Введение к работе
Актуальность. Проблема утомления - одна из актуальных и важных проблем физиологической науки. Она занимает центральное место в физиологии, изучающей различные формы практической деятельности человека. Изучение проблемы утомления в прикладной физиологии приобретает особенную остроту в физиологии спорта, ибо спортсменам в большей степени, чем представителям различных профессий, присуща необходимость предельных физических и психических напряжений, а также потому, что утомление лимитирует достижения в спорте (В.С.Фарфель, 1968; В.В.Михайлов с сотр., 1972; Н.Н.Яковлев, 1978; Я.М.Коц с сотр., 1980; В.Д.Моногаров, 1983; D.L.Costill, 1970; A.Grassino et al., 1979; S.C.Gandevia et al., 1983; M.Gimenez et al., 1987; и др.).
Если представители многих профессий обычно не испытывают утомления предельной степени, исключая отдельные экстремальные ситуации, то спортсмены практически на каждом тренировочном занятии ряд заданий выполняют с предельным напряжением своих возможностей, а соревновательные дистанции завершают с максимальной мобилизацией сил.
Исследование феноменов и механизмов утомления в физиологии спорта было весьма плодотворным, хотя и неоднозначным по результатам. Установлены проявления утомления в звене управления (Е.Б.Сологуб с сотр., 1984; и др.) и в исполнительном звене (В.СФарфель с сотр., 1972; и др.) при циклической работе большой относительной мощности.
Проявления утомления в нервно-мышечном аппарате при физической работе наблюдали многие исследователи (В.В.Михайлов, 1970; И.П.Ратов, 1970; В.А.Мартьянов, 1973; Я.М.Коц с сотр., 1980; В.Д.Моногаров, 1983; J.Tigyi et al., 1981; J.T.Viitasalo a. P.V.Komi, 1981; O.Sejersted et al., 1986; и др.).
Ряд авторов (В.С.Фарфель с сотр., 1971; Т.А.Матсин, А.А.Виру, 1980; В.М.Алексеев, Я.М.Коц, 1983; Н.П.Красников, 1984; L.H.Hartley et al., 1970; L.Hermancen et al., 1970; J.M.Hagberg et al., 1978; P.T.P.Bye et al., 1983; SA.Esau et al., 1983; и др.) регистрировали проявления утомления в различных показателях кардиореспираторной системы в процессе нагрузки субмаксимальной мощности. Тем не менее, и до настоящего времени имеется немало "белых пятен" даже в общепринятых теориях. Так, согласно одной из них, повышение уровня выносливости спортсмена сопряжено с выполнением большого объема тренировочной работы в состоянии выраженного утомления. При этом, одним из основных проявлений утомления является дискоординация функций (А.А.Ухтомский, 1934; И.А.Кулак, 1968; Ю.И.Данько, 1970; Н.Н.Сальченко, 1970; Д.Б.Шмульян, 1970; М.Я.Горкин с сотр., 1973; В.В.Розенблат, 1975; ВДМоногаров, 1983; и др.).
Интеграция указанных представлений приводит к парадоксальному заключению: сущность повышения уровня выносливости спортсмена в процессе спортивной тренировки сводится к развитию дискоордина-ции функций.
Исследованию этой актуальной проблемы посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель исследования. В процессе физического утомления спортсменов выяснить вероятность развития фаз, дискоординации деятельности исполнительного звена функциональной системы и выявить у детей возрастной интервал, в котором заканчиваются в основном адаптационные изменения в мышцах нижних конечностей и улучшение способности к управлению скоростью бега.
Задачи исследования. 1. Охарактеризовать изменения работоспособности у спортсменов высокой квалификации по состоянию параметров двигательного аппарата и кардиореспираторнои системы после одной трети, двух третей и всего времени циклической работы до отказа мощностью, соответствующей порогу анаэробного обмена и выше.
2. Выявить у спортсменов высокой квалификации при длительной
циклической работе, мощность которой соответствует ПАНО, является
ли утомление фазным процессом и свидетельствует ли феномен ком
пенсации о нарушении регуляции функций, по изменениям:
максимальной произвольной силы и статической выносливости мышц нижних конечностей;
кардиореспираторных параметров (потребления кислорода, легочной вентиляции, силы дыхательных мышц и др.);
объема нижних конечностей;
количественно-временных показателей крови (иммунной и тром-богенной функции крови, эозинопении и др.).
3. Установить у спортсменов с ростом утомления, но уже при рабо
те, мощность которой выше ПАНО и в двух разных режимах: а) посто
янной мощности и б) на постоянной частоте сердечных сокращений
реальность фаз и свидетельствует ли феномен компенсации о дискоор-
динации функций кардиореспираторнои системы по следующим пара
метрам:
потребление кислорода;
минутный объем кровообращения;
ударный объем сердца; частота сердечных сокращений;
легочная вентиляция;
частота и глубина дыхания и др.
4. Выявить у нетренированных мальчиков 3-16 лет возрастной ин
тервал, в котором в основном заканчиваются адаптационные измене
ния в мышцах нижних конечностей, а у нетренированных школьников
- улучшение способности к управлению скоростью бега. Выявить так-
же уровень диагностической и прогностической информативности прыжкового теста и тестирования способности к управлению скоро- -стью бега для целей: отбора детей в специализированные спортивные школы по легкой атлетике и контроля за процессом подготовки юных спортсменов.
Концепция. Выполненные нами исследования позволили усомниться в реальности некоторых феноменов утомления спортсменов. Эти феномены, как ранее, так и в настоящее время, относятся к категории общепризнашгых, поэтому концепция исследования может быть выражена как совокупность следующих фрагментарных, но связанных друг с другом представлений.
Во время выполнения до отказа равномерной циклической работы большой и умеренной относительной мощности у спортсменов средней и высокой квалификации утомление развивается линейно, но не фазно. При этом у спортсменов высокой квалификации оно может развиваться без признаков дискоординации функций. Однако в отдельных формах спортивной деятельности в особенности сложных по техническому исполнению, при наличии большой локальной нагрузки на отдельные звенья двигательного аппарата и др., дискоординация - обязательный феномен утомления, особенно в его тяжелейшем состоянии.
Научная новизна работы. Установлено, что улучшение способности к управлению скоростью бега с интенсивностью, соответствующей ПАНО, и адаптационные изменения в мышах нижних конечностей (улучшение прыжковой работоспособности) нетренированных мальчиков заканчиваются в основном до периода полового созревания.
Показано, что способность к управлению скоростью бега, интенсивность которого соответствует порогу анаэробного обмена, и возможности мышечного аппарата нижних конечностей к выполнению непродолжительных скоростно-силовых и длительных физических нагрузок генетически детерминированы и индивидуализированы.
Выявлено, что у спортсменов при выполнении циклической работы субмаксимальной мощности до отказа деятельность исполнительного звена функциональной системы изменяется гетерохронно. Вначале наблюдаются изменения в деятельности вегетативных систем и лишь затем - в показателях двигательного аппарата.
Обнаружено, что у спортсменов по изменениям параметров кардио-респираторной системы и двигательного аппарата при выполнении до отказа циклической работы с мощностью, соответствующей порогу анаэробного обмена и выше утомление развивается линейно и фаз при этом не наблюдается.
Установлено, что компенсаторный феномен, характерный для исполнительного звена функциональной системы спортсменов высокой и средней квалификации при выполнении до отказа циклической работы большой и умеренной относительной мощности, не свидетельст-
вует о дискоординации функций, а, напротив, об улучшении их регуляции.
Практическое значение исследования. 1. Предложенные нами прыжковый тест, а также критерий способности управления скоростью бега, интенсивность которого соответствует порогу анаэробного обмена, обладают высокой прогностической и диагностической информативностью. Указанные тесты экспериментально апробированы в СДЮШОР №1 облсовета ФСО профсоюзов "Россия" и в ДЮСШ №3 г.Тамбова, на что оформлены соответствующие акты внедрения результатов научных исследований в спортивную практику.
Предложенные показатели могут использоваться при отборе юных спортсменов в специализированные спортивные школы по легкой атлетике. Кроме того, они могут включаться в число показателей, используемых в сеансах этапного контроля при управлении процессом подготовки юных спортсменов.
2. Отдельные разделы настоящей диссертации используются в каче
стве учебного материала при чтении студентам Тамбовского государст
венного педагогического института:
курса "Физиологические основы физического воспитания учащихся";
раздела "Физиология утомления во время мышечной деятельности" в курсе физиологии человека;
фрагментарно, при проведении специального семинара "Физиология мышечной деятельности" на факультете физической культуры ТГПИ.
Указанные материалы включены в учебное пособие "Физиологические основы бега" (Тамбов, 1988). Пособие внедрено в учебный процесс факультетов физической культуры Белгородского, Брянского, Владимирского,Екатеринбургского, Казанского, Оренбургского, Пензенского, Саранского, Тамбовского, Харьковского государственных педагогических институтов; Краснодарского, Омского,Челябинского государственных институтов физической культуры, а также в Воронежском и Великолукском филиалах Московского областного государственного института физической культуры, в Чайковском филиале Челябинского государственного института физической культуры. По результатам исследования опубликована в 1990 г. методическая разработка "Мышцы и бег" (объемом 3,0 учебно-издательских листа) для слушателей ФПК ГЦОЛИФКа.
3. Итога исследования опровергают методические указания ряда ав
торов об исключении тренировочных заданий, выполняемых спортсме
нами в стадии "истощения" (Б.В.Сермеев, Т.М.Червякова; А.П.Соро-
кин, Г.В.Стрельников, А.Н.Вазин; В.С.Фарфель; В.Д.Моногаров и др.).
Указанные авторы рекомендовали тренировочную деятельность, вы
полняемую в стадии так называемого "некомпенсированного" утомле-
ния. Настоящая диссертация, ряд экспериментальных работ и опыт спортивной практики опровергают такое утверждение. В современной спортивной практике широко используются тренировочные и соревновательные нагрузки, выполняемые в стадиях предельного утомления. Основные положения, выносимые на защиту
-
В процессе утомления при выполнении спортсменами равномерной циклической работы субмаксимальной мощности деятельность функциональных систем имеет отчетливый гетерохронный характер. Вначале изменяется деятельность кардиореспираторной системы, а затем только - двигательного аппарата.
-
У спортсменов высокой и средней квалификации при выполнении равномерной циклической нагрузки мощностью, соответствующей порогу анаэробного обмена и выше, утомление развивается линейно и фаз в его проявлениях в деятельности вегетативных систем и двигательного аппарата не обнаружено.
-
С развитием утомления четко проявляется компенсаторный феномен, который ряд авторов характеризуют как свидетельство дискоор-динации функций. Но в действительности же компенсаторный феномен - свидетельство рациональной координации деятельности вегетативных функций и двигательного аппарата.
4. У нетренированных мальчиков адаптационные изменения в
мышцах нижних конечностей и улучшение способности к управлению
скоростью бега, интенсивность которого соответствует ПАНО, генети
чески детерминированы и индивидуализированы, а также в значитель
ной мере обусловлены адаптогенными факторами. Заканчиваются же
эти изменения в основном до периода полового созревания.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на следующих конференциях и симпозиумах: 1. Всес. конф. по физиологии, морфологии, биомеханике и биохимии мышечной деятельности, г.Свердловск, 1970; 2. Всес. конф. "Методы определения тренированности спортсменов высших разрядов", г.Минск, 1972; 3. Всерос. съезде по врачебному контролю и лечебной физической культуре, г.Саратов, 1973; 4. Всес. конф. по физиологической и биохимической характеристике циклических видов спорта, г.Таллинн, 1974; 5. Симпозиуме НИИ физиологии детей и подростков "Развитие двигательных способностей у детей", г.Москва, 1976; 6. Конф., посвященной 70-летию со дня рождения чл.-корр. АН ГССР, заслуж. деятеля науки ГССР, док. биол. наук, проф. С.П.Нарикашвили, г.Тбилиси, 1976; 7. Заседании Московского физиологического общества, г.Москва, 1976; 8. Всемирном науч. конгрессе "Спорт в современном обществе", третье направление, г.Москва, 1980; 9. Второй зональной конф. по оптимизации учебно-тренировочного процесса и массовой оздоровительной, физкультурной и спортивной работе в вузе, посвященной 110-й годовщине со дня рождения В.И.Ленина, г.Днепропетровск, 1981; 10. Заседании Тамбовского
физиологического общества, г.Тамбов, 1981; 11. Всес. конф. по физиологии мышечной деятельности "Физиологические факторы, определяющие и лимитирующие спортивную работоспособность", г.Москва, 1982; 12. Всес. конф. "Здоровье и функциональные возможности человека", г.Москва, 1985; 13. Всес. научно-практической конф. "Научные основы управления подготовкой высококвалифицированных спортсменов", г.Москва, 1986; 14. Третьей Всес. конф. по физическому воспитанию и школьной гигиене, г.Мссква, 1987; 15. Четвертой Всес. конф. по физическому воспитанию и школьной гигиене, г.Москва, 1991; 16. Первом международном съезде по физическому воспитанию и спорту, г.Комотини, Греция, 1993; 17. Втором международном съезде по физическому воспитанию и спорту, г.Комотини, Греция, 1994.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 41 научная работа и учебное пособие "Физиологические основы бега".
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, грех глав собственных исследований, их обсуждения и выводов. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, иллюстрирована 25 рисунками и 12 таблицами. Библиография включает 463 источника (191 отечественных и 272 зарубежных авторов).