Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Характеристика процессов утомления в скоростно-силовой подготовке спортсменов и возможности оценки состоянрія нма (обзор литературы) 10
1.1. Общие вопросы скоростно-силовой подготовки 10
1.2. Уровень решений проблемных вопросов управления процессом скоростно-силовой подготовки 17
1.3. Педагогические подходы к определению критериев управления процессом скоростно-силовой подготовки спортсменов 21
1.4. Предпосылки к поиску критерия оценки состояния НМА 25
1.4.1. Биомеханические аспекты в оценке состояния НМА 25
1.4.2. Характеристика процессов утомления и восстановления в спорте 30
1.4.3. Контроль функционального состояния НМА в спорте 43
1.4.4. Краткая характеристика методов ЭМГ- исследований 44
1.4.5. Методы тонометрии и изучения сократительных свойств мышцы 47
1.4.6. Способы измерения сократительных свойств мышц 48
ГЛАВА 2. Задачи, методы и организация исследования 58
2.1. Задачи исследования 58
2.2. Методы исследования 58
2.3. Изучение и анализ научно-методической литературы 59
2.4. Метод регистрации ЛВВС 64
2.5. Методы математической статистики 68
2.6. Организация исследования 68
ГЛАВА 3. Исследование возможностей использования показателя лввс в качестве критерия при управлении тренировочными эффектами в различных промежутках времени 70
3.1. Динамика ЛВВС в тестировании электрическими стимулами, без механической нагрузки в паузах 70
3.2. Оценка усталостных явлений по показателям ЛВВС в «безнагрузочном» тесте со сдвоенными импульсами 72
3.3. Оценка усталостных явлений после циклической механической нагрузки, с тестированием ЛВВС в паузе отдыха 73
3.4. Изучение влияния нагрузок различного характера на показатели ЛВВС 75
3.5. Исследование возможности реализации принципа индивидуализации при дозировании скоро стно-силовых нагрузок на тренажёрном устройстве 80
3.6. Изучение возможностей реализации функций управления в скоростно-силовой подготовке спортсменов при оценке показателями ЛВВС их оперативного и текущего состояний (лонгитудинальное педагогическое наблюдение) 103
3.7. Использование информационных технологий при оценке утомления НМА в работе скоростно-силового характера по ЛВВС и его производной 113
Глава 4. Обсуждение результатов исследования 123
Выводы 138
Практические рекомендации 140
Список литературы 141
Приложение 175
- Педагогические подходы к определению критериев управления процессом скоростно-силовой подготовки спортсменов
- Способы измерения сократительных свойств мышц
- Изучение и анализ научно-методической литературы
- Исследование возможности реализации принципа индивидуализации при дозировании скоро стно-силовых нагрузок на тренажёрном устройстве
Введение к работе
Актуальность проблемы. В современной науке о спорте накопилось немало проблемных вопросов, связанных с управлением процессом скорост-но-силовой подготовки спортсменов. После решений, связанных с выбором упражнений скоростно-силовой направленности, возникают сложности, связанные с оценкой эффекта тренировки, т.е. когда целесообразно прекращать серию упражнений, отдельно взятое занятие, либо их цикл. Очевидно, что эти вопросы возникают в связи с трудностью определения параметров нагрузки и с последующим утомлением спортсмена, а далее - с оценкой оперативного, текущего и кумулятивного эффектов совершаемой работы. Все эти вопросы не решаются без количественных и качественных критериев оценки названных явлений и связанных с ними состояниями спортсменов, что и отметил в свое время В.М.Зациорский [90], обозначив поиск и изучение подобных критериев как исследовательскую задачу перспективы, потребного будущего.
Анализ состояния решений проблемы управления в современной науке о спорте показывает, что до сих пор не названы ведущие функциональные системы, обеспечивающие работу скоростно-силовой направленности. В большей мере это связано с отсутствием признанных критериев оценки состояния периферического нервно-мышечного аппарата (НМА).
Именно поэтому, в настоящее время становится всё более очевидным понимание того обстоятельства, что именно сократительные свойства НМА, а в спорте это основной компонент «мышечной одаренности», которая в свою очередь может быть реализована только на базе совершенства всех остальных функций организма, должны быть предметом пристального изучения и контроля. Поэтому признается [199], что важной задачей спортивной науки является обоснование, разработка и внедрение экспресс — методов контроля состояний с целью исследования функциональных систем адаптации.
Реализация функций управления тренировочным процессом в скорост пресс-контроля состояния самой нагруженной части опорно-двигательного аппарата, а именно НМА, позволяющего неинвазивно и технологически просто, в реальном времени регистрировать информативный показатель состояния НМА.
Объект исследования: Управление процессом скоростно-силовой подготовки спортсменов.
Предмет исследования: Метод оценки функционального состояния периферического НМА и методика его использования для выявления критериев оценки состояний спортсменов, используемых при управлении процессом скоростно-силовой подготовки.
Научная гипотеза: Исходя из представлений о первичности процессов утомления в различных звеньях НМА при физических нагрузках, было выдвинуто предположение, что экспресс-контроль функционального состояния НМА по латентному времени вызванного сокращения (ЛВВС) обеспечит возможность управления процессом скоростно-силовой подготовки спортсменов.
Цель исследования: Разработать метод измерения ЛВВС и экспериментально обосновать методику его применения для управления тренировочным процессом в скоростно-силовых видах спорта.
Задачи исследования:
1. В теоретическом анализе существующих методов контроля функционального состояния НМА сопоставить их логическую информативность с методом измерения ЛВВС.
2. Выявить характерные особенности динамики изменения ЛВВС в связи с нагрузкой различного характера.
3. Изучить особенности изменения ЛВВС в связи с физической нагрузкой на контрольно-диагностических стендах.
4. Исследовать возможность использования показателя ЛВВС в индивидуализированном оперативном, текущем и поэтапном контроле состояния НМА квалифицированных спортсменов при выполнении ими физических на НМА-Квалифицированньїхсгюртсменов пр вьшолнении.ими физических нагрузок на контрольно-диагностических стендах и в реальном тренировочном процессе.
Теоретико-методологическую основу настоящего исследования составили идеи признанных авторов по системному анализу сложных явлений (Н.А.Бернштейн, 1966; П.К.Анохин, 1980); основные положения теории и методики физического воспитания, управления спортивной тренировкой (Н.Г.Озолин, 1970; Л.П.Матвеев, 1977, 1991; В.М.Зациорский, 1969; Ю.В.Верхошанский, 1977, 1988; В.Н.Платонов, 1988; В.К.Бальсевич, 2002, 2004). В своих построениях мы учитывали основополагающие положения биологии и физиологии: принцип перемежающейся активности (Г.Н.Крыжановский и др., 1974), функциональное разделение двигательных единиц на 4 группы (Burke R.E., 1968), «принцип величины» (Henneman Е, 1965), отражающий закономерность возбудимости медленных и быстрых мотонейронов, а также квантовый (дискретный) характер функционирования сократительных структур (Г.М.Франк и др., 1966).
Научная новизна исследований:
1. Обнаружен биофизический эффект вызванного одиночного сокращения мышцы, обозначенный нами термином «акустическая эмиссия» (АЭ), который позволил измерить ЛВВС, включая момент начала сократительного ответа, в результате чего оказалось возможным создание способа и устройства для высокоточного измерения ЛВВС [3]. Получена возможность надежно, технологически просто и неинвазивно измерять латентное время Н-рефлекса, М-ответа и F-волны вызванного сокращения мышцы по сигналу акустической эмиссии.
2. Разработана методика измерения и анализа показателей ЛВВС, которая позволила
а) реализовать педагогический принцип индивидуализации тренировочной нагрузки отдельного занятия, основанный на оценке показателем ЛВВС оперативного состояния НМА спортсмена после каждой серии упражнений;
б) выявить характерную динамику показателя ЛВВС для низко- и высокопороговых мышечных структур, что расширяет возможности инструментального контроля скорости биофизических процессов в разных звеньях НМА и выбора упражнений направленного воздействия (регулирование соотношения упражнений силовой и скоростной направленности);
в) выделить три признака утомления НМА, связанные с изменением порогов Н-рефлекса и М-ответов мышцы, один из которых индицирует раннее переутомление мышечных структур, ответственных за быстрое сокращение; этот признак может использоваться при реализации педагогического принципа цикличности тренировочного процесса;
г) изучить возможность количественной оценки кумулятивного эффекта в длительных циклах тренировки скоростно-силовой направленности.
д) предложить возможность исследования функционального состояния любых скелетных мышц, независимо от их размера и глубины залегания.
Теоретическая значимость исследования состоит в реализации функций управления процессом скоростно-силовой подготовки спортсменов посредством оценки оперативного, текущего и поэтапного состояний НМА с использованием выявленных характерных особенностей динамики показателей ЛВВС в срочном, текущем и кумулятивном эффектах тренировки.
Практическая значимость. Показано, что применение показателя ЛВВС мышц для контроля процесса скоростно-силовой подготовки, благодаря информативности, неинвазивности, портативности и высокой скорости получения информации даёт возможность управления нагрузкой в индивидуальном порядке, в одном и циклах занятий, а также в восстановительном периоде подготовки.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Апробация проведена 1 июля 2005 г на расширенном заседании сотрудников кафедры теоретических и прикладных физико-математических дисциплин, преподавателей других кафедр, научных сотрудников СибГУФК и спорта. Внедрение результатов исследования подтверждается 7-ю актами. Основные положения, выносимые на защиту:
1. Эффект акустической эмиссии является объективным репрезентантом мышечного сокращения. Предлагаемый метод оценки состояния НМА спортсмена, в отличие от предшественников, позволяет измерять истинный латентный период вызванного сокращения, от фронта стимула до фронта сигнала АЭ, т.е. до момента начала сокращения.
2. ЛВВС оказалось тесно связанным с волоконной композицией исследуемых мышц. Утомление в нагружаемых мышцах поэтапно проявляется в повышении порогов Н-рефлекса, вплоть до их исчезновения, и М-ответов, в которых четко выделяются зоны работы медленных и быстрых ДЕ, а так же переходный период между ними.
3. Возможности разработанного метода позволяют вести оперативный, текущий и поэтапный контроль состояния НМА и оценивать эффективность восстановительных мероприятий, что позволяет реализовывать функции управления процессом скоростно-силовой подготовки спортсменов в срочном и отставленном эффектах тренировки.
4. Выявленная возможность раздельного изучения динамики показателей ЛВВС низкопороговых и высокопороговых мышечных структур позволяет решать вопросы соотношения общего и частного, регулируя в тренировке дозировку силовых и скоростных упражнений.
Педагогические подходы к определению критериев управления процессом скоростно-силовой подготовки спортсменов
Не располагая надёжными и информативными тестами для выявления физиологических и биохимических критериев адаптации к скоростно-силовым проявлениям, представители спортивной педагогики, после обсуждений и дискуссий в печати, о которых упоминалось выше, согласовано пришли к заключению, что спортивный результат — лучший показатель тренированности, а значит и состояния спортсмена. Более того, в ходе той же дискуссии спортивный результат был назван В.М.Зациорским единичным критерием, по которому проверяется информативность различных тестов, что предопределило на многие годы вперёд направление научных исследований в педагогике. К тому же, консолидированное мнение высказывали и специалисты-биологи, с тем лишь отличием, что термин «спортивный результат» заменялся ими в своих логических построениях понятием «работоспособность». Например, в монографии В.А.Друзя [74] отмечалось, что любое нарушение внутренней среды будет сказываться на изменении работоспособности функциональных систем и организма в целом. Поэтому, зная закономерность, лежащую в основе изменения работоспособности в зависимости от условий действия внешнего фактора среды, можно судить о состоянии организма в данный момент. Наиболее эффективным в этом отношении для тренировочного процесса автор называет контроль работоспособности, а не изменения функциональной активности какой-либо системы в отдельности. Объяснялось это тем, что контроль работоспособности более прост и сокращает время обработки информации по отношению к контролю любой другой системы, и может осуществляться непосредственно в момент выполнения работы.
Относительная простота регистрации спортивного результата (работоспособности) во взаимосвязи с показателями специальных тестов, отражающих различные стороны специальной (функциональной) подготовленности привели к реализации многих исследований, в которых динамика спортивного результата в годичном цикле подготовки отражала качество планирования тренировочного процесса. При этом приобретало большое значение выделение ведущих, педагогически управляемых параметров двигательного обеспечения деятельности и формирование на их основе модельно-диагностического комплекса (МДК). Комплекс, по В.А.Булкину [29], должен был выступать в качестве основного критерия оценки подготовленности спортсмена. Алгоритм формирования МДК предусматривал использование статистических методов, позволяющих, по мнению автора:
а) сформировать исходное описание исследуемого процесса (формирование однородных выборок);
б) сформировать информативное описание полученного экспериментального материала (корреляционный и факторный анализ);
в) проанализировать структурные отношения между выделенными параметрами - связи субординации и координации (корреляционный и факторный анализ).
Не разделяя оптимизма автора, приведем несколько контраргументов. Разработанная математическая модель относилась к статистическим. Она корректна, в среднем, только по отношению к тем «однородным» выборкам, которые удалось выделить в обследованном контингенте испытуемых. Имея в виду наличие антагонизма между силой и скоростью мышечных проявлений, нельзя исключить несовпадения индивидуальных реакций испытуемых на «одну и ту же» физическую нагрузку. Это означает последующее выпадение испытуемого из списка клиентов «информативного описания» состояния испытуемых и, по меньшей мере, некорректность использования разработанной модели для реализации индивидуального подхода при планировании тренировочных нагрузок.
Следует отметить, что попытки разработки статистических моделей для диагностики состояний предпринимались и ранее. Факторный анализ использовался В.А.Запорожановым [87, 88] для выявления наименьшего количества тестов, адекватным образом характеризующих текущее состояние двигательной функции спортсмена.
В результате этих исследований И.А.Тер-Ованесяном [209] для характеристики искомого состояния двигательной функции прыгуна в длину выявлен комплекс показателей: миотонометрия, сила стопы, вес голени и показатель прыгучести. В.А.Запорожановым [88], для метателей копья, выделялся другой комплекс - сила в положении финальной тяги, время хлёста, твёрдость большой грудной мышцы и вес метающей руки. Авторы отмечали, во-первых, что комплекс тестов должен быть специфичным для спортсменов разных специализаций, а во-вторых, что регулярные испытания по комплексу тестов обременительны для испытуемых. С другой стороны, ими не обнаружено связи между изменением функционального состояния спортсмена и каким-либо отдельно взятым тренировочным средством.
По-видимому, в связи с учётом изложенных фактов, при изучении проблемы управления спортивной тренировкой получили преимущественное развитие исследования, где спортивный результат использовался не только в качестве количественного критерия оценки состояния, но и для классификации его качества по характеру динамики развития. Здесь учитывался фазный характер изменения общей работоспособности, где вначале выделялась фаза интенсивного роста, затем следовала фаза замедленного увеличения, или выход на плато показателей работоспособности, а затем и их снижения.
В исследованиях В.В.Петровского с сотрудниками [166, 167] выявлено, что при выполнении стандартной работы максимальной интенсивности, направленной на развитие качества быстроты, организм спортсмена переходит в состояние высокой работоспособности (плато показателя) после 6-15 ежедневных занятий одинаковой направленности [157, 186, 201].
Наряду с отмеченным, В.А.Погасием [173] было установлено, что если в фазе стабилизации, или даже снижения специальной работоспособности организма спортсмена изменить характер, силу воздействий и паузы отдыха между ними, то это продлевает до 24 дней процесс дальнейшего роста качества быстроты. Таким образом, проведенными исследованиями выявлена зависимость величины тренировочного эффекта от режимов воздействий, их сочетаний и реабилитационных пауз отдыха. Обращаем внимание на то обстоятельство, что ежедневные однонаправленные нагрузки приводили к выходу на плато работоспособности через 6-15 дней, т.е. после 1-2-х недель занятий. Если произвести не совсем корректный переход от ежедневных шестиразовых занятий в лабораторных условиях к реальным трёхразовым (однонаправленным) в недельном цикле тренировки, при условии достижения близких кумулятивных эффектов, то ориентировочная длительность выхода на плато показателей составила бы от 2-х до 4 недель. Вариация нагрузок и введение пауз отдыха между ними приводила к смещению верхнего порога, ориентировочно, до 7 недель.
Способы измерения сократительных свойств мышц
Практически все исследования по изучению СССМ основаны на анализе одиночного мышечного сокращения [62, 251]. Основными характеристиками сократительного акта являются сила сокращения и его временные параметры. Временные параметры сокращения и расслабления мышцы являются важнейшими показателями состояния функции сократительных структур, но они сопоставимы только при соблюдении стандартных условий регистрации на одних и тех же мышцах [189].
Причиной нарушения СССМ может быть их денервация [222, 290, 310]. Исследования показали, что при денервации скорость сокращения уменьшается в быстрых мышцах, а в медленных увеличивается [26, 243]. Выраженность нарушений сократительной функции в медленной мышце больше, чем в быстрой мышце [273]. При денервации уменьшается содержание контрак-тильных белков миофибрилл.
Другой причиной нарушения СССМ, не связанной с денервационными расстройствами, может быть изменение трофического влияния нерва на мышцу [222].
В лаборатории Я.М. Коца [113] для исследования характеристик изометрического сокращения ТМГ применяли тендографическую методику, позволяющую регистрировать сокращение ТМГ по степени натяжения ахиллова сухожилия. На базе этой методики был разработан метод мионометрии, позволяющий определять состав мышечной единицы (ME). Сокращение ТМГ вызывали путем ЭС большеберцового нерва импульсами длительностью 1мс, частотой 100 Гц при амплитуде от пороговой до супрамаксимальной [115].
Исследовались скоростно-силовые свойства НМА у спортсменов разных специализаций, однако регистрация параметров силы по «стреле прогиба» сухожилия имела, на наш взгляд, принципиально неустранимую нелинейность и не может считаться методом точного измерения.
Известен метод А.С. Аруина [10, 11], позволяющий совершенствовать способности спортсмена в направлении оптимизации режимов тренировки. Для этого исследовались механические свойства пассивных мышц методом знакопеременной нагрузки. Качающийся маятник приводил в движение платформу, снабженную зажимами для крепления предплечья или голени. Конечность испытуемого располагалась таким образом, чтобы ось вращения сустава совпадала с осью вращения платформы. На оси платформы закреплялся датчик, с помощью которого регистрировались затухающие колебания системы «маятник-платформа-конечность». Определяемый в результате логарифмический декремент затухания колебаний характеризовал, по мнению автора, вязкие свойства исследуемой конечности. Состояние мышц контролировалось с помощью ЭМГ. Для исследования механических свойств активных мышц, испытуемый совершал прыжок на тензоплатформу, приземляясь на носки напряженных ног. На колени испытуемого была надета шина, полностью устраняющая сгибание ног в этом суставе. В результате упругого удара в икроножных мышцах возникали механические колебания. После обработки определялись частота собственных колебаний, логарифмический коэффициент затухания и коэффициент упругости рассматриваемых мышц.
Широкое распространение в исследовательской и практической работе при оценке функционального состояния возбудимых тканей получили методы электродиагностики (ЭД). Этому способствовала физиологическая адекватность электрического раздражения и надежная повторяемость условий тестирования [82, 132,171, 212, 213, 214, 227, 229, 299].
Основные наблюдения, проводящиеся при электродиагностике, касаются:
1) наличия или отсутствия сокращения определенной мышцы при избирательном ее раздражении в двигательной точке или через общий нервный ствол токами различного характера;
2) качественной характеристики сокращения (при его наличии), например, тетаническое или одиночное. Для нормальной поперечно-полосатой мышцы характерно быстрое, энергичное (так называемое молниеносное) одиночное сокращение, для мышцы, находящейся в стадии реакции перерождения и т.п. - замедленное, вялое, червеобразное.
Практически применяются следующие методы электродиагностики:
а) классический, (постоянным и тетанизирующим током);
б) хронаксиметрия или электродиагностика одиночными конденсаторными разрядами;
в) электродиагностика ритмическим раздражением: прерывистым постоянным током относительно высокой частоты или конденсаторными разрядами (суммационная хронаксиметрия);
г) раздражение импульсными токами с различной длительностью, частотой и формой импульсов.
В основе большей части этих методик лежат три основные физиологические закономерности:
- зависимость силы порогового раздражения от длительности импульса при одиночном раздражении и при различных состояниях нервно-мышечного аппарата;
- зависимость силы порогового раздражения от частоты, а также значения критических частот, характеризующих тетаническое сокращение при различных состояниях нервно-мышечного аппарата;
- зависимость силы порогового раздражения от формы (крутизны) нарастания тока, особенно при патологических состояниях нервно-мышечного аппарата.
Из практических методов, основанных на использовании закономерностей, выражающихся основной кривой электровозбудимости, наибольшим распространением пользуется так называемая «хронаксиметрия».
При хронаксиметрии определяются две характерные точки основной кривой электровозбудимости:
а) реобаза, представляющая собой величину порогового раздражения при любой значительной длительности стимула (на кривой реобаза выражается ординатой нижней ветви кривой, идущей почти параллельно оси абсцисс).
б) хронаксия, или длительность стимула, по силе равная удвоенной реобазе (на кривой хронаксия выражается абсциссой точки кривой, ординатакоторой равняется удвоенной реобазе).
Чем больше точек используется для построения кривой «сила-длительность», тем более гладкой и точной она будет [299]. Оптимальной последовательностью точек, используемых для построения кривой, является следующая: 300; 100; 50; 30; 10; 5; 4; 3; 2; 1; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1; 0,05 мс. Для каждой из этих величин длительности импульса следует найти амплитуду, необходимую для того, чтобы вызвать минимальное сокращение мышцы, и нанести ее на график.
Изучение и анализ научно-методической литературы
Исследование проводилось с помощью комплекса взаимосвязанных методов, что обусловило достоверность полученных данных, как в качественном, так и в количественном отношении. Методы исследования определялись в зависимости от задач и целей каждого этапа работы. Для решения поставленных задач использовались:
1. анализ научно-методической литературы;
2. метод диагностики состояния НМЛ по ЛВВС;
3. педагогические наблюдения и эксперименты;
4. методы биомеханического контроля режимов тренировочных нагрузок:
а) спидография;
б) тензография;
в) видеоконтроль;
5. методы математической статистики.
2.3. Изучение и анализ научно-методической литературы
В последние десятилетия спорт высших достижений, особенно в его скоростно-силовых видах, в явном или неявном виде сталкивается с проблемой отсутствия контроля самой нагружаемой системы - НМА. Проблема контроля актуализировалась в связи с возросшими нагрузками и объемами, рациональное применение которых невозможно при отсутствии метода экспресс-контроля функционального состояния НМА. В связи с этим нами изучались такие области знаний как: педагогика, теория и методика физического воспитания, биомеханика, физиология труда и спорта, информатика, статистика и ряд других.
Были проанализированы труды известных педагогов, физиологов, современные подходы отечественной и зарубежной теории и практики спорта по следующим направлениям:
- Вопросы скоростно-силовой подготовки.
- Проблема утомления в спорте.
- Методы контроля НМА и их недостатки.
- Возможности создания нового метода экспресс-контроля состояния НМА. Всего проанализировано 345 источников, из них 106 иностранных.
Проведенный анализ показывал, что ни один из рассматриваемых методов или их модификаций не отвечают полному набору признаков экспресс-метода диагностики состояния той или иной функции. Если признать существование проблемы утомления в спорте высших достижений и в практике тренировочного процесса, то для её решения на современном уровне метод диагностики должен отвечать следующим требованиям:
1. Неинвазивности.
2. Простоты получения информации и высокой скорости её предъявления в связи с дефицитом тренировочного времени.
3. Информативности, т.е. однозначности корреляции состояния и нагрузки.
4. Объяснения происходящего в рамках имеющегося знания.
5. Наличия метрологического обеспечения.
6. Портативности и автономности.
Совершенно ясно, что для реализации таких требований необходимо было, в первую очередь найти новый, технологически доступный показатель, в достаточной степени отражающий поведение интересующей нас функции. Это обусловлено тем, что традиционно используемые показатели не позволяют создать метод экспресс-контроля, отвечающий выше приведенным требованиям.
Опыт применения электрофизиологических показателей четко продемонстрировал их относительную независимость от сократительных свойств, а прямое исследование этих свойств механографическими способами на неизолированных мышцах, оказалось технологически трудным, число мышц доступных для обследования ограниченным, а методические погрешности очень большими. Принципиальным недостатком всех механографических методов исследования СССМ является регистрация и анализ интегрального, низкочастотного ответа мышцы, который маскирует тонкие изменения в сократительных структурах, происходящие при утомлении.
Для устранения указанных недостатков и создания метода оценки функционального состояния НМА в целях экспресс-диагностики и повышения эффективности тренировочного процесса, мы предлагаем измерять латентное время вызванного сокращения - ЛВВС. При этом мы исходили из того, что измерение ЛВ в физиологии, психофизиологии имеет длительную и успешную историю применения как способа исследования и диагностики [25, 254, 272, 286, 340, 341]. Так же как в технике время переходного процесса, ЛВ измеренное с высокой точностью отражает совершенство или дефект функционирования какой-либо системы. ЛВ - это время отклика какой-либо возбудимой системы на адекватный стимул и чем оно меньше, тем большие частоты могут пропустить звенья системы. ЛВ всегда увеличивается при уменьшении скорости метаболических процессов, и эта закономерность достаточно выражена при нагрузках, превышающих физиологические возможности НМА и мышечной ткани. Очевидная связь ЛВ и скорости физико-химических процессов, протекающих в возбудимых тканях, дали основание Хиллу [225, С.82] заметить, «... что структуры или клетки, являющиеся более быстрыми в одних отношениях, являются более быстрыми и в других отношениях. Казалось бы, странным, если бы не было найдено, что мышечное волокно, обладающее более высокой характеристической скоростью, обладает также более коротким латентным периодом, что у него быстрее развивается активное состояние и что оно начинает раньше расслабляться».
Е.К.Жуков [84] отмечал, что сокращение начинается после того, как пик ПД и порожденные им токи действия уже закончились, но между возникновением мышечного ПД и началом механической реакции протекает некоторое время — латентный период. В названном промежутке и происходят процессы, подготавливающие возникновение сокращения: проведение возбуждающего импульса по проводящей системе мышечных волокон и переход ионов Са из саркоплазматического ретикулума в межфибриллярное пространство, а также изменение импеданса клеток.
Известно также, что начало активного состояния миофибриллярного аппарата, опережает проявление внешнего механического эффекта и достигает максимума интенсивности за интервал не больше 40-50% времени восходящей волны сокращения [244, 284].
Исследование возможности реализации принципа индивидуализации при дозировании скоро стно-силовых нагрузок на тренажёрном устройстве
Оценка оперативного или текущего состояния организма спортсмена непосредственно связана с проблемой управления тренировочным процессом, а в общем плане - с проблемой утомления при физической нагрузке. Известно, что чрезмерная нагрузка оказывает повреждающее воздействие на организм спортсмена, а малая не имеет адаптогенного эффекта. В то же время для роста спортивных достижений нагрузки должны быть достаточно большими и вызывать околопредельную мобилизацию резервных возможностей организма. Вопросы оценки тренировочных нагрузок актуальны и в связи с широким внедрением в практику тренажерных устройств, где искусственно созданные условия тренинга лишают нас привычных ориентиров (модельных характеристик) по объемам и интенсивности выполняемых упражнений.
Нами проведена работа по выявлению диагностической информативности ЛВВС, используемого для оценки состояния периферического НМА спортсмена в работе скоростно-силового характера, выполняемой на тренажёрных устройствах и приспособлениях.
В представляемых далее циклах экспериментов исследовалось ЛВВС медиальной головки икроножной мышцы. Электрод для ее раздражения располагался над задним большеберцовым нервом в подколенной ямке. Датчик крепился манжетой на маркированной точке брюшка мышцы. В качестве электростимулятора использовался лабораторный ЭСУ-01, промежутки ЛВВС фиксировались на электромиорефлексометре ЭМР-01, а для визуального контроля и анализа процессов применяли монитор ИМ-789.
В предварительных наблюдениях было установлено, что при постепенном нарастании величины электрического стимула от порогового уровня и выше, показатели ЛВВС уменьшаются. При этом величина порога изменялась во времени (от занятия к занятию и в отдельно взятом занятии), что не противоречило общепризнанным фактам. Было выявлено, во-первых, что стимул 50 вольт на неутомленной мышце, как правило, приводит к вызову Н-рефлекса, а во-вторых, увеличение стимула выше 90 вольт в малой степени изменяло ЛВВС и плохо переносилось испытуемыми. По-видимому, импульс 90в близок к супрамаксимальному, поэтому на этом этапе исследования мы ограничили их величины интервалом (50-90в). Электрические импульсы (стимулы) прямоугольной формы из указанного интервала, длительностью в 1мс, отрицательной полярности, с шагом в 10в (5 стимулов в серии), наносились на тестируемую мышцу с интервалом в Зс.
Спортсмен фиксировался на каретке контрольно-диагностического стенда-тренажёра, перемещающейся на 4-х шарикоподшипниковых опорах по П-образной раме, вверх - при отталкивании от опоры, вниз - под влиянием силы тяжести. Оборудование стенда позволяло контролировать условия выполнения упражнения: регламентировались амплитуда разгибательных движений ног, угол установки направляющей рамы, число попыток, скорость разгона каретки.
Последний показатель выявлялся с помощью специально разработанного устройства (РП №1636/46), которое позволяло одновременно регистрировать функцию V(t) в аналоговой форме на ленте самописца Н 338-2, а на цифровом вольтметре Ф-204 отражать в производных единицах (м/с) пиковые значения скорости разгона каретки. Эту информацию анализировал исследователь, а в поле зрения испытуемого располагалось цифровое табло, на котором скорость разгона каретки оценивалась по десятибалльной шкале. Рабочий диапазон скоростей разгона (2,0 - 4,5 м/с) был равномерно разделен на 10 интервалов по 0,25 м/с. По показаниям цифрового табло (оценки от 0 до 9-й), спортсмен имел возможность корректировать свои действия в ходе выполнения серий упражнений.
На месте опоры ногами, у основания направляющей рамы жёстко крепилась тензоплатформа, сигнал с которой в аналоговой форме регистрировался на втором канале самописца и использовался далее для анализа длительности опорных реакций. Спортсмен должен был достичь максимальной скорости разгона каретки в каждой попытке серии упражнений, но длительность опоры при этом не регламентировалась.
ЛВВС регистрировалось перед началом каждой серии упражнений и после них. Фиксировались и анализировались средние значения ЛВВС на каждой градации стимула в сериях электростимуляционных тестирований, а также усреднённые данные по трём последним градациям стимулов 70, 80 и 90в, в связи с тем, что ответы НМА на указанные стимулы были близкими по величине (рис. 13).
Лабораторный эксперимент с кандидатом в мастера спорта по прыжкам в высоту Ша-ым был запланирован на завершающем этапе соревновательного периода. Всего проведено 6 занятий с выполнением упражнений на стенде и 5 дополнительных тестирований ЛВВС в разгрузочной неделе.
