная реакция организма направленная против перенапряжения.
3. Поддержание динамического равновесия между физиологическими функциями и уровнем двигательной деятельности обеспечивается центральной нервной системой. Постоянные стрессовые ситуации могут привести к переутомлению ЦНС.
4. Снижение уровня работоспособности, вызванное перерывами в тренировке (болезнь, травмы и т.д.) во многом зависит от уровня гипокинезии. Обратимость тренировочных эффектов проявляется после повышения тренировочных нагрузок и возможна лишь при систематических тренировках с надпороговой интенсивностью. Этот важнейший биологический фактор является основой принципов повторности и систематичности. Очень важна при этом целевая установка: сохранение или повышение тренировочного эффекта.

Физиологические показатели тренированности

Тренированность – высокий уровень специальной работоспособности.
Состояние тренированности определяется при условиях:

1. В состоянии покоя (тренированность характеризуется снижением физиологических показателей вегетативных систем).
2. При физических нагрузках (тестирование при дозированных стандартных и предельных нагрузках – при этом наблюдается более быстрое врабатывание, уровень изменения физиологических функций менее выражен, чем у нетренированных).
3. После физических нагрузок в период восстановления (процессы восстановления протекают значительно быстрее).

Функциональные изменения, обеспечивающие и возникающие при развитии тренированности:

1. ЦНС – подвижность нервных процессов, уточнение дифференцировок и повышение активности сенсорных систем
2. Нервно-мышечный аппарат – увеличение мышечной массы, улучшение кровоснабжения мышц за счет увеличения количества капилляров, способность к произвольному расслаблению мышц
3. Увеличение углеводных запасов и снижение жировых
4. Повышение легочных объемов и емкостей, снижена частота дыхания, увеличена ЖЕЛ, увеличена глубина вдоха,
5. Увеличение размеров сердца, снижена ЧСС, увеличены полости сердца, повышается объем циркулирующей крови.
6. Приведенные уровни физиологических функций свидетельствуют о более рациональном и экономичном использовании резервов организма.

Адаптация отражает состояние уровня тренированности

Состояние тренированности есть – совершенствование технических и физических качеств – единство процесса.
Кратковременные и интенсивные нагрузки протекают при большом дефиците кислорода. Недостаток кислорода активизирует мобилизацию кислородных ресурсов и кислородно-транспортной системы, оказывает высокое полезное действие, которое проявляется в экономичности использования, повышении коэффициента утилизации кислорода и резервов организма в целом.

Физическая нагрузка — это определенная величина воздействия физических упражне­ний на организм занимающихся, а также степень преодолеваемых при этом объективных и субъективных трудностей. О величине нагрузки можно судить по субъективным ощуще­ниям (общая и локальная трудность выполнения упражнения, невозможность продолжить работу в установленном темпе, мышечное утомление (усталость), удовольствие (чувство "мышечной радости"), возникающее после выполнения упражнений). Чувство "мышечной радости" появляется обычно после оптимальной нагрузки. И чем больше стаж занятий физической культурой, тем отчетливее воспринимается такое чувство.

К Объективным показателям физической нагрузки относится ее объем и интенсив­ность. Объективные показатели подразделяются на два вида — внешняя и внутренняя сторона нагрузки. Внешняя сторона нагрузки выражается количественными показателя­ми, оцениваемые по продолжительности, числу повторений и длительностью …
выполнения упражнений, скорости и темпу движений, характером и длительностью отдыха. Внутрен­няя сторона выражает степень мобилизации физических и психических возможностей че­ловека и их изменений при выполнении физических упражнений (частоту сердечных со­кращений в минуту, величину артериального давления, частоту дыхания, объем легочной вентиляции и др.). Под объемом нагрузки следует понимать как длительность выполне­ния физических упражнений, так и суммарное количество физической работы, выполнен­ной в течение определенного времени (за 1 занятие, месяц, этап подготовки, год).

Критериями при оценке внешней стороны объема нагрузки могут служить количество повторений упражнений; число занятий и время, затраченное на них; суммарный кило­метраж и другие показатели. При оценке внутренней стороны нагрузки учитывают сум­марные величины сокращений сердца при выполнении отдельных упражнений.

Интенсивность нагрузки определяется силой воздействия физической работы на ор­ганизм человека в определенный момент времени. Критериями интенсивности внешней стороны нагрузки служат: скорость передвижения (в беге, лыжных гонках, плавании и т.д.); темп игры (в спортивных играх); высота и длина (в прыжках); моторная плотность занятия, т.е. отношение времени, затраченного на упражнения, к общему времени заня­тия (в гимнастических упражнениях) и т.д. Показатели внутренней стороны могут быть минимальными и средними (максимальные значения 466, величина энергетических за­трат в единицу времени).

По величине воздействия на организм физические нагрузки подразделяются на ма­лые, средние, большие и максимальные. Максимальные по интенсивности нагрузки (бег на короткие дистанции, поднимание предельных тяжестей и т.п.) человек может выпол­нять лишь в течение нескольких секунд или даже долей секунд. Большие же по объему физические нагрузки (бег на средние и длинные дистанции) проходят с относительно не­высокой интенсивностью.

В теории физического воспитания существует немало различных классификаций фи­зических нагрузок, отличающихся характером воздействия на человека. По своей на­правленности различаются аэробная, анаэробная и смешанная физические нагрузки.

Аэробные нагрузки обусловливают протекание в организме аэробного, или кисло­родного, механизма энергообразования, при котором энергия образуется из питательных веществ (жиров, углеводов) с помощью кислорода вдыхаемого воздуха. Окисляясь, эти вещества дают энергию для работы мышц. В конечном итоге, из них образуется углекис­лый газ и вода. Так как запасы питательных веществ в организме велики, то аэробный механизм энергообразования в состоянии обеспечивать длительную физическую работу человека.

Аэробные нагрузки получают при выполнении физических упражнений преимущест­венно циклического характера в спокойном темпе. При этом развивается способность ор­ганизма к усвоению кислорода, повышается уровень функционирования системы крово­обращения и дыхания, улучшается обмен веществ. Частота пульса при этих нагрузках у нетренированных студентов составляет 120-136 уд/мин, у тренированных — 150-160 уд/мин.

При анаэробных , более интенсивных физических нагрузках, в организме действует анаэробный механизм энергообразования. В этом случае энергетические вещества рас­щепляются без кислорода, воздуха с образованием молочной кислоты. Именно молочная кислота, накапливаясь в крови и мышцах, препятствует продолжительной физической ра­боте, "закисляя" организм. Кроме того, этот механизм менее экономичен аэробного, по­скольку в этом случае образуется почти в 20 раз меньше энергии.

Анаэробные нагрузки также нужны организму. С их помощью повышается запас энер­гетических веществ в тканях, увеличивается мощность ферментативных систем и устой­чивость тканей к гипоксии — недостатку кислорода. Анаэробные возможности развивают­ся, когда частота пульса становится выше 136-160 уд/мин (в зависимости от физической подготовленности).

Смешанные нагрузки , когда при выполнении физических упражнений в организме од­новременно происходят аэробные и анаэробные процессы энергообеспечения. Ученые установили, что при беге на 10 км за 40-50 мин выполняется 80% аэробной работы, ана­эробной — 20%. А при беге на 100 м с максимально возможно для человека быстротой вы­полняется всего 2% аэробной работы.

По мнению В.М.Выдрина, Б.К.Зыкова, А.В.Лотвиненко, различают нагрузки общего характера, содействующие развитию ряда качеств: избирательного воздействия, влияю­щие на развитие одного или нескольких качеств.

— одинаковой по параметрам (скорость, темп движе­ния и др.). Применение стандартных нагрузок обеспечивает развитие физических ка честв, закрепление и совершенствование двигательных умений и навыков. И переменной — изменяющейся в ходе выполнения упражнения.

Нагрузка, получаемая в результате тренировочного занятия, зависти от типа интер­валов и характера отдыха, необходимого для восстановления работоспособности.

Установлено, что за 1/3 общего времени отдыха восстанавливается примерно 65% работоспособности, за вторую треть — 30%, за оставшееся время — всего 5%. После вы­полнения различных по мощности и длительности нагрузок наблюдается неодинаковое восстановление к исходному уровню различных показателей (биохимических, физиологи­ческих, психологических). Прежде всего из крови мышц устраняется избыток молочной кислоты, затем происходит восстановление креатинфосфата, гликогена и, наконец, бел­ков.

Известно, что основной биохимической силы являются строение белков мышц, вы­носливости — запас гликогена, быстроты — содержание в мышцах креатинфосфата. Сле­довательно, продолжительность интервалов отдыха будет различной при развитии быст­роты, силы, выносливости и других физических качеств. . .

При оценки готовности занимающихся к повторной мышечной работе используют субъективные показатели (хорошее самочувствие — чувство бодрости, хорошая работо­способность, желание продолжить работу; удовлетворительное — небольшая вялость; плохое — слабость, вялость, низкая работоспособность, нет желания продолжить работу; болевые ощущения — боли в боку (физическая нагрузка сразу после еды, неправильное дыхание, плохая тренированность, перегрузки), в правом подреберье объясняется пере­наполнением печени кровью, а в левой части живота — перенаполнение кровью селезенки; боли в мышцах, головные и сердечные) и объективные (определение ЧСС в период от­дыха, время восстановления артериального давления). Исходя из данных режимов че­редования работы, отдыха и закономерностей восстановительных процессов, выделяют несколько типов интервалов отдыха: жесткие, полные и экстремальные (оптимальные). При жестком интервале очередная нагрузка планируется на период более или менее зна­чительного недовосстановления работоспособности. Различают два ее вида: сокращен­ные и неполные интервалы отдыха.

Сокращенные интервалы характеризуются значительным недовосстановлением ра­ботоспособности (5-10%): ЧСС — 130-140 уд/мин, дыхание учащенное, субъективной го­товности к работе нет. Повторное выполнение нагрузки ведет к снижению интенсивности упражнения (скорости, темпа, силы и т.д.). Применяются преимущественно при развитии выносливости.

При неполных интервалах отдыха недовосстановление работоспособности незначи­тельное (3-5%): ЧСС — 120-130 уд/мин, дыхание почти восстановлено. Содействуют они также развитию выносливости.

Полные интервалы отдыха обеспечивают восстановление работоспособности и по­зволяют поддерживать высокую скорость бега, заданный темп и т.д. Они применяются при развитии мышечной силы, быстроты, координации движений. При экстремальных интервалах отдыха очередная нагрузка совпадает с фазой повышенной работоспособно­сти (фазой суперкомпенсации), когда у занимающихся наиболее выражено чувство субъ­ективной готовности к выполнению очередного упражнения. В зависимости от подготов­ленности занимающихся и характера упражнений время отдыха колеблется в довольно широких пределах (3-10 мин) и содействует развитию в основном тех же качеств, что и при полных интервалах отдыха.

Фаза суперкомпенсации — состояние человека, когда после физической нагрузки ра­ботоспособность снижается. Но в результате восстановительных процессов она стано­вится уже выше исходного уровня. В дальнейшем происходят волнообразные изменения показателя работоспособности. Конечный итог этого процесса — возвращение к исходному уровню.

По характеру отдых может быть пассивным (отдых без движений в положении стоя, сидя или лежа) и активным (переключение на какую-либо другую деятельность, отли­чающуюся от той, которая вызвала утомление: ходьба, дыхательные упражнения, упраж­нения на расслабление мышц, самомассаж).

Как показано в исследованиях, активный отдых значительно эффективней: восста­новление работоспособности здесь происходит в 4,5 раза быстрее, чем при пассивном. Поэтому в самостоятельной физической тренировке студентам целесообразнее исполь­зовать активный отдых.

В условиях нарастающего утомления эффект активного отдыха может снижаться, а пассивного — возрастать. В зависимости от величины характера нагрузки, степени разви­тия утомления у занимающихся возможны определенные сочетания активного и пассив­ного отдыха — так называемый смешанный (комбинированный) отдых.