Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Физиологические особенности адаптации детей 13-15 лет к спортивным нагрузкам 11
1.1. Функциональные особенности организма детей 13–15 лет 11
1.2. Современные представления физиологического обоснования тренировочного процесса лыжников-гонщиков 16
1.3. Физиологическое обоснование использования методов развития локальной выносливости мышц при подготовке спортсменов в циклических видах спорта 24
ГЛАВА II Организация и методы исследования
2.1. Организация исследования 28
2.2. Методика развития локально-региональной мышечной выносливости 29
2.3.Функциональные пробы 31
2.4. Методы исследования функционального состояния 32
ГЛАВА III Адаптационные реакции кровообращения и дыхания на физические нагрузки у юных лыжников-гонщиков, применяющих упражнения по развитию локально-региональной выносливости мышц 37
3.1. Изменение функционального состояния сердечно-сосудистой
системы при проведении ортопробы у лыжников-гонщиков основной и контрольной групп 37
3.2. Особенности реакции сердечно-сосудистой системы при пробе Штанге у спортсменов основной и контрольной групп 51
3.3. Адаптационные реакции юных спортсменов на стандартные физические нагрузки 60
3.4 Влияние физических нагрузок с применением упражнений для развития ЛРМВ на функциональное состояние дыхательной системы лыжников-гонщиков 13-15 лет 81 Обсуждение результатов з
Выводы 93
Практические рекомендации 94
Библиографический список
- Современные представления физиологического обоснования тренировочного процесса лыжников-гонщиков
- Физиологическое обоснование использования методов развития локальной выносливости мышц при подготовке спортсменов в циклических видах спорта
- Методика развития локально-региональной мышечной выносливости
- Особенности реакции сердечно-сосудистой системы при пробе Штанге у спортсменов основной и контрольной групп
Современные представления физиологического обоснования тренировочного процесса лыжников-гонщиков
Существует множество взглядов на теорию и методику спортивной подготовки. Однако методика подготовки спортсменов высокого уровня до сих пор является предметом научных дискуссий. Особенность суждений крупных специалистов теории спортивной тренировки заключается в попытке создать единую универсальную концептуальную и смысловую научно-методическую основу спортивной подготовки. Интеграция физиологических, биологических и педагогических знаний способствует уточнению представления о гомеостазе организма спортсмена в условиях разных программ этапной и периодичной подготовки [7, 85, 123].
Заслуженный тренер СССР Б.Ф. Вашляев [40] считает, что конструирование тренирующих воздействий лежит в плоскости диагностирующего контроля с помощью измерения уровня молочной кислоты или тестирования газообмена у конькобежцев в специально-подготовительном периоде, что недостаточно для получения точных данных о биохимических сдвигах в работающих мышцах.
По мнению А.П. Исаева, практика работы ведущих тренеров и специалистов в лыжном, конькобежном спорте и в легкой атлетике свидетельствует о необходимости резкого снижения объемов, развивающих кардиореспираторную выносливость и переходу к вектору развития локально региональной мышечной выносливости ведущих групп мышц в подготовительном и соревновательном периодах [77, 147, 148]. В литературе известны данные исследований локальной мышечной выносливости В.Н. Селуянова [137] – специалиста в области спортивной антропологии, физиологии, теории спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры. Автор разработал математические модели, имитирующие срочные и долговременные адаптационные процессы в организме спортсменов. Известно, что главным фактором, ограничивающим достижение лучшего результата при преодолении дистанции, является наступающее утомление [8, 84, 90]. Поэтому одной из главных задач тренировочного процесса является повышение устойчивости к утомлению.
В физиологии труда и спорта распространено выделение «центральных» и «периферических» факторов утомления [112]. В.Н. Селуянов [137] выдвинул гипотезу, что тренировка локальных групп мышц приводит к росту мощности сократительных систем, что снижает нагрузку на центральные звенья двигательного аппарата при условии, что он адаптирован к длительным тренировочным нагрузкам. Физиологи классифицируют нагрузки по количеству участвующих в них мышц: до 1/3 массы мышц – локальная; до 2/3 – региональная; свыше 2/3 – общая [190].
На практике принята условная классификация: к локальной нагрузке относят работу рук, или одной ноги; к региональной – двух ног; к общей – почти все спортивные нагрузки.
Региональная мышечная выносливость, как один из ключевых компонентов развития специальной физической способности спортсменов, была рассмотрена в трудах Ю.В. Верхошанского (1985, 1988) и ряде работ В.Н. Селуянова [137].
В.Н. Селуянов предлагает рассматривать проблему развития локально-региональной мышечной выносливости (ЛРМВ) с двух позиций: развитие силовых качеств и развитие способности к длительному выполнению работы, т.е. выносливости. Автор дает подробные рекомендации по дозированию интенсивности и длительности нагрузок при развитии этих качеств [113].
Вопрос разработки средств развития ЛРМВ в тренировочном процессе до сих пор остается открытым [77]. Главным информативным показателем для специалистов является время, затраченное на различные виды подготовки в тренировочном процессе («скоростно-силовая подготовка», «силовая подготовка», «силовая выносливость»). Под каждым видом подготовки в различных видах спорта понимается определенный набор упражнений, но, по мнению И.В. Еркомайшвили [69], классификация упражнений недостаточно разработана. Е.Б. Мякиченко [113] была выделена принципиальная схема построения занятий с небольшими вариациями по структуре построения мезо и микроциклов. Можно отметить, что до 80-х годов считалась общепринятой следующая схема построения макроцикла (В.Н. Селуянов): сначала развитие дыхательных возможностей («общая выносливость»), затем гликолитических и, наконец, «алактатных» возможностей.
Однако с увеличением объемов нагрузки в циклических видах спорта выявляются такие негативные последствия, как ухудшение здоровья спортсменов, выражающееся в ухудшении работы сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной систем [77, 137]. В.Н. Селуянов предлагает спортсменам низкой и средней квалификации равномерное распределение нагрузок и применение «концентрированной подготовки» на конечных этапах тренировочного цикла [138]. Ю.В. Верхошанский [45] считает, что сопряженно-последовательная организация нагрузок с различной преимущественной направленностью наиболее оптимальная для совершенствования двигательного аппарата. Однако тренировка локально-региональной мышечной выносливости при неадекватном подходе может оказать отрицательное влияние на координацию и взаимодействие мышц. Методы такого тренировочного средства нуждаются во всестороннем исследовании [137]. Е.Б. Мякиченко и В.Н. Селуянов [138] предлагают использование сопряженно-последовательной организации нагрузок в годовом цикле.
Анализ научной литературы показал, что в физиологическом обосновании тренировочного процесса не существует единой точки зрения на необходимость тренировок отдельных групп мышц у представителей циклических видов спорта. В то же время имеются исследования о благоприятном влиянии таких «локальных нагрузок» на спортивные результаты в подготовке конькобежцев и лыжников. Физиологические механизмы воздействия упражнений, развивающих локально-региональную выносливость мышц, на общую работоспособность спортсменов нуждаются в дальнейшем исследовании.
Физиологическое обоснование использования методов развития локальной выносливости мышц при подготовке спортсменов в циклических видах спорта
В период проведения эксперимента лыжники-гонщики обеих групп выполняли разную тренировочную нагрузку. Общий объём работы контрольной группы за неделю составлял 10 часов, в месяц от 40 до 46 часов, в год 516 часов, из них 300 часов было отведено на развитие специальной выносливости (тренировки на лыжах и лыжероллерах), 130 часов на ОФП (ОРУ, спортивные игры, кросс, плавание) и 86 часов на силовую подготовку, проводимую, как правило, на разные группы мышц, с разными интервалами отдыха. Тренировочная нагрузка по силовой подготовке, как правило, проводилась в динамическом режиме.
Отличительной особенностью тренировочной программы лыжников-гонщиков основной группы (ОГ) было увеличение объёма работы в силовой подготовке до 140 часов и небольшое снижение в тренировочном объеме, развивающем специальную выносливость.
Тренировочная нагрузка, направленная на развитие локальной мышечной выносливости мышц ног у лыжников-гонщиков основной группы посредством силовой тренировки, выполнялась 1-2 раза в неделю и состояла из упражнений статодинамического характера (сгибание без полного разгибания конечностей в суставе). Упражнения включали отжимание на брусьях, упражнение на специальном тренажёре, приседание выпадом в сторону на одной ноге, пресс с фиксацией коленного и голеностопного сустава.
Такая нагрузка направлена на развитие мышечных групп рук, ног, спины и пресса, в частности: на трёхглавую мышцу плеча, задний пучок дельтовидной мышцы, широчайшие мышцы спины, мышцы пресса, ягодичные мышцы и мышцы передней поверхности бедра. Силовая нагрузка создавалась за счет собственного веса спортсмена и специального тренажёра. Тренажёр состоит из доски с передвижными роликами, передвигающейся по длинной платформе, имеющей регулируемый уровень наклона. В качестве платформы может использоваться обычная гимнастическая доска, закрепляющаяся на шведской стенке. Лёжа на роликовой доске лыжник должен подтягивать себя вверх, держась за прикреплённые к верху платформы канаты (приложение 1). выполнении одного упражнения 30-40 с, отдыха – также 30-40 с. Отдых между одним и тем же упражнением составлял 10 минут. Всего за тренировку выполнялось от 3-х до 6-ти циклов. Такая интенсивность выполнения упражнения расценивалась как высокая (ЧСС во время выполнения упражнений до 160 уд/мин.).
В основной группе объем специальной физической подготовки (СФП) составил 430 час, а общей физической подготовки (ОФП) 90 час, в контрольной группе – 386 и 130 час соответственно. Такое построение тренировочной программы у лыжников-гонщиков основной группы дало возможность выявить влияние нагрузки силового характера, направленной на развитие ЛРМВ, на кардиопульмональную систему лыжников–гонщиков 13–15 лет.
Примеры плана тренировочного занятия приведены в Приложении 2. 2.3 Функциональные пробы
Для оценки состояния сердечно-сосудистой системы во время проведения первого и второго исследований применялись функциональные пробы: 1) Ортостатическая проба. Проводилась в активном режиме следующим образом: испытуемому в течение 5-и минут следовало находиться в и. п.- лежа на спине, в то же время производилась регистрация показателей центрального и периферического кровообращения, далее испытуемому необходимо было перейти в и. п. – стоя, где также производилась регистрация данных. 2) Проба Штанге. Проводилась следующим образом: обследуемый сидя отдыхал три минуты. Далее задерживалось дыхание на полном вдохе, который обследуемый делал после трех дыхательных актов на 3/4 глубины от полного вдоха. На нос надевался зажим. Время задержки дыхания регистрировалось по секундомеру. После этого, обследуемый сидя отдыхал три минуты. По ходу выполнения всей пробы шла регистрация данных на аппарате «Кентавр IIРС».
По данным И.Б. Заболотских, В.А. Илюхиной [73] результаты данной пробы были дифференцированы на 4 градации значений: I. Низкие значения. Задержка дыхания (менее 30 с), характеризуется низкой толерантностью к транзиторной гиперкапнии и гипоксии; II. Умеренно сниженные значения. Задержка дыхания (от 35 до 55 с), что характеризовало умеренно сниженную толерантность к транзиторной гиперкапнии и гипоксии. III. Высокие значения. Задержка дыхания (от 60 до 85–90 с), что являлось эквивалентом высокой толерантности к транзиторной гиперкапнии и гипоксии. IV. Чрезмерно высокие значения. Задержка дыхания (более 91–95 с), что характеризовало чрезмерно высокую толерантность к транзиторной гиперкапнии и гипоксии [73]. 3) Проба Мартине. Проводилась следующим образом: в положении сидя велась регистрация данных при помощи аппарата «Кентавр II РС». Далее с подключенным оборудованием пациент выполнял 20 глубоких приседаний за 30 секунд. После выполненной нагрузки обследуемый сразу садился, в течение трех минут велась запись и регистрация данных на вышеуказанном оборудовании. Контрольные замеры производились сразу после нагрузки, через 1 минуту, через 2 и через 3 минуты.
Для достижения поставленной цели и реализации задач исследования в работе использовали следующий комплекс методов: - анализ и обобщение научно-методической литературы, медико педагогическое наблюдение; - инструментальные методы исследования; - методы математической статистики. Инструментальные методы исследования. Использовали биоимпедансную тетраполярную реополиграфию на базе компьютерной технологии «Кентавр IIРС» (рекомендована к производству и применению в медицинской практике протоколом № РОСС.RU.АЮ.45.В00211 от 28.11.2002 г.) [18, 19, 27, 67, 131].
В основе метода лежит измерение колебаний сопротивления тела человека токам высокой частоты на протяжении сердечного цикла. В данном методе используется измерение изменения сопротивления тока высокой частоты и малой интенсивности, при помощи специальных датчиков (электродов) расположенных на голени, шее и на уровне мечевидного отростка [17, 19, 27].
Методика развития локально-региональной мышечной выносливости
Спектральный анализ вариабельности показателя ударного объема также выявил различия между основной и контрольной группами. ОМС у основной группы при проведении второго исследования снизилась на 31,99 %. У контрольной группы, несмотря на снижение абсолютных значений УО, общая мощность спектра возросла на 32,64 %. Во время проведения первого исследования значения ОМС основной группы были ниже, чем у контрольной на 14,57 %; при проведении второго исследования разница в значениях того же показателя составила 143,25 %.
Основной вклад в регуляцию ОМС у основной группы во время проведения первого исследования внесли НЧ (49,23 %), ОНЧ (23,89 %) и ВЧ (21,49 %). При проведении повторного исследования возросла доля флюктуирующих влияний в УНЧ диапазоне на 4,98 %, НЧ диапазон составил 56,83 % от ОМС, в то время как ВЧ диапазон снизился до 15,91 % от ОМС. ОНЧ диапазон снизился до 16,11 % (рис. 7).
Динамика результатов УО по диапазонам спектра у основной группы при проведении пробы Штанге первого и второго исследования Динамика флюктуирующих влияний по диапазонам медленно волнового спектра, при проведении исследований в контрольной группе носила обратный характер (рис. 8). В НЧ диапазоне значения снизились с 51,12 % до 40,20 %, в ВЧ возросли на 11,15 %. Доля ОНЧ колебаний снизилась с 14,85 % до 12,23 %.
Рис. 8 Динамика результатов УО по диапазонам спектра у контрольной группы при проведении пробы Штанге первого и второго исследования
Таким образом, на динамику результатов УО по диапазонам спектра у основной группы, наибольший вклад внесли НЧ колебания, которые при проведении повторного исследования возросли на 7,65 %. В контрольной группе, основная роль флюктуирующих влияний на ОМС распределилась в зоне НЧ и ВЧ диапазонов.
Аналогичные изменения выявлены в спектре показателей минутного объема. При проведении пробы Штанге у основной группы во время первого исследования (табл. 10) в ОМС флюктуирующие влияния в НЧ и ВЧ диапазонах составили 27,24 % и 52,38 % соответственно. В контрольной группе, во время проведения первого исследования основную долю спектра составил НЧ показатель, (56,74 %), далее ВЧ – 24,23 %, ОНЧ – 11,34 %, УНЧ – 7,68 % (табл.10). Так, при проведении второго исследования у контрольной группы произошло некоторое перераспределение частотных характеристик. В частности, доминирующие влияние перешло на ВЧ диапазон и составило 50,00 % от общей мощности спектра. НЧ показатель снизился до 40,00 %, ОНЧ составил 3,84 % и УНЧ снизился на 1,51 %. Также можно отметить, что значения ОМС в контрольной группе повысились 19,63 %.
Таким образом, спектральные характеристики МОК центральной гемодинамики лыжников-гонщиков основной группы характеризовались снижением ОМС, в регуляцию которой основной вклад внесли ВЧ влияния. В контрольной группе по результатам пробы Штанге повышение ОМС сочетается с сохранившимся утомлением после тренировочных нагрузок.
Спектральные характеристики ДВНС при проведении исследований у обеих групп имеют некоторые отличия. В частности, во время проведения первого исследования ОМС в основной группе выше на 5,63 %, чем в контрольной. При проведении второго исследования у основной группы наблюдалось снижение ОМС на 43,19 %. В то время как в контрольной группе тот же показатель увеличился на 19,90 %. По результатам второго исследования ОМС медленноволновой вариабельности в основной группе ниже, чем в контрольной на 13,14 %.
Как видно из рис. 9, 10 по результатам второго исследования в обеих группах, произошло некоторое изменение частотных характеристик по диапазонам медленно волнового спектра. В частности, в основной группе роль флюктуирующих влияний в НЧ диапазоне оказала доминирующее воздействие на ОМС и составила 52,89 %. Также увеличились значения в УНЧ и ОНЧ диапазонах до 11,57 % и 21,48 % соответственно. При этом наблюдается существенно снижение колебательной активности в ВЧ диапазоне, которая составила 14,04 % от ОМС.
В контрольной группе наблюдалось некоторое перераспределение по мощностям медленно волнового спектра. Так УНЧ диапазон снизился на 4,39 %, ВЧ на 4,53 %, при этом ОНЧ диапазон увеличился на 9,88 %. Также можно отметить относительную стабильность в НЧ диапазоне.
Таким образом, динамика результатов ДВНС по диапазонам спектра при проведении пробы Штанге показала, что у основной группы при повторном исследовании наблюдалось снижение ОМС, чего нельзя отметить в контрольной группе.
Спектральный анализ показателей фракции выброса показал, что у испытуемых контрольной группы во время проведения исследований (табл. 11), наблюдаются более высокие значения мощности по диапазонам спектра и, соответственно, общей вариабельности ФВ, не смотря на отсутствие статистически значимых отличий в значении самого показателя. Так, исходные данные показателя общей вариабельности ФВ у основной группы во время первого исследования ниже, чем у контрольной группы на 4,39 %. При этом, как показало второе исследование, разница в значении того же показателя составила 51,01 %.
Указанная динамика у лыжников обеих групп определила преобладание низкочастотных колебаний в структуре медленноволновой вариабельности ФВ. Также можно отметить, что у основной группы при повторном исследовании наблюдалось статистически достоверное снижение мощности в НЧ диапазоне на 38,98 % и в ВЧ на 39,51 %, ОНЧ показатель снизился на 35,03 %.
В контрольной группе динамика вариабельности сопровождалась существенным перераспределением по мощностям спектра. Так, значения НЧ и ВЧ показателей возросли на 8,10 % и 37,17 % соответственно. Значения в УНЧ достоверно снизились на 93,33 %, в ОНЧ на 53,01 %.
Таким образом, несмотря на менее значимые изменения динамики по диапазонам спектра у испытуемых основной группы, можно отметить существенное снижение ОМС. Анализ вариабельности в контрольной группе характеризуется значимым увеличением вклада НЧ и ВЧ диапазонов и снижением УНЧ и ОНЧ, тем самым относительной стабильностью ОМС.
Результаты исследования свидетельствуют о том, что функциональные возможности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у испытуемых основной группы превышали таковые у испытуемых контрольной группы, что дает основание предполагать о благоприятном тренировочном эффекте упражнений, развивающих регионально локальную мышечную выносливость.
Особенности реакции сердечно-сосудистой системы при пробе Штанге у спортсменов основной и контрольной групп
Результаты исследования свидетельствуют о более эффективной адаптации инотропной функции у спортсменов основной группы, связанной с повышением как систолической функции, так и диастолического наполнения желудочков, при меньших затратах энергии, чем у представителей контрольной группы.
Исаевым А.П. также отмечается, что в лыжном, конькобежном спорте и в легкой атлетике необходимо резкое снижение объемов, развивающих кардиореспираторную выносливость и широкое применение упражнений на локально-региональную мышечную выносливость ведущих групп мышц в подготовительном и соревновательном периодах [77].
Как показали наши результаты, применение в тренировочном процессе лыжников нагрузок локально-регионального характера приводит к более эффективной адаптации сердечно-сосудистой и дыхательной систем к нагрузкам. Особенно это проявляется в отношении инотропной функции сердца, однако процесс адаптации сопровождается повышением функционального напряжения регуляторных механизмов.
Многими авторами отмечается выраженное воздействие нагрузок локального и регионального характера на вегетативные функции организма [140, 180]. Первыми обнаружили увеличение при таких нагрузках всех видов АД, в том числе диастолического M. Alam. F.H. Smirk [169]. Опубликованы многочисленные обзоры по механизмам прессорных реакций сердца на локальные и региональные нагрузки, в том числе о роли метаболических и механорецепторов мышц [92, 140, 170, 179, 190], и значении гуморальных сдвигов в работающих мышцах [181]. G. D. W. Munch и др. показали влияние локальных физических упражнений на повышение инотропной функции сердца, а также максимальное потребление кислорода. Авторы отметили, что повышение систолической функции и диастолического наполнения при этом имеют ограничения, а повышение ЧСС не достигало своего предела. Kaufman М.Р., Forster H.V. также отмечали изменения дыхания при выполнении упражнений, объясняя это интеграцией нескольких функциональных систем [186]. Sara A Winges [189], Смирнов Л.В. [141], выявили роль центральных механизмов в организации работы как при динамических, так и статических упражнениях. Показано, что при работе одной рукой важной особенностью реакции центральной гемодинамики является увеличение МОК только за счет роста ЧСС при практически неизменном в среднем УО [173, 189].
Большинство авторов отмечают повышение симпатического тонуса при выполнении упражнений разного характера, что подтверждается и нашими результатами. Carter J.R., Ray C.A. также показали, что силовые тренировки у здоровых молодых людей приводят к уменьшению показателей АД, но не снижают активность симпатического отдела нервной системы [171].
Применяя спектральный анализ различных показателей сердечной деятельности, мы в своей работе показали, что у спортсменов основной группы регуляция инотропной функции сердца сопровождается большим напряжением центральных механизмов регуляции, чем у хронотропной функции. Поэтому развитие адаптации к систематическим упражнениям локально-регионального характера способствует улучшению функционального состояния сердца у спортсменов. Так, мощность спектра низких частот большинства показателей работы сердца при проведении функциональных проб у представителей основной группы была ниже, чем у контрольной.
Выявлено, что при локально-региональных упражнениях на фоне повышения уровня микроциркуляции в работающих мышцах, не отмечается снижение микроциркуляции внутренних органов, в том числе сердца [198]. Как при статических, так и динамических упражнениях отмечаются рост ЧСС и АД, в большей степени при статических, что объясняют значительным увеличением постнагрузки на миокард [183].
Можно также отметить, что у лыжников-гонщиков основной группы показатели ЖЕЛ и МВЛ превышали аналогичные в контрольной группе как в абсолютных, так и должных значениях. При сравнительной оценке показателей проходимости крупных бронхов (МОС 25–50%; ПОС; СОС от 25–75% ФЖЕЛ) наиболее высокие значения получены у лыжников-гонщиков основной группы.
Практика спортивной подготовки показала эффективность использования упражнений локально-регионального характера для спортсменов разного возраста и специализации [138, 153]. Так, зависимость спортивных результатов от уровня локальной работоспособности показал Е.С. Перемышлев [122]. Значение локальной мышечной выносливости в подготовке юных легкоатлетов выявили Г.Н. Германов [60] и др.
В конце экспериментального цикла тренировок мы провели сравнительный анализ спортивной квалификации лыжников-гонщиков основной и контрольной групп (приложение 3), а также тестирование силы исследуемых мышц методом становой динамометрии на становом динамометре ДС 200. Результаты в основной группе были достоверно выше, чем в контрольной (166,3±7,29 и 133,54±5,62 соответственно).
Таким образом, упражнения, направленные на развитие локально-региональной выносливости мышц, могут использоваться как базовое и специально-подготовительное средство в системе подготовки юных лыжников, приводя к существенному увеличению возможностей сердечно-сосудистой, дыхательной и мышечной систем, без повышения цены адаптации. Дальнейший поиск средств, способных целенаправленно изменять характер адаптационных процессов в юношеском спорте, необходим для разработки тренировочных режимов, способствующих поддержанию оптимального состояния организма спортсменов.
