Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Факторы и физиологические механизмы, обусловливающие физическую работоспособность спортсменов 11
1.2. Значение различных факторов и физиологических механизмов в обеспечении физической работоспособности спортсменов в процессе многолетней адаптации к мышечной работе 19
1.3. Влияние характера специфической мышечной деятельности на уровень развития различных компонентов физической работоспособности и физиологических механизмов, ее определяющих и лимитирующих
1.4. Повышение физической работоспособности и оптимизация механизмов, ее обусловливающих посредством направленных воздействий на организм 35
1.5. Резюме 43
Глава 2. Методы и организация исследования 47
2.1. Методы исследования 47
2.2. Организация исследования 54
2.3. Контингент испытуемых и объем исследований 55
Глава 3. Роль факторов, обусловливающих физическую работоспособность спортсменов на разных этапах многолетней подготовки 57
Глава 4. Физиологические факторы, определяющие физическую работоспособность спортсменов различной специализации 72 .
Глава 5. Анализ факторов, обусловливающих физическую работоспособность при ее целенаправленном повышении 86
5.1. Оценка влияния тренировок в условиях повышенного эластического сопротивления дыханию на динамику и структуру физической работоспособности спортсменов 87
5.2. Оценка влияния тренировок с дополнительным резистивным сопротивлением дыханию на динамику и структуру физической работоспособности спортсменов 95
Заключение 101
Выводы 104
Практические рекомендации 106
Список литературы 107
- Факторы и физиологические механизмы, обусловливающие физическую работоспособность спортсменов
- Повышение физической работоспособности и оптимизация механизмов, ее обусловливающих посредством направленных воздействий на организм
- Физиологические факторы, определяющие физическую работоспособность спортсменов различной специализации
- Оценка влияния тренировок в условиях повышенного эластического сопротивления дыханию на динамику и структуру физической работоспособности спортсменов
Введение к работе
Актуальность исследования. Физическая работоспособность спортсменов является важнейшим условием для развития всех основных фи- . зических качеств, основой способности организма к перенесению высоких специфических нагрузок в реальных условиях спортивной деятельности, возможности реализовать функциональные потенциалы к интенсивному протеканию восстановления во всех видах спорта (Р.Е.Мотылянская, В.Н.Артамонов, 1982; В.Н.Платонов, 1984; В.Н.Артамонов, 1989; А.Н.Корженевский и др., 1993) и во многом определяет спортивный результат практически на всех этапах многолетней тренировки (Ф.А.Иорданская и др., 1985; А.С.Солодков, 1995; А.П.Золотарев, 1996; А.КШамардин, 2000).
Известно, что физическая работоспособность зависит от целого ряда . факторов, определяющих и лимитирующих ее (И.В.Аулик, 1979, 1990; В.СМищенко, 1980, 1990; С.Н.Кучкин, 1986; В.Л.Уткин и др., 1986; В.Н.Артамонов, 1989; З.Б.Белоцерковский, 2005). Работоспособность всегда обеспечивается функционированием одних и тех же систем организма, на ее уровень влияют одни и те же факторы, но роль этих систем и факторов различна в зависимости от спортивной специализации, возраста и др. (И.А.Алешков, А.И.Невмянов, 1978; В.С.Фомин, 1984; Ю.В.Верхошанский, 1985, 1988; Ю.И.Смирнов, 1987; С.Н.Кучкин, 1999). Эти сведения крайне необходимы для адекватного контроля функционального состояния организма спортсменов, так как физическая работоспособность является интегральным показателем функционального состояния и функциональной подготовленности организма (А.И.Шамардин, 2000; И.Н.Солопов, А.И.Шамардин, 2003). Вследствие этого тестирование физической работоспособности является важнейшим компонентом комплексного контроля спортсменов, так как с его помощью определяются функциональные возможности организма, выявляются слабые звенья адаптации к нагрузкам и факторы, лимитирующие ее.
Вместе с тем, контроль физической работоспособности чаще всего осуществляется в основном только по показателю внешней механической работы (В.ЛКарпман и др., 1974; И.В.Аулик, 1979; Ф.А.Иорданская и др., 1985 и др.), что позволяет получить определенную количественную информацию. В то же время, оценка факторов, определяющих и лимитирующих работоспособность, дает качественную информацию, на основе которой возможно целенаправленно корректировать тренировочный процесс, наращивая функциональные возможности в слабых звеньях. Кроме того, данная информация имеет важное значение и при выборе средств и методов тренирующих воздействий и, при необходимости, для целенаправленной оптимизации функциональной подготовленности, например, посредством дополнительных эр-гогенических средств.
Использование дополнительных эргогенических средств становится в настоящее время необходимом элементом современных технологий тренировочного процесса в спорте (В.Н.Платонов, 1997; Н.И.Волков и др., 1998; Н.Волков, В.Олейников, 2000; А.И.Шамардин, 2000; И.Н.Солопов, 2004), что обеспечивает интенсификацию процессов адаптации к факторам тренировочного воздействия, повышает эффективность непосредственной подготовки к главным соревнованиям; при этом удается избежать критических степеней напряжения опорно-двигательного аппарата и регуляторных механизмов. Ввиду этого изучение эффектов и механизмов повышения физической работоспособности в процессе использования дополнительных эргогенических средств приобретает особую практическую значимость.
К настоящему времени многие стороны данной проблемы в той или иной степени исследованы и описаны в ряде работ (В.Л.Карпман и др., 1974; И.В.Аулик, 1979; В.С.Мищенко, 1980, 1990; В.С.Фомин, 1984; С.Н.Кучкин, 1986 и др.). Однако в литературе многие вопросы представлены фрагментарно и разрозненно. В частности, в недостаточной степени изучены факторы, обусловливающие и лимитирующие физическую работоспособность у спорт-
сменов различной специализации и квалификации. Это не позволяет в должной мере использовать данную информацию для интеграции ее в практику спортивной тренировки и подготовки к профессиональной деятельности в экстремальных условиях.
Таким образом, недостаточная изученность многих вопросов проблемы многофакторной обусловленности физической работоспособности, динамики ее развития, необходимость совершенствования методов диагностики и оценки данного свойства организма, оптимизации способов ее повышения . при специальной профессиональной и спортивной подготовке обусловливают актуальность настоящего исследования.
Цель исследования. Выяснить ведущие факторы в обеспечении физической работоспособности спортсменов, их роль на разных этапах многолетней адаптации к мышечной деятельности в зависимости от спортивной специализации и при целенаправленном ее повышении посредством дополнительных эргогенических средств.
Задачи исследования:
Установить значение различных категорий физиологических . факторов в обеспечении физической работоспособности и изучить структуру их взаимосвязей у спортсменов на разных этапах многолетней адаптации к мышечной деятельности.
Выяснить роль физиологических факторов в обеспечении физической работоспособности и структуру взаимосвязей ее основных компонентов у спортсменов с разной структурой двигательных актов.
Изучить динамику факторов, определяющих и лимитирующих физическую работоспособность, и структуру их взаимосвязей при целенаправленном ее повышении посредством использования дополнительных эргогенических средств.
Гипотеза. Роль и значение разных факторов, определяющих и лимитирующих физическую работоспособность спортсменов, структура их взаи-
мосвязеи различаются в зависимости от спортивной специализации и этапа * многолетнего процесса адаптации к мышечной деятельности, структура взаимодействия которых при целенаправленном воздействии оптимизируется.
Научная новизна. Получены новые данные о структуре физической работоспособности, выяснено значение различных физиологических факторов и установлены закономерности включения их различных категорий в обеспечение физической работоспособности человека с различным характером привычной мышечной деятельности и на разных этапах многолетнего процесса адаптации к физическим нагрузкам.
Охарактеризованы уровни развития отдельных факторов и их роль в обеспечении физической работоспособности, теснота их взаимосвязей и взаимообусловленности, степень напряженности регуляторных механизмов, физиологическая «стоимость» адаптации, особенности структуры физической работоспособности спортсменов разных специализаций
Показана высокая эффективность влияния целенаправленного тренинга с увеличенным резистивным и эластическим сопротивлением дыханию на функциональные возможности и физическую работоспособность спортсменов.
Теоретическая и практическая значимость. Установленные в работе факты и выявленные закономерности расширяют представления о физиологических механизмах и факторах, определяющих и лимитирующих физическую работоспособность людей, находящихся на разном уровне адапти-рованности к мышечным нагрузкам, и в связи со специфической мышечной деятельности различного характера.
Полученные в исследовании данные позволяют обосновать стратегию целенаправленного комплексного контроля и оценки уровня физической работоспособности человека в зависимости от характера привычной мышеч- . ной деятельности и этапа многолетней адаптации к физическим нагрузкам.
Использование дифференцированного подхода к организации контроля физической работоспособности спортсменов позволит определять тактику тренировочного процесса, акцентируя воздействие на ведущих факторах, что обеспечит повышение его эффективности.
Полученные результаты могут быть использованы для разработки программ целенаправленного повышения функциональных возможностей организма и физической работоспособности посредством дыхания с дополнительным эластическим и резистивным сопротивлением в спортивной практике и при адаптации человека к экстремальным условиям обитания и деятельности в процессе специальной профессиональной подготовки.
Сформулированные в работе положения и материалы исследования могут быть использованы в учебном процессе физкультурных высших учебных заведениях, на факультетах физического воспитания при подготовке и переподготовке специалистов в области физической культуры и спорта.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на итоговых конференциях студентов и молодых учёных Волгоградской государственной академии физической культуры за 2003-2004 гг.; XI Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области, г.Волгоград, 2006г.; I Всероссийской, с международным участием, конференции по управлению движением «Управление движением», г.Великие Луки, 2006 г. Апробация диссертации проведена на расширенной конференции кафедры физиологии и химии Волгоградской государственной академии физической культуры (март 2007г) и заседании секции Ученого совета ГНЦ РФ-ИМБП РАН (май 2007 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 135 страницах набранного на компьютере текста, построена по традиционной схеме и состоит из введения, обзора литературы, описания методов и организации исследования, трех глав с изложением результатов собст-
венных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 201 название на русском и 57 - на иностранных языках. Материал диссертации иллюстрирован 7 рисунками и 9 таблицами.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
Физиологические факторы, определяющие физическую работоспособность человека на разных этапах многолетнего процесса адаптации к мышечной деятельности различны по своему значению: на начальных этапах ведущими оказываются факторы морфофункциональной мощности, на промежуточных этапах - факторы предельной мощности функционирования; на заключительных этапах - факторы предельной мощности функционирования и функциональной экономичности.
Роль различных категорий факторов, определяющих физическую работоспособность людей, адаптированных к мышечной деятельности с различным характером двигательных актов и в разных внешних условиях, обеспечивается специфическим соотношением значимых физиологических факторов, ее обусловливающих, и при разном характере их взаимосвязей и взаимообусловленности, степени напряженности регуляторных механизмов и физиологической стоимости адаптации.
Систематические мышечные тренировки на фоне увеличенного эластического и резистивного сопротивления дыханию способствуют суще- . ственному росту функциональных возможностей и физической работоспособности человека, обеспечивая эту положительную динамику за счет различной динамики структуры взаимосвязей физиологических факторов, тесноты связей и интегрированности этих факторов.
Факторы и физиологические механизмы, обусловливающие физическую работоспособность спортсменов
В широком смысле под термином «физическая работоспособность» (англ. «physical work capacity», «physical performance capacity») понимают потенциальную способность человека выполнять работу определенного характера и вида в заданных режимах внешних условий (Н.В.Яружный, 1993). Вместе с тем понятие «физическая работоспособность» до сих пор не имеет однозначного толкования, и разные авторы вкладывают в него довольно различное содержание (А.Н.Крестовников, 1951; P.Astrand, J.Rodahl, 1970; И.В.Аулик, 1979, 1990; В.С.Фарфель, 1975). Приведем несколько определений, наиболее часто встречающиеся в литературе.
В.Л.Карпман с соавт. (1974) ограничивается общим описанием физической работоспособности, пропорциональной количеству механической работы, которую человек способен выполнить с высокой интенсивностью.
P.O.Astrand (1954, цит. по: А.С.Солодков, 1995) назвал физическую работоспособность предельной аэробной мощностью и оценил ее максимальным количеством кислорода, которое может быть использовано организмом в единицу времени. А.А.Виру (1988) связывает спортивную работоспособность только с уровнем энергообеспечения и механизмами его реализации.
М.И.Виноградов (1969) подчеркивает, что работоспособность человека зависит как от условий, в которых протекает трудовая деятельность, так и от тех функциональных изменений, которые возникают в организме работающего человека. Ю.А.Шпагин (1974) считает, что физическая работоспособность -это категория, характеризующая возможности человека к выполнению конкретной деятельности
В.П.Загрядский и А.С.Егоров (1971) определяют работоспособность как способность человека совершать конкретную деятельность в рамках заданных параметров времени и эффективности труда. И.А.Сапов и др. (1976, 1986), а также А.С.Солодков (1995) под физической работоспособностью понимают способность человека выполнять в заданных параметрах и конкретных условиях профессиональной деятельности, сопровождающуюся обратимым в сроки регламентированного отдыха функциональными изменениями в организме. Физическая работоспособность проявляется в различных формах мышечной деятельности. Она зависит от «физической формы» или готовности (англ. «physical fitness») человека, его пригодности к физической работе, физической культуре и спортивной деятельности. Работоспособность - многокомпонентное свойство организма, проявляющееся в способности поддерживать гомеокинез при значительных физических и эмоциональных нагрузках (А.С.Мозжухин, 1980; Р.Е.Мотылянская, В.Н.Артамонов, 1982; В.Н. Артамонов, 1989). Физическая работоспособность спортсменов - это тот предел и диапазон мощности физической нагрузки, в рамках которых спортсмен в данное время способен выполнять ее, сохраняя оптимальные условия функционирования - экономичность и стабильность основных параметров физиологических систем (В.Н.Артамонов, 1989). Различают понятия «общей» и «специальной» физической работоспособности. Общая физическая работоспособность - это уровень развития физических качеств и способностей, не свойственных данному виду спорта, но прямо или косвенно влияющих на достижения в избранном виде спорта. Специальная физическая работоспособность - это уровень развития физических способностей, соответствующих специальным требованиям избранной спортивной специализации (В.Н.Артамонов, 1989). Под специальной работоспособностью понимаются реальные функциональные возможности организма человека к эффективному выполнению конкретной мышечной деятельности. В спорте это означает такое относительно устойчивое функциональное состояние организма, которое позволяет с высокой эффективностью решать возникающие конкретные тренировочные и соревновательные задачи. В основе приобретения и повышения специальной работоспособности лежит механизм долговременной адаптации организма спортсмена к условиям тренировочной и соревновательной деятельности, что внешне выражается в его морфофункциональной специализации (Ю.В.Верхошанский, 1988). Физическая работоспособность - одна из наиболее важных сторон подготовленности спортсмена (наряду с технической, тактической и психологической), которая обеспечивает эффективность соревновательной деятельности и является важным условием развития основных физических качеств. Физическая работоспособность рассматривается как фундамент для развития специфических качеств, способность организма к перенесению высоких специфических нагрузок, возможность реализовать функциональные потенциалы к интенсивному протеканию процесса восстановления в условиях спортивной деятельности (В.Н.Артамонов, 1989; З.Б.Белоцерковский, 2005). В этом смысле работоспособность зависит от телосложения и антропометрических показателей, мощности, емкости и эффективности механизмов энергопродукции, силы и выносливости мышц, нейромышечной координации, состояния опорно-двигательного аппарата и др. Отмечается, что уровень физической работоспособности непосредственно связан с функциональным состоянием жизненно-важных систем организма (Р.М.Баевский, Р.Е.Мотылянская. 1986; Н.М.Амосов, Я.А.Бендет, 1989; Р.М.Баевский, 1999; Л.Г.Харитонова и др., 2005).
Считают, что физическая работоспособность определяется тремя основными факторами: энергетическим потенциалом человека, экономичностью движений и степенью исчерпания энергетических ресурсов (В.Л.Уткин и др., 1986). Многими авторами энергетическому фактору придается особое значение (P.Astrand, J.Rodahl, 1970; С.Н.Кучкин. 1986; Ш.А.Хамзаев, Э.Ю.Сабирова, 1986).
Отмечается, что физическая работоспособность определяется взаимосвязью и взаимообусловленностью ресурсов организма и качеством управления ими, которая осуществляется центральными нейро-гормонально-гуморальными и автономными механизмами регулирования на всех уровнях физиологических систем, органов, клеточном и субклеточном уровнях (Р.Е.Мотылянская, В.Н. Артамонов, 1982).
Оптимальное соотношение активности центрального и автономного контура регулирования характерно для высокой физической работоспособности: оно обусловливает устойчивость, стабильность и надежность функционирования (Р.Е.Мотылянская, В.Н.Артамонов, 1982).
Поскольку кислородтранспортная функция кровообращения тесно связана с состоянием кардиореспираторной системы, естественно, что фактором, лимитирующим работоспособность, является отклонение в любом звене этой физиологической системы (Р.Е.Мотылянская, В.Н.Артамонов, 1982).
Важный структурный элемент физической работоспособности — кинетика обменных процессов. Она обусловливает скорость обратимых химических реакций непосредственно в процессе мышечной работы и после ее завершения и, что особенно важно, скорость врабатывания физиологических процессов (Р.Е.Мотылянская, В.Н.Артамонов, 1982).
Повышение физической работоспособности и оптимизация механизмов, ее обусловливающих посредством направленных воздействий на организм
Повышение эффективности адаптации организма к экстремальной мышечной деятельности, особенно в спорте, является одной из актуальных проблем. В настоящее время спортивная тренировка характеризуется возрастанием физических и нервных нагрузок. Объемы и интенсивность тренирующих воздействий в спорте достигли критических величин, дальнейший рост которых существенно превышает ресурсы физиологических возможностей организма человека и лимитируется социальными факторами (В.Н.Платонов, 1988, 1997; А.И.Шамардин, 2000; И.Н.Солопов, Е. С. Садовников, 2000; В.К.Бальсевич, 2001). В связи с этим весьма остро встает задача разработки новых технологий оптимизации процессов адаптации, поиска альтернативных подходов к использованию эффективных дополнительных средств, позволяющих существенно расширить диапазон адаптационных перестроек при достигнутом уровне объемов и интенсивности тренировочных нагрузок и повысить эффективность специфической мышечной деятельности в спорте (И.Н.Солопов, 1996, 1998; А.И.Шамардин, 2000; В.К.Бальсевич, 2001).
Известно, что мышечные нагрузки способствуют закреплению в функциональных системах изменений, характеризующих адаптогенный эффект, и обусловливающих направленную тренировку устойчивости организма к различным экстремальным воздействиям (А.Н.Вазин и др., 1978). Систематическое использование физических нагрузок является целенаправленным воздействием на организм, оптимизирующим деятельность сердечнососудистой и дыхательной систем, и повышающим работоспособность (К.В.Судаков, 1984). В тоже время эффективность адаптации может быть значительно повышена за счет использования дополнительных функциональных нагрузок на дыхательную систему (тренировка в условиях средне-горья при «гипоксической гипоксии», повышенное сопротивление дыханию, дыхание через дополнительное «мертвое» пространство, произвольная гипо-вентиляция и др.) при мышечной работе (А.Н.Крестовников, 1951; Б.ОЛхонтов, 1971; S.A.Ward, BJ.Whipp, 1980; A.D.D Urzo et al., 1986; . С.ККучкин, 1986, 1991; И.Н.Солопов, 1988, 1998; С.Н.Кучкин и др., 1996; А.А.Сучилин, 1997; И.НСолопов и др., 1997).
Эти воздействия усиливают влияние тренировочных нагрузок на организм, способствуют формированию более совершенных адаптационных механизмов и повышению работоспособности (СП. Летунов, 1967; Б.аЯхонтов, 1971; С.Н.Кучкин, 1986; И.Н.Солопов и др., 1993; С.Н.Кучкин и др., 1996).
Это связано с тем обстоятельством, что физиологические механизмы адаптации к действию на человека различных экстремальных факторов яв- . ляются сходными. При этом ведущее место среди них занимают неспецифические реакции, в результате которых поддержание гомеостаза и выработка повышенной сопротивляемости к какому-либо одному фактору внешней среды влекут за собой и одновременное возрастание устойчивости организма к некоторым другим неблагоприятным воздействиям. Другими словами, при адаптации в организме происходят в значительной мере тождественные функциональные сдвиги. Установлено, например, что физиологические изменения оказываются весьма сходными при гипоксической тренировке, физических нагрузках, закаливании и в других случаях. При всех этих воздей- . ствиях в организме возникают приспособительные реакции, направленные, прежде всего на повышение неспецифической его резистентности (А.С.Солодков, 1981).
Из этого теоретического положения следует практически важный вывод о том, что в ускорении адаптации спортсменов к физическим нагрузкам, достижении высшего спортивного мастерства и предупреждении у них дизадаптационных расстройств ведущую роль принадлежит методам и средствам повышения общей неспецифической реактивности организма.
Рядом исследований показана необходимость и полезность применения в тренировке спортсменов дополнительных эргогенических средств повышения работоспособности, например, направленных воздействий на дыхательную систему (С.Н.Кучкин, С.А.Бакулин, 1985; С.Н.Кучкин, 1991; ИЛ.Солопов, 2004).
Эти средства позволяют полнее раскрыть функциональные резервы организма спортсмена (Н.И.Волков и др., 1998; Н.Волков, В.Олейников, 2000; А.И.Шамардин, 2000; С.В.Дубровский, 2000; И.Н.Солопов, 2004), обеспечивают интенсификацию процессов адаптации к факторам тренировочного воздействия, повышают эффективность непосредственной подготовки к главным соревнованиям (В.Н.Платонов, 1997; А.И.Шамардин, 2000; И.Н.Солопов. 2004).
Уже достаточно давно исследуются эффекты гипоксии (P.Cerretelli et al., 1986; P.Bouissou et al., 1986) и рекомендуется использовать гипоксиче- ские тренировки спортсменов в горных условиях (СП.Летунов, 1967; В.С.Фарфель, 1967; А.В.Коробков, 1968; Ф.П.Суслов, 1983; J.Karvonen et al., 1986; А.С.СОЛОДКОВ, 1988; Ф.А.Иорданская и др., 1988; А.А.Сучилин, 1997). В тренировке спортсменов все чаще используется методика дыхания газовыми смесями с различным содержанием кислорода и углекислого газа (M.Hagerdal et al., 1975; С.Н.Кучкин и др., 1980; А.З.Колчинская, М.М.Филиппов, 1983; С.Н.Найдич, В.Н.Лысаков, 1984; Н.А.Агаджанян, Н.П.Красников, 1985; Ю.А.Буков, 1988; U.Fuchs, M.Reip, 1990; В.Л.Савина, Г.А.Мановцев, 1990; В.В.Горанчук и др., 1996). В этой связи указывается, что применение вариаций газовых смесей и методов, направленных на повышение функции обеспечения кислородом работающих тканей, рассматривается как неотъемлемая составная часть общей концепции «управляющая среда» (И.П.Ратов, 1984).
В спортивной практике весьма широко применение дыхательных упражнений (В.В.Михайлов, 1961, 1983; T.C.Smith, J.Rankin, 1969; K.Udupa et al., 1975; J.G.Rothman, 1978; P.Sadoul, 1979; С.Н.Кучкин, 1991; С.В.Вишнякова и др., 1998 и мн. др.). Считается, что при тренировке дыхательной системы необходимо достигать увеличения объема легких (ЖЕЛ), развития силы и выносливости дыхательных мышц, повышения способности поддерживать значительные уровни легочной вентиляции (С.Н.Кучкин, 1991), то есть способствовать повышению резервов мощности дыхательной системы, по классификации С.Н.Кучкина (1986,1999).
Показано, что в результате применения дыхательных упражнений увеличиваются резервный объем вдоха и резервный объем вдоха, общая емкость легких, сила и мощность вдоха и выдоха, максимальная вентиляция легких, коэффициент использования кислорода (А.А.Шнайдер, 1988). Весьма положительна реакция сердечно-сосудистой системы на систематическое использование дыхательных упражнений. Так, снижаются величины артериального давления и частоты сердечных сокращений в покое, величина систолического объема возрастает. Совершенствуется регуляция сердечного ритма (М.М.Шестаков, В.К.Макаренко, 1986; А.А.Шнайдер, 1988). Увеличивается кислородный пульс, что свидетельствует о повышении согласованности функций дыхательной и сердечно-сосудистой систем и их эффективности. Кроме того, наблюдается более быстрое восстановление после физических нагрузок (В.К.Макаренко, 1986), повышается физическая работоспособность (H.L.Motley, 1963; J.A.Corson et al., 1979; J.Mead, 1979; W.Selvamurthy, 1983; J.Motojva et al., 1983; А.А.Шнайдер, 1988; K.Makwana et al., 1988; И.Н.Солопов, 2004).
Физиологические факторы, определяющие физическую работоспособность спортсменов различной специализации
Физическая работоспособность одна из важнейших сторон, определяющих эффективность профессиональной деятельности и уровень спортивных достижений во многих видах спорта (М.А.Стучинский, Н.Н.Ковалев, 1973; А.А.Сучилин, 1981, 1997; МЛ.Набатникова и др., 1982; М.В.Тактак, 1992; А.Н.Корженевский и др., 1993; А.С.Солодков, 1995; А.П.Золотарев, 1996; А.И.Шамардин и др., 1999).
Физическая работоспособность является многогранным выражением функциональных возможностей человека и зависит от ряда объективных факторов: телосложения, мощности, емкости и эффективности механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем; нейромышечной координации, силы и выносливости мышечной ткани; состояния опорно-двигательного аппарата; эндокринной системы; нервно-психического состояния (С.В.Тихвинский, И.В.Аулик, 1979).
Указывается, что основными структурными элементами физической работоспособности как многофакторной системы являются индивидуальная предельная мощность деятельности физиологических функций, экономичность расходования энергетических и функциональных резервов организма, рабочий диапазон эффективной деятельности физиологических функций и скорость протекания обменных процессов (В.С.Мищенко, 1980).
Отмечается, что физическая работоспособность формируется такими факторами, как емкость, экономичность, реализуемость (Н.И.Волков, 1981, цит. по: Т.И.Гулбиани, 1991). По мере роста тренированности и возраста степень связи кардиореспираторных и гемодинамических показателей с физической работоспособностью повышается (Н.А.Фомин и др., 1974).
Высокий уровень физической работоспособности является важнейшим условием эффективной специальной спортивной деятельности. В связи с этим определению и оценке физической работоспособности в спорте уделяется большое внимание (В.Л.Карпман и др., 1974, 1977, 1988; Ф.А.Иорданская и др., 1985; И.В.Аулик, 1990; А.Н.Корженевский и др., 1993; А.И.Шамардин, 2000; ИЛ.Солопов, А.И.Шамардин, 2003). Однако . некоторые авторы пришли к заключению, что собственно уровень физической работоспособности и его динамику нельзя в полной мере считать информативными без учета определяющих их факторов: не всякий вариант увеличения физической работоспособности следует оценивать положительно, также как не всякий вариант уменьшения физической работоспособности - отрицательно. Сочетание вариантов факторов, обусловливающих уровень физической работоспособности спортсменов индивидуально (О.П.Аверина и др., 1988; А.И.Шамардин, 2000).
Значение тех или иных компонентов (составляющих частей) функциональных возможностей будет обусловлено такими факторами, как специфика мышечной деятельности, возрастные, половые, морфологические и другие особенности организма. Особо следует выделить возрастно-квалификационный фактор.
В ходе многолетней тренировки в организме протекает закономерный процесс развитие в требуемом направлении функциональных возможностей локомоторного аппарата и физиологических систем, поддерживающих его повышенную двигательную активность и формирование целесообразного взаимодействия между этими системами, которое обеспечивает высокий уровень работоспособности (Ю.В.Верхошанский, 1988). Это выражается в количественных изменениях - темпе и величине прироста функциональных показателей (В.В.Васильева, 1971; Ю.В.Верхошанский, 1977). Вместе с тем известно, что в ходе многолетней тренировки повышение уровня специальной работоспособности спортсмена характеризуется линейной связью со спортивным результатом. Динамика же разных функциональных показателей обнаруживает различные тенденции. Для одних функциональных показателей, оказывающих существенное влияние на повышение спортивных достижений лишь на начальном этапе тренировки, характерен замедляющийся темп прироста. Для ряда других показателей типичен ускоренный прирост на среднем уровне мастерства и затем некоторое его замедление. Третья группа функциональных показателей обнаруживает прирост и имеет высокую корреляцию со спортивным результатом на этапе высшего мастер- ства. Еще одна часть функциональных показателей повышается относительно равномерно и незначительно, как следствие целостной приспособительной реакции организма (Ю.В.Верхошанский, 1988; С.Н.Кучкин, 1999).
В процессе морфофункциональной специализации организма ярко выраженные приспособительные сдвиги приобретают те мышечные группы и те физиологические системы, на долю которых приходится основная тяжесть работы. Вместе с тем наблюдается определенная гетерохронносты в развитии приспособительных перестроек организма. Это проявляется, во-первых, в несовпадении во времени моментов, соответствующих началу ин- тенсивного совершенствования отдельных функциональных показателей, и, во-вторых, в определенной последовательности развивающихся приспособительных перестроек. Причина такого явления связана с постепенным повышением интенсивности режима работы организма, что требует мобилизации тех его потенциальных возможностей, которые способны это обеспе-1 чить (Ю.В.Верхошанский, 1988).
Физическая работоспособность мультикомпонентное свойство организма, которое характеризуется целым рядом факторов, определяющим и лимитирующим его. К наиболее важным относятся особенности физическо- . го развития и телосложения, производительность процессов энергообеспечения, состояние опорно-двигательного аппарата, совершенство механизмов регуляции функций (Ю.В.Верхошанский, 1988; И.В.Аулик, 1990; Н.И. Волков, 1990; В.С.Мищенко, 1990). Весьма важное значение при этом приобретают качественные характеристики этих факторов - мощность функционирования, функциональная мобилизация, экономизация и устойчивость (В.С.Мищенко, 1990).
В настоящее время для исследователей при анализе многофакторных структур доступен весьма обширный объем показателей, позволяющих оценивать изучаемое свойство в комплексе. В этом плане, нам представляется целесообразным группирование показателей в определенные категории. Такая категоризация уже производилась ранее целым рядом авторов (В.СМищенко, 1980, 1990; В.С.Горожанин, 1984; Т.ИГулбиани, 1991; С.Н.Кучкин, 1986; И.Н.Солопов, А.И.Шамардин, 2003 и др.). В.С.Мищенко (1990) выделяет категории «мощности», «экономичности», «реализации» и «подвижности». В.С.Горожанин (1984) основные факторы, обусловли вающие двигательную подготовленность, рассматривает в рамках категорий «мощности», «устойчивости» и «экономичности». С.Н.Кучкин (1986) раз личает категории «мощности», «мобилизации» и «экономичности эффективности» в отношении аэробной производительности организма. Общими для всех этих классификаций являются категории «мощности» и «экономичности».
Оценка влияния тренировок в условиях повышенного эластического сопротивления дыханию на динамику и структуру физической работоспособности спортсменов
Для выяснения эффективности использования в тренировочном процессе дыхания с повышенным эластическим сопротивлением, был организован эксперимент с участием 11 спортсменов футболистов (13—14 лет). В контрольную группу вошли 9 юных футболистов аналогичной подготовленности.
Тренировка продолжалась шесть недель, в течение которых спортсмены 10—25% всего объема тренировочной работы выполняли в условиях дыхания с дополнительным эластическим сопротивлением дыхательным движениям.
Дополнительное эластическое сопротивление дыхательным движениям создавалось посредством специального жилета. Поверх жилета располагались два эластичных прорезиненных бинта, степень натяжения, которых возможно было регулировать. Предусматривалось постепенное повышение дозировки дополнительного эластического сопротивления дыхательным движениям в первую и вторую недели тренировки. Начиная с третьей недели тренировки дополнительное эластическое сопротивление, должно обеспечивать снижение жизненной емкости легких на 10 %.
Использование этих жилетов в тренировке осуществлялось в основном при работе аэробного характера (кроссы), при двухсторонних играх и упражнениях на развитие силы и силовой выносливости, а также при упражнениях технико-тактической направленности. До и после экспериментальных тренировок участники экспериментальной и контрольной групп обследовались в лаборатории по стандартной программе. Определение физической работоспособности осуществлялось в двух одномоментных пятиминутных велоэргометрических нагрузках по принципам проведения теста PWCno- Определение показателя Wmax осуществлялось в конце теста в процессе кратковременной работы максимальной мощности. Регистрация объемно-временных показателей внешнего дыхания при мышечной работе (минутного объема легочной вентиляции дыхания -VE, частоты дыхания -fb) и прямое определение максимального потребления ки- . слорода (УОгтах) осуществлялось при помощи метаболографа «Ergo-oxyscreen (Jaeger)». Измерение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) производилось посредством электронного спирометра "Spirosift-3000 (Fukuda, Япония) со стандартной регистрацией показателей. Измерение силы дыхательных мышц на вдохе и выдохе (СДМ вд. и СДМ выд.) производилось в изометрическом режиме при помощи пневмома-нометра, в мм рт.ст. Определение частоты сердечных сокращений осуществлялось методом электрокардиографии в условиях покоя (ЧССПОкоя)5 на первой минуте стандартной работы (ЧСС Wi), в момент выполнения максимальной мышечной нагрузки (ЧССщах), при определении МІЖ и на пятой минуте восстановления (ЧСС В5). При максимальной мощности мышечной работы оценивались величины ватт-пульса [Wmax/4CCmax] и кислородного пульса [КПтах (V02max/ В период восстановления (на 5 минуте) сравнивались показатели снижения к уровню покоя ЧСС (ЧССВ5 / ЧССп0коя)] Контрольное тестирование участников эксперимента показало, что у спортсменов и контрольной и экспериментальной групп произошло увеличение практически всех изучаемых показателей. Вместе с тем систематическое использование в процессе мышечных нагрузок дыхания с повышенным эластическим сопротивлением экскурсиям грудной клетки в течение шести недель участниками экспериментальной группы привело к достоверному увеличению физической работоспособности спортсменов, определяемой в тесте PWCno, в среднем на 28,0 % (р 0,01), см. табл. 5.1. Такое существенное повышение физической работоспособности было обеспечено улучшением, в той или иной степени, всех функциональных факторов. Прежде всего, весьма существенно повысилась сила как инспиратор-ной (в среднем на 31,5%, р 0,01), так и экспираторной (в среднем на 50,1%, р 0,01) мускулатуры. Это вполне закономерно, так как нагрузка, создаваемая дополнительным эластическим сопротивлением, в первую очередь приходилась именно на дыхательные мышцы. При этом увеличилась и жизненная емкость легких (в среднем на 4,8%, р 0,05). Незначительное увеличение этого показателя также было вполне прогнозируемо, так как эластическое сопротивление не способствовало высоко амплитудным экскурсиям грудной клетки, а значит, препятствовало увеличенным дыхательным объемам. Показатели предельной мощности функционирования (Wmax, ЧССтах), также увеличились, но особенно заметен был рост максимальной аэробной производительности (УОгтах), в среднем на 20,4% (р 0,05).
