Физиологическая характеристика восстановительных процессов.

Восстановительные процессы - важнейшее звено работоспособности спортсмена. Способность к восстановлению при мышечной деятельности является естественным свойством организма, существенно определяющим его тренируемость. Поэтому скорость и характер восстановления различ­ных функций после физических нагрузок являются одним из критериев оценки функциональной подготовленности спортсменов.

7.1. Общая характеристика процессов восстановления.

Во время мышечной деятельности в организме спортсменов происходят связанные друг с другом анаболические и катаболические процессы, при этом диссимиляция преобладает над ассимиляцией. В соответствии с кон­цепцией академика В. А. Энгельгардта (1953), всякая реакция расщепления вызывает или усиливает в организме реакции ресинтеза, которые после прекращения трудовой деятельности ведут к преобладанию процессов ас­симиляции. В это время восполняются израсходованные во время тренировочной и соревновательной работы энергоресурсы, ликвидируется кисло­родный долг, удаляются продукты распада, нормализуются нейроэндокринные, анимальные и вегетативные системы, стабилизируется гомеостаз. Вся совокупность происходящих в этот период физиологических, био­химических и структурных изменений, которые обеспечивают переход организма от рабочего уровня к исходному (дорабочему) состоянию, и объединяется понятием восстановление.

При характеристике восстановительных процессов следует исходить из учения И. П. Павлова о том, что процессы истощения и восстановления в организме (деятельном органе) тесно связаны между собой и с процессами возбуждения и торможения в ЦНС. Это положение полностью подтвер­ждено экспериментальными исследованиями Г. В. Фольборта (1951). в ко­торых была установлена тесная связь между процессами истощения и вос­становления функциональных потенциалов в работающем органе. Показа­но также, чем больше энергетические траты во время работы, тем интен­сивнее процессы их восстановления. Однако, если истощение функцио­нальных потенциалов в процессе работы превышает оптимальный уровень, то полного восстановления не происходит. В этом случае физическая на­грузка вызывает дальнейшее угнетение процессов клеточного анаболизма. При несоответствии реакций обновления в клетках катаболическим про­цессам в организме могут возникать структурные изменения, ведущие к расстройству функций и даже повреждению клеток.

После окончания физических нагрузок в организме человека некоторое время сохраняются функциональные изменения, присущие периоду спор­тивной деятельности, и лишь затем начинают осуществляться основные восстановительные процессы, которые носят неоднородный характер. При этом важно подчеркнуть, что вследствие функциональных и структур­ных перестроек, осуществляющихся в процессе восстановления, функ­циональные резервы организма расширяются и наступает сверх­восстановление (суперкопенсация).

Процессы восстановления различных функций в организме могут быть разделены на три отдельных периода. К первому (рабочему) периоду ␾тносят те восстановительные реакции, которые осущест­вляются уже в процессе самой мышечной работы (восстановление АТФ, креатинфосфата, переход гликогена в глюкозу и ресинтез глюкозы из про­дуктов ее распада - глюконеогенез). Рабочее восстановление поддерживает нормальное функциональное состояние организма и допустимые парамет­ры основных гомеостатических констант в процессе выполнения мышеч­ной нагрузки.

Рабочее восстановление имеет различный генез в зависимости от на­пряженности мышечной работы. При выполнении умеренной нагрузки по­ступление кислорода к работающим мышцам и органам покрывает кисло­родный запрос организма и ресинтез АТФ осуществляется аэробным путем. Восстановление в этих случаях протекает при оптимальном уровне окислительно-восстановительных процессов. Такие условия наблюдаются при малоинтенсивных тренировочных нагрузках, а также на отдельных участках бега на длинные дистанции, который характеризуется истинным устойчивым состоянием. Однако при ускорении, а также в состоянии "мертвой точки'" аэробный ресинтез дополняется анаэробным обменом.

Смешанный характер ресинтеза АТФ и креатинфосфата по ходу работы свойствен упражнениям, лежащим в зоне большой мощности. При вы­полнении работы максимальной и субмаксимальной мощности возникает резкое несоответствие между возможностями рабочего восстановления и скоростью ресинтеза фосфагенов. Это одна из причин быстрого развития утомления при этих видах нагрузок.

Второй (ранний) период восстановления наблюдается непо­средственно после окончания работы легкой и средней тяжести в те­чение нескольких десятков минут и характеризуется восстановлением ряда уже названных показателей, а также нормализацией кислородной за­долженности, гликогена, некоторых физиологических, биохимических и психофизиологических констант.

Раннее восстановление лимитируется главным образом временем пога­шения кислородного долга Погашение алактатной части кислородного происходит довольно быстро, в течение нескольких минут, и связано с ресинтезом АТФ и креатинфосфата.

Погашение лактатной части ки­слородного долга обусловлено скоростью окисления молочной кислоты, уровень которой при длительной и тяжелой работе увеличивается в 20-25 раз по сравнению с исходным, а ликвидация этой части долга происходит в течение 1.5-2 часов.

Третий (поздний) период восстановления отмечается после длительной напряженной работы (бег на марафонские дистанции, многокилометровые лыжные и велосипедные гонки) и затягивается на несколько часов и даже суток. В это время нормализуется большинство физиологических и биохимических показателей организма, удаляются про­дукты обмена веществ, восстанавливаются водно-солевой баланс, гормоны и ферменты. Эти процессы ускоряются правильным режимом тренировок и отдыха, рациональным питанием, применением комплекса медико-биологических, педагогических и психологических реабилитационных средств.

7.2. Физиологические механизмы восстановительных процессов.

Как и любой процесс, происходящий в организме, восстановление ре­гулируется двумя основными механизмами - нервным (за счет условных и безусловных рефлексов) и гуморальным. При этом одни авторы (Смирнов К. М., 1970) указывают на ведущую роль нервной регуляции при восста­новлении, другие (Виру А. А., 1988; Волков В. М., 1990) сообщают о до­минирующем влиянии гуморальной. По мнению последних, именно накоп­ление продуктов обмена веществ и гормональные изменения в процессе физических нагрузок определяют скорость, интенсивность и продолжи­тельность восстановительных процессов.

Можно полагать, что в данном случае дело обстоит несколько иначе. Прежде всего следует иметь в виду, что в целостном организме, особенно во время ответственной и напряженной работы и после ее окончания, отде­лять один механизм от другого нельзя. В любом периоде восстановления (рабочем, раннем, позднем) регуляция этого процесса осуществляется при участии как нервного, так и гуморального механизмов. Вместе с тем очевидно, что на разных этапах деятельности человека их роль неодинако­ва.

Нервный механизм регуляции, как более быстрый, прежде всего на­правляет и осуществляет восстановление в период самой деятельности и в раннем периоде восстановления. С помощью нервного механизма преиму­щественно регулируется нормализация внутренней среды организма, главным образом через сердечно-сосудистую и дыхательную системы (доставка кислорода, питательных веществ, удаление продуктов обмена). Более медленный гуморальный механизм регуляции обеспечивает прежде всего восстановление водно-солевого обмена, запасов глюкозы и гликоге­на, а также ферментов и гормонов. Однако, еще раз подчеркиваем, что в процессе трудовой и спортивной деятельности человека регуляция работы органов, систем и их функций в целом осуществляется только совместным, нервно-гуморальным путем.

Во время работы и после ее окончания нервно-гуморальный механизм регулирует, с одной стороны, процессы освобождения и мобилизации энергии, что принято считать эрготропным направлением регуляции, а с другой, - процессы, усиливающие анаболизм, т. е. трофотропное направ­ление регуляции (Королев Л.А., 1977).

Многочисленные наблюдения за ходом восстановления различных функций организма спортсменов выявляют некоторые особенности в регу­ляции этих реакций. При изучении функций гемодинамики в периоде ран­него восстановления после спортивных нагрузок отчетливо прослежива­лись своеобразные соотношения адренэргических и холинэргических влияний на регуляцию сердечно-сосудистой системы. Так, относительно быстрое восстановление частоты сердечных сокращений, ударного объема крови и времени систолы указывает на преимущественно адренэргические влияния. Более медленно регулировались и нормализовывались артериаль­ное кровяное давление, время диастолы, тонус мышечных артерий и пери­ферическое сопротивление кровотоку. Такие особенности на данном этапе восстановления обеспечивают своеобразную экономизацию метаболических процессов, выражающуюся в общем снижении потребления кислоро­да и аккумуляции лактата (холинэргическое влияние).

Наблюдаемая заметная вариативность восстановления зависит также от индивидуальных особенностей спортсменов, уровня их тре­нированности и характера мышечной работы. Для наиболее быстрого и полного восстановления, свойственного тренированным людям, характерна ускоренная перестройка регуляции в трофотрофном направлении. Ускоре­ние этого перехода обусловлено снижением тонуса симпатического отдела и повышением тонуса парасимпатического отдела вегетативной иннерва­ции в процессе систематических тренировок.

В ходе специальных исследований установлено, что в фазе раннего восстановления около 50% составляют эрготропные реакции, на долю трофотропных реакций приходится примерно 20%, и 30% принадлежат смешанному направлению регуляции. В фазе позднего восстановления более половины составляют трофотропные процессы, что, по-видимому, является метаболической базой для образования в организме "структурного следа" долговременной адаптации.

Как и всякие системы с обратной связью, восстановительные процессы вследствие функциональных и структурных перестроек приводят к супервосстановлению. Это явление составляет одну из важнейших физиологи­ческих основ тренировки, которое, расширяя функциональные резервы ор­ганизма, обеспечивает рост силы, быстроты и выносливости.

7.3. Физиологические закономерности восстановительных процессов.

В настоящее время большинство исследователей (Луговцев В. П., 1988; Волков В. М., 1990; Солодков А. С., 1990, и др.) сводят основные физиоло­гические закономерности восстановительных процессов к следующему: их неравномерности, гетерохронности, фазовому характеру восстановления работоспособности, избирательности восстановления и ее тренируемости.

1. Неравномерность восстановительных процессов впервые была ус­тановлена А. Хиллом (1926) при анализе ликвидации кислородной задол­женности организма. Автор показал, что сразу после окончания работы восстановление идет быстро, а затем скорость его снижается и наблюдает­ся фаза медленного восстановления, В последующем было показано, что наличие двух фаз восстановления отмечается, как правило, после тяжелой физической работы. После умеренных нагрузок погашение кислородного долга носит однофазный характер, т. е. наблюдается только фаза быстрого восстановления.

Факт неравномерного восстановления в дальнейшем был отмечен в ди­намике показателей сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, нерв­но-мышечного аппарата, картины периферической крови и обмена веществ. Тщательный анализ этих данных привел к заключению о том, что биологические константы организма восстанавливаются на различных эта­пах последействия с разной скоростью. Этот факт составляет принципи­альную особенность послерабочих функциональных сдвигов, которую сле­дует учитывать при регламентации режимов труда и отдыха и при выборе тактики применения различных средств рекреации.

2. В основе гетерохронности восстановления лежит принцип саморе­гуляции, свидетельствующий в данном случае о том, что неодновременное протекание различных восстановительных процессов обеспечивает наибо­лее оптимальную деятельность целостного организма. В частности, много­летний опыт наблюдений за спортсменами показывает, что сразу после окончания физических нагрузок восстанавливаются алактатная фаза ки­слородного долга и фосфагены. Через несколько минут отмечается норма­лизация пульса, артериального давления, ударного и минутного объемов крови, скорости кровотока, то есть тех показателей, которые обеспечивают восстановление лактатной фазы кислородного долга. Спустя несколько ча­сов после нагрузок восстанавливаются показатели внешнего дыхания, глю­коза и гликоген. Обмен веществ, периферическая кровь, водно-солевой баланс, ферменты и гормоны восстанавливаются через несколько суток. Таким образом, в различные временные интервалы восстановительного пе­риода функциональное состояние организма неоднозначно. Это следует принимать во внимание, планируя характер нагрузок и реабилитационные мероприятия.

3. Следующей особенностью послерабочих изменений является фазность восстановления, которая, в частности, выражается в изменении уровня работоспособности. В динамике восстановления работоспособно­сти различают три фазы.

§ Сразу после напряженной работы наблюдается тенденция к восста­новлению до исходного уровня, что соответствует фазе пониженной работоспособности. Повторные нагрузки в этот период вырабаты­вают выносливость.

§ В дальнейшем восстановление продолжает увеличиваться, наступает сверхвосстановление, соответствующее фазе повышенной работо­способности; повторные нагрузки в эту фазу повышают трениро­ванность.

§ Восстановление до исходного уровня соответствует фазе исходной работоспособности; повторные нагрузки в это время мало эффек­тивны и лишь поддерживают состояние тренированности.

4. Различный характер деятельности человека оказывает избирательное влияние на отдельные функции организма, на разные стороны энергетиче­ского обмена.

Избирательность восстановительных процессов подчиняется этим же закономерностям. Понимание избирательного харак­тера тренировочных и соревновательных нагрузок, а также избирательного характера восстановления позволяет целенаправленно и эффективно управлять двигательным аппаратом, вегетативными функциями и энерге­тическим обменом.

Избирательность восстановительных процессов после тренировочных и соревновательных нагрузок определяется и характером энергообеспечения. После работы преимущественно аэробной направленности восстанови­тельные процессы показателей внешнего дыхания, фазовой структуры сер­дечного цикла, функциональной устойчивости к гипоксии происходят мед­леннее, чем после нагрузок анаэробного характера. Такая особенность про­слеживается как после отдельных тренировочных занятий, так и после не­дельных микроциклов (Луговцев В. П., 1988).

5. Развитие и совершенствование долговременной адаптации во время тренировок к физическим нагрузкам проявляется на разных этапах спор­тивной деятельности (врабатывание, устойчивая работоспособность), а также и в период восстановления. Восстановительные процессы, происхо­дящие в различных органах и системах, подвержены тренируемости. Дру­гими словами, в ходе развития адаптированности организма к нагрузкам восстановительные процессы улучшаются, повышается их эффективность. У нетренированных лиц восстановительный период удлинен, а фаза сверх­восстановления выражена слабо. У высококвалифицированных спортсме­нов отмечаются непродолжительный период восстановления и более зна­чительные явления суперкомпенсации.

Таким образом, анализ физиологических закономерностей восстанови­тельных процессов свидетельствует не только об определенном теоретиче­ском интересе, но и важном прикладном их значении. Важная роль меди­ко-биологических особенностей восстановления и их реализация в практи­ке тренировочной деятельности будут способствовать достижению высо­ких спортивных результатов, правильному применению реабилитационных мероприятий и самое главное - сохранению здоровья спортсменов.

7.4. Физиологические мероприятия повышения эффективности восстановления.

В настоящее время все мероприятия, направленные на ускорение вос­становительных процессов, делят на педагогические, психологические, ме­дицинские и физиологические. Если первые три вида достаточно хорошо известны и отражены в литературе, то по поводу физиологических меро­приятий ясности нет. Конечно, в какой-то мере они взаимосвязаны с меди­цинскими и другими мероприятиями, но имеют и свои особенности. Что же такое физиологические мероприятия по ускорению процессов вос­становления? Их теоретическое обоснование построено на представлени­ях о физиологических закономерностях спортивной деятельности и функ­циональных резервах организма. Они включают в себя контроль за состоянием функций организма, динамикой работоспособности и утомления в период тренировки и соревнований, а также мобилизацию и использование функциональных резервов организма для ускорения восстановления. Ин­тегральным критерием оценки эффективности восстановительных процессов является уровень общей и специальной работоспособности.

Все восстановительные мероприятия могут быть разделены на посто­янные и периодические. Мероприятия первой группы проводятся с целью профилактики неблагоприятных функциональных изменений, сохранения и повышения неспецифической резистентности и физиологических резервов организма, предупреждения развития раннего утомления и переутомления спортсменов. К таким мероприятиям относятся рациональный режим тре­нировок и отдыха, сбалансированное питание, дополнительная витамини­зация, закаливание, общеукрепляющие физические упражнения, оптимиза­ция эмоционального состояния. Эти мероприятия достаточно хорошо из­вестны, реализуются в спортивной практике и не требуют дополнительного обоснования.

Мероприятия второй группы осуществляются по мере необходимости с целью мобилизации резервных возможностей организма для поддержа­ния, экстренного восстановления и повышения работоспособности спорт­сменов. К мероприятиям этой группы относят различные воздействия на биологически активные точки, вдыхание чистого кислорода при нормаль­ном и повышенном атмосферном давлении (гипербарическая оксигенация), гипоксическую тренировку, массаж, применение тепловых процедур, ульт­рафиолетовое облучение, а также использование биологических стимуля­торов и адаптогенов, не относящихся к допингам, пищевых веществ повы­шенной биологической активности и некоторые другие.

Часть мероприятий этой группы апробирована и внедрена в практику спорта, в отношении других (особенно фармакологических средств) следу­ет говорить пока с определенной осторожностью. Во-первых, отдельные вещества, не относившиеся ранее к допингам, начинают причислять к по­следним, а во-вторых, систематическое применение некоторых препаратов может приводить к истощению резервных возможностей организма, снижению его неспецифической устойчивости и возникновению ряда патоло­гических состояний.

Из числа биологически активных веществ, рекомендуемых для ускоре­ния восстановительных процессов и повышения работоспособности, наи­большее распространение получили растительные стимуляторы и адаптогены (женьшень, элеутерококк, левзея, китайский лимонник, заманиха и др.). Они характеризуются широким диапазоном действия, низкой токсич­ностью, возможностью использования их как в качестве тонизирующих и стимулирующих средств при выполнении ответственных работ, так и с це­лью ускорения адаптации, повышения общей неспецифической резистентности организма и улучшения восстановительных процессов.

В экстренных случаях можно рекомендовать препараты, стимулирую­щего действия, которые быстро снимают усталость, ускоряют восстанов­ление пластических и энергетических процессов и повышают работоспо­собность; положительное действие при этом появляется лишь на фоне вы­раженного утомления. К числу таких препаратов относят сиднокарб, биметил, пироцетам, олифен и актовит. Они восстанавливают функциональное состояние путем срочной мобилизации сохранившихся резервных возмож­ностей организма. Однако следует иметь в виду, что длительное примене­ние подобных веществ без дополнительного отдыха может приводить к возникновению нежелательных изменений в организме. Поэтому непре­менным условием достижения благоприятного эффекта является правиль­ный выбор курса приема, а также индивидуализация дозировки в зависи­мости от функционального состояния организма и характера спортивной деятельности.

Контроль за восстановлением функций организма и работоспособности - довольно трудная задача, для решения которой требуются подготовлен­ные специалисты, необходимое аппаратурное обеспечение и условия для проведения исследований. Однако существуют рекомендации по использо­ванию более простых методических приемов. В частности, для оценки эф­фективности восстановления при занятиях оздоровительными физическими упражнениями Е. Г. Мильнер (1985) рекомендует использовать пульсометрию или ортостатическую пробу.

Если при ежедневном подсчете частоты пульса утром после сна лежа его колебания не превышают 2-4 уд·мин^-1, можно полагать, что нагрузка адекватна функциональным возможностям организма и восстановительные процессы протекают нормально. При вы­полнении ортостатической пробы в этих условиях (подсчет пульса лежа и после медленного вставания) принято считать, что разница пульсовых уда­ров менее 16 свидетельствует о хорошем восстановлении, при разнице 16-18 ударов - восстановительные процессы удовлетворительные, и если час­тота сердечных сокращений повысилась на 18 уд·мин^-1и более - это го­ворит о переутомлении и неполном восстановлении. Существуют и другие аналогичные рекомендации.

Совершенно очевидно, что некоторые из названных физиологических восстановительных мероприятий используются педагогами, психологами и спортивными врачами, что, во-первых - характеризует восстановление как комплексную проблему, а во-вторых, говорит о том, что физиологические закономерности функционирования организма должны учитываться и учи­тываются различными специалистами. В заключение отметим, что пробле­ма восстановления в спорте состоит в дальнейшем изыскании и разработке наиболее эффективных реабилитационных средств и, особенно, в научном обосновании системы их применения.

95

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА