Изменение состояния организма при разминке

Предстартовые изменения физиологических функций не могут обеспечить повышение работоспособности организма до необходимого уровня. Особенно это относится к предстартовым сдвигам, характеризующим предстартовую лихорадку и апатию. Поэтому для повышения работоспособности перед тренировочными занятиями и соревнованиями необходимо выполнять разминку – комплекс специальных упражнений.

Разминка состоит из общей и специальной частей. Первая имеет целью способствовать движению оптимальной возбудимости центральной нервной системы и двигательного аппарата, повышению обмена веществ и температуры тела, усилению деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Вторая направлена на достижение оптимальной возбудимости именно тех звеньев двигательного аппарата, которые будут участвовать в предстоящей деятельности. Движения в специальной части разминки должны быть по координационной структуре, амплитуде, ритму, темпу, величине мышечного усилия такими же, как и при выполнении предстоящей работы.

Общая часть разминки может быть почти одинаковой во всех видах спорта; специальная же часть должна быть тесно связана со специализацией спортсмена. Например, при игре в баскетбол специальная часть разминки должна отражать специфические особенности игровой деятельности. При этом для повышения эффективности разминки отдельные приемы следует выполнять в условиях, по возможности приближенных к сложной игровой обстановке. Лыжник в общей части разминки может применять и бег, и гимнастические упражнения, в специальной же части ему необходимо побегать на лыжах, подняться в гору, выполнить несколько спусков.

Правильно организованная разминка способствует повышению возбудимости и лабильности нервных клеток и увеличению подвижности нервных процессов, что создает оптимальные условия как для возникновения новых временных связей в процессе обучения, так и для осуществления уже усвоенных двигательных навыков в сложных условиях спортивной деятельности. Благодаря этому после разминки укорачивается время между стартовым сигналом и началом движений, улучшается ориентировка в обстановке, уменьшается количество неправильных реакций при ее изменениях.

В двигательном аппарате под влиянием разминки повышается активность ферментов и скорость протекания различных биохимических процессов. Возбудимость и лабильность скелетных мышц при этом повышается.

Особенно велико значение разминки для деятельности систем, обеспечивающих аэробную производительность организма. Под влиянием разминки усиливается деятельность органов дыхания и сердца, происходит перераспределение крови, возникает рабочая гиперемия, повышаются обмен веществ и температура тела. Повышение температуры способствует более интенсивной диссоциации оксигемоглобина в тканях. Кроме того, оно ведет к понижению вязкости мышц и тем самым предохраняет от травм.

Физиологические сдвиги, вызванные разминкой, не исчезают сразу после ее прекращения, а оставляют следы, которые и обеспечивают повышение работоспособности при последующей деятельности. Например, при повторении работы легочная вентиляция, несмотря на ее полное восстановление в интервале отдыха, будет больше, чем при предшествующей работе. Этот факт объясняется наличием следовых явлений в центрах, способствующих более быстрой и полной мобилизации дыхания при повторной работе. Следовые явления после работы зависят от ее длительности и интервала отдыха между предварительной работой и последующей. Например, предварительная 10-минутная работа вызывает большее увеличение легочной вентиляции, чем 5-минутная, а 10-минутный интервал отдыха при этом более эффективен, чем 15-минутный.

Предварительная работа укорачивает время до начала потоотделения при последующей работе. Это объясняется сохранением повышенной температуры тела в течение 20-30 мин после выполнения первой работы.

Таким образом, благоприятное воздействие разминки заключается не только в возникновении кратковременных положительных физиологических сдвигов, но и в сохранении относительно длительных следовых явлений, обеспечивающих повышение работоспособности.

Оптимальная длительность разминки и длительность интервала отдыха между ее окончанием и началом работы, определяются многими факторами: видом спортивной деятельности, степенью тренированности спортсменов, метеорологическими условиями и т.п. В среднем разминка продолжается 10-30 мин. Необходимо, чтобы при ней уже началось потоотделение, которое свидетельствует о готовности теплорегуляционных механизмов и повышенным требованиям во время работы.

Лабораторные исследования показали, что 3-8 минутный интервал отдыха между разминкой и началом работы является наиболее оптимальным. В практике спортивной деятельности эти интервалы обычно более продолжительны. Поэтому следует непосредственно перед стартом выполнять дополнительно несколько движений, характерных для предстоящей работы.

Разминка не должна вызывать ни излишнего возбуждения организма, ни тем более утомления. В связи с этим количество работы, выполняемое при разминке, должно быть строго индивидуализировано. Кроме того, для предупреждения утомления мышц при разминке целесообразно нагружать не только мышцы, которым предстоит основная работа, но и те которые не будут участвовать в ее выполнении. Хронаксиметрические исследования мышц после напряженной работы показали, что хронаксия не участвующих в работе, активно расслабленных при этом мышц, заметно уменьшается. Это косвенно свидетельствует о повышении лабильности, а следовательно и работоспособности одних мышц при работе других. При подборе упражнений для разминки надо иметь в виду эту закономерность.

Врабатывание

Повышение работоспособности организма в начале работы называется врабатыванием. Оно обусловлено усилением деятельности всех физиологических систем, обеспечивающих выполнение работы.

В физиологическом механизме врабатывания важное место занимает создание специфической для данной деятельности доминанты. Этому способствует усиление преприоцептивных и интероцептивных импульсов. Наличие доминанты обеспечивает необходимую координацию двигательных и вегетативных функций.

В повышении работоспособности в процессе мышечной деятельности большую роль играет автоматически действующая регуляция функций. При этом чем интенсивнее работают мышцы, тем резче выражены изменения во внутренней среде и тем сильнее проприоцептивная и интероцептивная афферентация, рефлекторно регулирующая деятельность организма. Усиление афферентных импульсов изменяет функциональное состояние соответствующих центров и способствует более полной мобилизации ресурсов организма.

Врабатывание следует рассматривать как приспособление организма к новому уровню деятельности, как обеспечение возможности выполнить работу необходимой интенсивности.

В практике спорта хорошо известно, что работоспособность при мышечной деятельности возрастает постепенно. Например, при прыжках и метаниях более высокие результаты чаще достигаются при повторных попытках. Эта закономерность менее ярко проявляется при длительной работе умеренной интенсивности. Однако и здесь, если это не идет вразрез с тактическим замыслом, скорость передвижения в начале работы должна быть несколько меньшей, чем на последующих километрах.

Адаптация всех систем организма к деятельности на высоком уровне, необходимом при физической работе, происходит преимущественно условно рефлекторным путем. При этом следует различать условно рефлекторные пусковые воздействия, обеспечивающие переход от состояния покоя к работе, и воздействия, регулирующие деятельность организма непосредственно при работе. О значении условно рефлекторных раздражителей для процессов врабатывания свидетельствуют многие факты. Например, предуведомление человека о предстоящей тяжелой и длительной работе удлиняет период врабатывания.

Более длительным бывает Врабатывание при выполнении работы сразу же после пробуждения, т.е. при наличии в коре больших полушарий остаточного торможения, связанного со сном (М.Я.Горкин)

В основе врабатывания лежит изменение функционального состояния мозга и межцентральных отношений. В начале напряженной работы во многих соматических и вегетативных центрах возникает торможение (Ю.И.Данько). Это происходит по механизму отрицательной индукции в связи с сильным возбуждением двигательных центров. Тормозная фаза, характерная для начала врабатывания, сменяется возбуждением, обеспечивающим повышение работоспособности. Торможение в начале работы выражено тем резче, чем труднее и непривычнее работа. По мере развития тренированности тормозная фаза укорачивается. О постепенном уравновешивании возбудительно-тормозных нервных процессов при врабатывании свидетельствует изменение условно-рефлекторной деятельности в это время. В начале работы удлиняется скрытый период и уменьшается сила многих условных рефлексов. В конце врабатывания условно рефлекторная деятельность нормализуется.

Изменение в деятельности нервных центров при врабатывании можно наблюдать путем регистрации электрических потенциалов мозга. В начале работы в связи с временным нарушением нервных процессов происходят значительные изменения показателей электроэнцефалограммы (увеличение частоты и уменьшение амплитуды альфа ритма с высокочастотными колебаниями бета ритма и др.). В конце врабатывания показатели электроэнцефалограммы мало отличаются от исходных.

Не все системы организма настраиваются на рабочий уровень одновременно. Двигательный аппарат, обладающий относительно высокой возбудимостью и лабильностью, настраивается быстрее, чем вегетативные системы. Однако и для повышения работоспособности скелетных мышц требуется определенное время. Например, скорость бега на 100м на 1-й сек. составляет в среднем 55% от максимальной, на 2-й – 76% и лишь на 5-6-й сек. достигает максимума. Такое относительно медленное повышение скорости бега зависит от биохимических особенностей старта и от поставленного врабатывания двигательного аппарата.

Включение в необходимый ритм работы отдельных внутренних органов и повышение различных показателей их функционального состояния происходят не одновременно. Сердечный ритм учащается уже на первых секундах работы. В большинстве случаев к концу 1-й мин работы он почти достигает максимального уровня. В одних случаях учащение сердцебиений происходит плавно, в других скачкообразно. Иногда при этом возникает экстрасистолы, называемые «экстрасистолами включения» (С.П. Летунов и В.В. Матов). Укорочение сердечных циклов в начале работы обычно сочетается с уравниванием их длительности.

В некоторых же случаях при врабатывании происходит усиление синусовой аритмии, что объясняется «поиском» оптимального для данных условий ритма. Укорочение и уравнивание сердечных циклов при врабатывании условленно усилением влияния на сердце симпатических нервов и торможением блуждающих. Сердечный ритм имеет тесные связи с дыхательными движениями. При этом чем выше частота дыханий, тем стабильнее длительность сердечных циклов.

Увеличение систолического объема крови при врабатывании почти не отстает от учащения сердечного ритма. Современные исследования показали, что уже первое сокращение сердца при работе обеспечивает увеличенный выброс крови. Это обусловлено увеличением сократимости миокарда, в связи с чем сердце более полно освобождается от остаточного объема крови.

Артериальное давление очень быстро возрастает уже в начале работы. При этом максимальное давление часто повышается волнообразно, что может быть объяснено несоответствием между временем расширения периферических сосудов и увеличением объема циркулирующей крови.

Врабатывание в отношении дыхательных функций происходит в течение нескольких минут. В начале работы доставка кислорода меньше потребности в нем. Поэтому при врабатывании образуется кислородный долг. Например, в одном из исследований при работе на велоэргометре для выполнения которой было необходимо 3,01л кислорода в 1 мин., фактически поглощалось в 1-ю мин. 1,4л, во 2-ю 1,96л, в 3-ю 2,06л, в 4-ю 2,03л, в 5-ю 2,17л. Таким образом, за 5 мин работы в этих условиях кислородный долг достиг 5,43л (А.Д.Лантош).

В конце врабатывания при длительной работе умеренной интенсивности поглощение кислорода становится равным требуемой величине.

При спортивной деятельности наблюдаются те же закономерности в процессах врабатывания, что и при лабораторных экспериментах. Но если при дозированной работе период врабатывания обычно заканчивается в течение 1-3 мин., то при спортивных упражнениях он может иметь разную длительность. Это зависит от характера выполняемой работы, степени тренированности спортсмена, его индивидуальных особенностей и функционального состояния в день работы. Например, по данным М.Я. Горкина, Врабатывание при гребле на 2000м заканчивается лишь на 7-9-й мин. Работы. У более тренированных лиц при прочих равных условиях оно осуществляется быстрее, чем у нетренированных. Чем быстрее заканчивается Врабатывание, тем выше производительность работы. Правильно организованная разминка способствует укорочению периода врабатывания.

Явления, сходные с врабатыванием, могут возникать при увеличении мощности работы на ее протяжении. Но в этих случаях Врабатывание заканчивается быстрее, так как оно происходит на фоне повышенной деятельности всего организма.

В период врабатывания, несмотря на усвоенную мобилизацию физиологических функций, не всегда целесообразно стремиться к предельной мощности работы, так как это может вести к преждевременному развитию утомления.

Устойчивое состояние

После окончания периода врабатывания при длительной работе возникает устойчивое состояние. Производительность работы при этом оказывается резко возросшей.

Различают истинное и кажущееся устойчивое состояние. Истинное устойчивое состояние возникает при работе умеренной интенсивности, кажущееся – при работе большой и субмаксимальной интенсивности, если она продолжается не менее 3-5 мин. При работе же максимальной интенсивности и субмаксимальной, длящейся менее указанного срока, устойчивое состояние не возникает – именно в связи с краткостью и высокой интенсивности работы.

Истинное устойчивое состояние характеризуется высокой согласованностью работы двигательного аппарата и вегетативных органов. Это обеспечивает кислородную потребность организма в связи с чем внутренняя среда остается при работе почти неизменной. Энергетические ресурсы организма в значительной степени восстанавливаются в процессе работы.

Для поддержания устойчивого состояния при длительной работе необходима мобилизация всех систем организма, в первую очередь органов кровообращения и дыхания. Частота сердцебиений, минутный объем крови, легочная вентиляция и потребление кислорода устанавливаются при этом на необходимом для данной работы уровне.

При длительной работе в скелетных мышцах преобладают аэробные реакции, что обеспечивает почти полный ресинтез гликогена. Молочная кислота почти не накапливается в мышцах и почти не диффундирует в кровь, что обеспечивает сохранение кислотно-щелочного равновесия.

Для поддержания устойчивого состояния большое значение имеет ресинтез макроэргических фосфорных соединений. Существенную роль при длительной работе играет переключение с гликолитического ресинтеза богатых энергией фосфатных связей на окислительный. Опыты на животных показали, что искусственное уменьшение окислительного фосфорилирования затрудняет возникновение устойчивого состояния (Н.И. Яковлев).

Механизм возникновения устойчивого состояния при длительной работе имеет индивидуальные различия. У одних людей повышенная доставка кислорода обеспечивается главным образом увеличением легочной вентиляции. У других при относительно небольшом увеличении этого показателя устойчивое состояние обусловлено высоким коэффициентом диффузии кислорода в легких и повышенной его утилизацией. В некоторых случаях устойчивое состояние достигается в основном путем повышения функций органов кровообращения, что сочетается с относительно умеренным усилением внешнего дыхания.

При кажущемся устойчивом состоянии потребление кислорода может быть близким к максимально возможной для данного человека величине или даже равным ей. Несмотря на это потребность в кислороде все же полностью не удовлетворяется, и в каждый момент работы образуется и постепенно нарастает кислородный долг. В связи с необходимостью усилить доставку кислорода к тканям резко повышаются требования к органам кровообращения. Частота сердечных сокращений и минутный объем крови при кажущемся устойчивом состоянии близки к предельным величинам. Кислородная недостаточность ведет к усилению анаэробных процессов. В результате в мышцах, а затем и в крови возрастает концентрация молочной кислоты и происходят значительные сдвиги рН в кислую среду.

Таким образом, при кажущемся устойчивом состоянии внутренние органы, работая на пределе, не могут полностью обеспечить высокую кислородную потребность. О наличии устойчивого состояния в этих случаях говорят лишь потому, что физиологические процессы, постепенно усиливаясь в периоде врабатывания, достигает почти предела и удерживаются на этом уровне в течение относительно длительного времени (6-10 мин.).

Работа при кажущемся устойчивом состоянии является очень тяжелой, требующей максимального напряжения как двигательного аппарата, так и всех систем, обеспечивающих его деятельность.

Стабилизация физиологических процессов, называемая также «устойчивым состоянием», может наступать и при повторной работе, например при многократном пробегании отрезков дистанции на тренировочном занятии. В этих условиях сначала прогрессивно возрастает при каждой последующей работе частота сердцебиений, легочная вентиляция, потребление кислорода, содержание углекислоты в альвеолярном воздухе и другие физиологические показатели, затем период врабатывания заканчивается и дальнейшее повторение работы осуществляется при стабилизации физиологических функций.