Ирина СуслинаФизиологические аспекты выносливости в спорте

Проблема выносливости в спорте высших достижений приобретает всеобъемлющий характер, поскольку длительность, интенсивность и вариативность тренировочного процесса и соревновательной борьбы непрерывно возрастают во всех видах спорта. Особое значение имеет эта проблема в циклических видах спорта – беге на средние и длинные дистанции, плавании, гребле, в велосипедных, лыжных и конькобежных гонках. Сложность и длительность турнирной борьбы у боксеров и борцов также требуют особого внимания к развитию выносливости (Верхошанский, 1988).

Рост спортивных результатов напрямую связан с расширением функциональных возможностей организма и совершенствованием двигательных качеств спортсмена, при этом особое значение придается развитию выносливости. Уровень развития выносливости имеет большое значение практически во всех видах спорта (Погосян, 1973).

Выносливость в общем смысле этого термина понимается как способность человека выполнять какую-либо деятельность длительное время в условиях действия затрудняющих факторов или длительное время противостоять этим факторам. При этом природа этих факторов может быть самого различного происхождения. В большинстве случаев изолированного действия какого-либо фактора не наблюдается, как правило, обнаруживается комплексное влияние многих факторов. В литературе различают двигательную выносливость, выносливость к действию низких и высоких температур, к гипоксии, к сниженной гравитации и т.п. (Эголинский, 1984).

Основополагающие работы раскрыли физиологическую сущность выносливости как качества двигательной деятельности и ее проявления (А.Н. Крестовников, В.С. Фарфель, Н.В. Зимкин, Я.А. Эголинский, А.В. Коробков, Н.Н. Яковлев, А.Б. Гандельсман, Н.И. Волков и др.)

Результаты экспериментальных исследований в области физического воспитания и спортивной тренировки (Н.Г. Озолин, Л.П. Матвеев, В.М. Зациорский и др.) заложили основы методики развития выносливости в различных видах спорта.

К настоящему времени накопилось достаточно много новых фактов, касающися физиологических механизмов проявления и развития выносливости, новых данных, которые могут лечь в основу разработкт инновационных методических подходов к организации тренировки, направленной на развитие выносливости и в конечном итоге, способствовать более эффективному развитию этого двигательного качества.

Учебное пособие подготовлено с целью улучшения качества знаний студентов и эффективности преподавания теоретического и практического курса спортивной физиологии. Материал изложеный в пособии может быть использован специалистами, работающими в области физиологии спорта, специалистами физической культуры, тренерами.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Глава 1.
СУЩНОСТЬ ПОНЯТИЯ И ВИДЫ ВЫНОСЛИВОСТИ

Под выносливостью принято понимать способность к эффективному выполнению упражнения, преодолевая развивающееся утомление. Уровень развития этого качества обусловливается энергетическим потенциалом организма спортсмена и его соответствием требованиям конкретного вида спорта, эффективностью техники и тактики, психическими возможностями спортсмена, которые обеспечивают не только высокий уровень мышечной активности в тренировочной и соревновательной деятельности, но и отдаление, и противодействие процессу развития утомления и др. (Фатьянов, 2007).

В литературе встречаются характеристики многих форм проявления выносливости. Например, выделяют выносливость статическую и динамическую, скоростную и силовую, локальную, региональную и глобальную, сердечно-сосудистую (кардиоваскулярную) и мышечную, общую и специальную, эмоциональную и психическую, игровую, дистанционную, выносливость к проявлению взрывных усилий и т. д. (Челиковский, 1978).

В практических целях выносливость достаточно условно подразделяют на общую и специальную.

Общая выносливость понимается как способность спортсмена к эффективному и продолжительному выполнению работы умеренной интенсивности (аэробного характера), в которой участвует значительная часть мышечного аппарата. Однако такое определение, несмотря на то, что оно прочно утвердилось в специальной литературе и спортивной практике, нельзя признать достаточно точным. Оно в полной мере приемлемо лишь по отношению к тем видам спорта и отдельным спортивным дисциплинам, уровень достижений в которых во многом определяется аэробной производительностью – велосипедный спорт (шоссе), бег на длинные дистанции, лыжный спорт и т. д. Что же касается спринтерских дистанций в видах спорта циклического характера, скоростно-силовых и сложнокоординационных видов спорта, единоборств и спортивных игр, то по отношению к ним данное определение нуждается в уточнении и дополнении, так как в структуру общей выносливости представителей этих видов спорта входят прежде всего способности к длительной и эффективной работе скоростносилового, анаэробного, сложнокоординационного характера.

Общую выносливость следует определять как способность к продолжительному и эффективному выполнению работы неспецифического характера, оказывающую положительное влияние на процесс становления специфических компонентов спортивного мастерства благодаря повышению адаптации к нагрузкам и наличию явлений «переноса» тренированности с неспецифических видов деятельности на специфические.

Специальная выносливость – это способность к эффективному выполнению работы и преодолению утомления в условиях, детерминированных требованиями соревновательной деятельности в конкретном виде спорта. Л.П. Матвеев (1977) предложил отличать «специальную тренировочную выносливость», которая выражается в показателях суммарного объема и интенсивности специфической работы, выполняемой в тренировочных занятиях, микроциклах и более крупных образованиях тренировочного процесса, от «специальной соревновательной выносливости», которая оценивается по работоспособности и эффективности двигательных действий, особенностям психических проявлений в условиях соревнований.

Специальная выносливость является очень сложным многокомпонентным качеством. Ее структура в каждом конкретном случае определяется спецификой вида спорта и его отдельной дисциплины. В зависимости от особенностей вида спорта специальная выносливость преимущественно может быть рассмотрена как локальная или глобальная, аэробная или анаэробная, статическая или динамическая, сенсорная или эмоциональная и т. д. Углубление рассмотрения факторов, определяющих конкретные проявления выносливости в том или ином виде спорта, неизбежно приводит к необходимости представить специальную выносливость с учетом путей и механизмов энергообеспечения, психических проявлений, вовлекаемых двигательных единиц, причин развития утомления и др. в органической взаимосвязи с технико-тактическими возможностями спортсменов. Лишь на этой основе удается обеспечить полноценное развитие этого качества применительно к специфическим требованиям того или иного вида спорта. В числе прочих факторов особое место принадлежит энергетическому обеспечению мышечной деятельности. В большинстве видов спорта именно возможности системы энергообеспечения и умение рационально их использовать при выполнении двигательных действий, составляющих содержание тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов, специализирующихся в том или ином виде спорта или его конкретной дисциплине, приобретают решающее значение для достижения высоких показателей выносливости спортсменов.

В этом плане весьма важны механизмы, обусловливающие способность к реализации имеющегося энергетического потенциала в конкретных условиях тренировочной и соревновательной деятельности. В их числе следует выделить:

– подвижность процессов энергообеспечения, которая определяет быстроту активизации системы энергообеспечения в соответствии с требованиями конкретной двигательной деятельности и вариативность;

– динамичность процессов энергообеспечения как реакцию на изменение интенсивности и характера работы, изменение функционального состояния спортсмена (врабатывание, утомление и др.);

– экономичность как способность экономно и рационально использовать энергию для достижения наивысших показателей работоспособности и эффективности двигательных действий;

– устойчивость как способность длительное время обеспечивать производство энергии на заданном уровне.

Скоростная выносливость проявляется в основном в деятельности, предъявляющей повышенные требования к скоростным параметрам движений в зонах субмаксимальной и максимальной мощности работ.

Скоростная выносливость в максимальной зоне обусловлена функциональными возможностями анаэробного креатинфосфатного энергетического источника. Предельная продолжительность работы не превышает 15 – 20 с. Для ее воспитания используют интервальный метод. Часто используют прохождение соревновательной дистанции с максимальной интенсивностью. В целях увеличения запаса прочности практикуют прохождение более длинной дистанции, чем соревновательная, но опять же с максимальной интенсивностью.

Скоростная выносливость в зоне субмаксимальных нагрузок в основном обеспечивается за счет анаэробно-гликолитического механизма энергообеспечения и часто аэробного, поэтому можно говорить, что работа совершается в аэробно-анаэробном режиме. Продолжительность работы не превышает 2,5 – 3 мин.

Силовая выносливость отражает способность длительно выполнять силовую работу без снижения ее эффективности. Двигательная деятельность при этом может быть ациклической, циклической и смешанной.

Силовая выносливость проявляется в способности длительное время выполнять работу, связанную с большими физическими усилиями.

Выносливость к статическим усилиям характеризуется способностью длительно поддерживать умеренное мышечное напряжение (неподвижное усилие). Такого рода мышечная деятельность наблюдается при переноске грузов, при продолжительном сохранении неподвижного положения тела. Действия, требующие статических усилий, являются одним из наиболее утомительных видов работы.

Разносторонняя выносливость представляет собой способность длительное время совершать работу, для выполнения которой необходимо переключаться с одного вида и характера двигательной деятельности на другой, например, переключаться с работы максимальной интенсивности (быстрый бег) на силовую работу (переноска тяжести) или с работы, требующей общей выносливости, на работу, связанную со статическим напряжением (переползание). Таким образом, разносторонняя выносливость характеризуется способностью к совместному проявлению в работе всех видов выносливости.

Выносливость проявляется также в условиях, когда необходимо поддерживать достаточно высокий уровень работоспособности при многодневных значительных мышечных напряжениях.

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

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

2) способностью к более широкой мобилизации всех функций;

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

Эти качества, присущие выносливому человеку, в практической работе выражаются в том, что выносливый человек тратит меньше усилий и энергии на ту же самую работу по сравнению с человеком маловыносливым. В случаях, когда необходимо совершить работу максимальной интенсивности, у выносливого человека с большей полнотой мобилизуются все физиологические функции. Например, при напряженной работе число ударов сердца у маловыносливого человека может доходить до 170 – 180 в минуту, количество крови, выбрасываемой сердцем в минуту (минутный объем крови), до 20 – 25 л, легочная вентиляция (количество воздуха, проходящее через легкие) повышается до 100 – 120 л в минуту. Соответствующие величины у выносливого человека оказываются более высокими. Число ударов сердца может доходить до 220 и выше, минутный объем крови до 30 – 35 л, а легочная вентиляция до 150 – 170 л в минуту.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое выносливость? Какие виды выносливости существуют?

2. Что понимается под общей выносливостью? В чём её практическое значение?

3. Что такое специальная выносливость? Какова структура специальной выносливости в различных видах спорта?

4. Какие типы выносливости вы знаете?

Глава 2.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ВЫНОСЛИВОСТЬ

Являясь многофункциональным свойством человеческого организма, выносливость интегрирует в себе большое число разнообразных процессов, происходящих на различных уровнях: от клеточного и до целого организма.

Вместе с тем, в числе многих факторов особое место принадлежит энергетическому обеспечению мышечной деятельности. В большинстве видов спорта именно возможности системы энергообеспечения и умение рационально их использовать при выполнении двигательных действий, составляющих содержание тренировочной и соревновательной деятельности спортсменов, специализирующихся в том или ином виде спорта или его конкретной дисциплине, приобретают решающее значение для достижения высоких показателей выносливости спортсменов.

Hи одно движение не может быть выполнено без затрат энергии. Единственным универсальным и прямым источником энергии для мышечного сокращения служит аденозинтрифосфат (АТФ). Для того чтобы мышечные волокна могли длительно поддерживать свою сократительную способность, необходимо постоянное восстановление (ресинтез) АТФ с той же скоростью, с какой он расходуется.

Биоэнергетические факторы включают объем энергетических ресурсов, которым располагает организм, и функциональные возможности его систем (дыхания, сердечно-сосудистой, выделения и др.), обеспечивающих обмен, продуцирование и восстановление энергии в процессе работы. Образование энергии, необходимой для работы на выносливость, происходит в результате химических превращений. Основными источниками энергообразования при этом являются аэробные, анаэробные гликолитические и анаэробные алактатные реакции, которые характеризуются скоростью высвобождения энергии, объемом допустимых для использования жиров, углеводов, гликогена, АТФ, КТФ, а также допустимым объемом метаболических изменений в организме ( Волков, 1976).

Физиологической основой выносливости являются аэробные возможности организма, которые обеспечивают определенную долю энергии в процессе работы и способствуют быстрому восстановлению работоспособности организма после работы любой продолжительности и мощности, обеспечивая быстрейшее удаление продуктов метаболического обмена.

Анаэробные алактатные источники энергии играют решающую роль в поддержании работоспособности в упражнениях максимальной интенсивности продолжительностью до 15-20 с. Анаэробные гликолитические источники являются главными в процессе энергообеспечения работы, продолжающейся от 20 с до 5-6 мин.

Ресинтез АТФ в процессе мышечной деятельности осуществляется за счет метаболических процессов трех видов:

– алактатную анаэробную работоспособность (энергия АТФ и КрФ);

– гликолитическую анаэробную работоспособность (распад углеводов с накоплением МК);

– аэробную работоспособность (окислительное фосфорилирование углеводов и жиров).

Каждый из этих механизмов работоспособности может быть охарактеризован различными качественными характеристиками – критериями (Волков, 1986) (см, табл. 1):

– подвижности, т.е. скорости развертывания механизма с выходом на уровень 100 % мощности; подвижность КрФ, гликолитического и аэробного механизма измеряется временем и меняется от одного до другого на порядок (1:10:100);

– мощности, отражающей максимальную производительность скорость освобождения энергии); максимальная мощность измеряется в единицах энергии и соотносится соответственно 3:2:1, – емкости, характеризующей общее количество энергии, даваемое данным механизмом; емкость указанных механизмов соотносится также примерно на порядок 1 • 10:100;

– эффективности, отражающей КПД данного механизма, т.е. количество энергии, идущей непосредственно на ресинтез АТФ); эффективность из всех биоэнергетических механизмов наивысшая у алакгат-ного механизма, низшая – у гликолитического. Однако высокотренированные спортсмены могут достичь в аэробном механизме величины КПД (по уровню ПАНО) до 80 и даже до 90 %.

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

Качественные и количественные характеристики различных биоэнергетических механизмов выносливости

Аэробные способности позволяют длительное время выполнять работу вплоть до того уровня интенсивности, пока имеется возможность полного удовлетворения кислородного запроса организма в процессе самой работы. Это устойчивое, «стационарное» состояние может поддерживаться достаточно долго.

Однако достижение уровня максимальной мощности при аэробном энергообеспечении происходит лишь через 1-2 минуты от начала работы, а скорость ресинтеза АТФ даже при достижении максимальной аэробной мощности недостаточна для обеспечения интенсивной мышечной работы. Мощность работы, при которой достигается максимальное потребление кислорода, называется критической.

Усиление интенсивности физической нагрузки требует более быстрого поступления кислорода и глюкозы в мышцы. Поэтому скорость кровотока может увеличиться в 20 раз по сравнению с уровнем покоя за счет местного расширения кровеносных сосудов, а минутный объем дыхания и частота сердечных сокращений – в 2-3 раза.

При возрастании и интенсивности физической работы предел устойчивого состояния работоспособности может быть преодолен на незначительное время за счет дополнительного расщепления гликогена в реакции анаэробного гликолиза, т.е. за счет преимущественного использования внутримышечных энергетических резервов.

Максимальная мощность анаэробной гликолитической производительности достигается к 30-35 секунде от начала работы в этом режиме и не может продолжаться более 4 минут. Существенное значение для проявления гликолитической анаэробной способности имеет уровень тканевой адаптации к происходящим при этом резким ацидотическим изменениям (сдвигу кислотно-щелочного равновесия внутренней среды организма в кислую сторону из-за повышающейся концентрации молочной кислоты).

Здесь особо выделяется фактор психической устойчивости, который позволяет при напряженной мышечной деятельности преодолевать возникающие при утомлении болезненные ощущения и продолжать выполнять работу, несмотря на усиливающееся стремление прекратить ее.

При выполнении кратковременных мощных спуртов, рывков, прыжков, серий ударов, т.е. в скоростно-силовых упражнениях максимальной мощности, ресинтез АТФ осуществляется за счет анаэробного гидролиза креатинфосфата, уровень концентрации которого в мышцах быстро снижается и практически через 20 секунд доходит до физиологического предела. Достижение максимума анаэробной алактатной производительности происходит к 5-б-й секунде работы, а уровень 80-90 % от максимального достигается уже на 1-2 -и секунде при работе максимальной мощности.

Интенсивная мышечная деятельность в анаэробном режиме приводит к исчерпанию внутримышечных энергетических ресурсов, и организм работает при этом как бы в «долг». Восстановление израсходованных энергетических субстратов может происходить уже в ходе самой работы при кратковременном снижении ее интенсивности, или по окончании упражнения. Потребление кислорода при этом приблизительно соответствует тому количеству энергии, которое было преобразовано анаэробным путем в начале или во время мышечной деятельности и не компенсировалось за счет аэробных источников энергии. Возникающий таким образом «кислородный долг» может достигать 4 литров за счет анаэробного гидролиза креатинфосфата, и до 20 литров – за счет образования энергии путем гликолиза.

Полностью компенсация кислородной задолженности после интенсивных упражнений скоростно-силового характера осуществляется в период отдыха. Креатинфосфатная (алактатная) ее фракция восстанавливается в течение 1-3 минут, а гликолитическая (лактатная), связанная с окислением образовавшейся в мышцах молочной кислоты, может затягиваться до 30 и более минут после предельной работы.

Одним из важнейших из всех рассмотренных параметров биоэнегетиических механизмов является показатель мощности аэробных механизмов – показатель МПК, который в значительной мере определяет общую физическую работоспособность. Вклад этого показателя в специальную физическую работоспособность в циклических видах спорта, в дистанциях, начиная со средних дистанций, составляет от 50 до 95 %, в игровых видах спорта и единоборствах – от 50 до 60 % и более. По крайней мере, во всех видах спорта, по мнению А.А. Гуминского (1976) величина МПК определяет так называемую «общую тренировочную работоспособность».

Если рассматривать весьма сложную систему кислородного обеспечения организма (Кучкин, 1980), то ее полезный приспособительный результата – МПК – подчиняется количественным взаимосвязям, подчиняющимся принципу Фика (МОК = МПК/АВР О;), из которого МПК = МОК х АВР. Движение атмосферного кислорода в организме от легких до тканей определяет участие в кислородном транспорте следующих систем организма:

–система внешнего дыхания (вентиляция),

– сердечно-сосудистая система (циркуляция),

– система утилизации организмом кислорода.

Повышение аэробной производительности (АП) в первую очередь связано с повышением производительности систем вентиляции, циркуляции и утилизации, правда, их включение идет не параллельно и постепенно всех разом, а гетерохронно: на начальном этапе адаптации преимущественно система вентиляции, затем циркуляция и на этапе высшего спортивного мастерства – система утилизации (Кучкин, 1983, 1986, 1999).

Общий размер прироста аэробной производительности разными авторами определяется от 20 до 100 %, однако исследования в лаборатории физиологии ВГАФК (Кучкин, 1980, 1986) показали, что общий размер прироста показателя относительного МПК составляет в среднем 1/3 от исходного (генетически детерминированного уровня) – т.е. около 35 %. Причем на этапе начальной подготовки прирост МПК наиболее ощутим и составляет до 20 % (половину от общего прироста), на этапе спортивного совершенствования (П этап адаптации) прирост МПК/вес замедляется и составляет около 10 %, а на этапе высшего спортивного мастерства (Ш этап адаптации) прирост минимален – до 5-7%.

Таким образом, начальный период адаптации является наиболее благоприятным для тренировки аэробных возможностей, а окончание этого этапа является ответственным за определение перспективности данного спортсмена в отношении аэробной работоспособности.

Большое значение для проявления выносливости имеют биоэнергетические процессы, протекающие в различных органах, тканях и организме в целом как в период физической нагрузки, так и в условиях восстановления.

По данным Б. Экблума и др (1967), объем процессов сгорания от общего расхода энергии при беге на коньках на дистанцию 500 м составляет 30 %, на 1500 м – 50 %, на 5000 м – 85 % и на, 10000 м – 93 %; процессов расщепления – на 70, 50, 15 и 7%. Соответственно изменяется и кислородный долг.

Важным источником повышения работоспособности в видах спорта на выносливость служит расширение способности тканей к утилизации кислорода. Установлено, что высшие спортивные достижения, связанные с максимальной выносливостью, могут быть показаны ори потреблении 02 до 80 мл на 1 кг веса в минуту и более. Эта суммарная цифра складывается из усвоения кислорода различными органами и тканями, которые обладают разной способностью к усвоению 02.

Выносливость в условиях длительной и напряженной заботы обеспечивается рядом компенсаторных механизмов на уровне внутри- и межмышечной координации. На первом уровне это, в частности, выражается в значительном увеличении амплитуды ЭМГ мышц при утомлении. Возрастание электрической активности (ЭА) мышц при утомлении объясняется тем, что сила сокращения каждой из активизированных двигательных единиц (ДЕ) снижается. Утомление локализуется главным образом в быстрых мышечных волокнах, в которых накапливается большое количество лактата. Вследствие этого для поддержания напряжения мышц на прежнем уровне в возбуждение вовлекается большее количество двигательных единиц (Tesch et al„ 1978; Maton, 1981; Верхошанский, 1988). Потенциал действующих и вновь мобилизованных ДЕ суммируется, и общий электрический эффект оказывается повышенным. Причем увеличение количества работающих ДЕ может привести к значительному увеличению общей ЭА только при наличии синхронизации разрядов мотонейронов.

По данным:fictionbook.ru

Читай также:

SportWiki orlinetext text-decoration: none; color: black; orlinetext: link text-decoration: none; color: black; orlinetext: visited text-decoration: none; color: black; orlinetext: active text-decoration: none; color: black; orlinetext: hover ;
Журнал ЖЖ ;
REACTOR: программа «реактивного жиросжигания» для мужчин ;

Метки: , ,