Тема 1. физиологические принципы классификации физических упражнений и их характеристика

ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА

ТЕМА 1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Упражнений, используемых в физической тренировке, огромное мно­жество, и преподавателю физического воспитания, и тренеру важно знать их классификации для следующих целей:

- для понимания общих механизмов воздействия упражнений опре­деленных групп на организм занимающихся;

- для правильного подбора упражнений и расширения диапазона средств воздействия на организм занимающихся при обучении.

Принципы классификации упражнений могут быть различными. В од­ном случае выбирается какой-то определенный признак - классификатор и все возможные упражнения делятся на группы только по этому признаку - это аналитические классификации.

В другом случае ученые пытаются единой классификацией "разложить по полочкам" все многообразие физических упражнений. Понятно, что в та-г ком случае в качестве классификаторов могут выступать различные призна­ки - это так называемые синтетические классификации.

Аналитические классификации

В таблице 1 приведены классификаторы и группы упражнений, от­вечающих этому главному признаку.

Таблица 1

Аналитические классификации физических упражнений

№	Классификатор	Группы физических упражнений
	Биомеханическая структура движений	Циклические, ациклические, смешанные (плавание, метания, игры)
	Характер реагирова­ния на внешние усло­вия	Стандартные и нестандартные (бег, единобор­ства)
№	Классификатор	Группы физических упражнений
	Преимущественно развиваемые физиче­ские качества	Упражнения, развивающие силу, быстроту, вы­носливость, ловкость, гибкость (тяжелая атле­тика, спринт, длинные дистанции, гимнастика)
	Режим деятельности скелетных мышц	Статические, динамические (удержание груза, позы, все движения)
	Относительная мощ­ность (интенсив­ность)	Упражнения максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной мощности (спринт, средние, длинные, сверхдлинные дистанции)
	Уровень построения движений (Н.А. Бернштейн)	Движения, осуществляемые на I уровне ("ав­томаты"), II, III, IV (высший уровень)
	Характер распреде­ления усилий в дви­жении	Баллистические (прыжки, метания) и небалли­стические (плавание, ходьба)
	Сложность координа­ции	I степень - симметричные и односторонние, II ст. - перекрестные, III ст. - поочередные, IV ст. – асинхронные
	Степень вовлеченно­сти мышечных групп	Локальные (до 1/3), региональные (до 2/3), глобальные (>2/3)
	Взаимоотношение с внешним сопротивле­нием	Положительная работа (преодолевающий ре­жим), отрицательная работа (уступающий ре­жим), нулевая работа (статический режим)
	Преобладающий энергетический ре­жим	Аэробный, смешанный, анаэробный (ходьба, плавание, спринт)
	Уровень энергозатрат (по потреблению ки­слорода, А.Б. Ган-дельсман)	Низкий (до 2 л 0-г), средний (до 2-4 л), высокий (4-6 л) (н/теннис, бокс, лыжные гонки)
	Вид локомоций	Преимущественно ногами, руками, ногами и руками вместе(велоспорт, гребля, плавание), естественные локомоций (ходьба, бег), локомо­ций со скольжением (лыжи, коньки), локомо­ций с использованием рычажных передач (ве­лоспорт, гребля), локомоций в иной среде (пла­вание)
	Основная цель спор­тивного совершенст­вования (А.Б. Гандельсман, К.М. Смир­нов)	1)совершенствование координации движений, 2) достижение высокой скорости в циклических движениях, 3) совершенствование силы и бы­строты движений, 4) совершенствование дви­жений в условиях непосредственной борьбы с соперником, 5) совершенствование предельно напряженной центрально-нервной деятельно­сти при малых физических нагрузках, 6) со­вершенствование управления средствами пере­движения, 7) воспитание способности к переключениям в многоборьях.
15.	Доминирующая фи­зиологическая характеристика (Шефард, 1968)	1. Анаэробного обмена веществ. 2. Аэробного обмена веществ. 3. Резерва калорий и жидкости. 4. Взрывной силы. 5. Продолжительного усилия. 6. Ловкости
16 16.	Регламентация нагру­зок	1 .Упражнения заданного объема работы (дис­танции в циклических видах). 2. Упражнения заданного времени (бокс, борь­ба, хоккей и др.)
	По тяжести нагрузок	1. Очень легкая. 2. Легкая. 3. Умеренная. 4. Тяжелая. 2. Очень тяжелая. 6. Чрезвычайно тяжелая. 7. Изнурительная

Синтетические классификации

Классификация движений в спорте по B.C. Фарфелю (1969):

- позы (лежа, сидя, .стоя, с опорой на руки);

- движения, которые бывают стандартными (стереотипными) и си­туационными (нестандартными). Последние делятся на единоборства и спортивные игры.

Стереотипные движения делятся на движения количественного значения (оцениваемые в системе СИ) и движения качественного значения, оцениваемые в баллах. К этой группе относятся такие виды спорта, как спор­тивная и художественная гимнастика, фигурное катание и др.

Движения количественного значения разделяются на циклические и ациклические. Первые являются движениями максимальной, субмакси­мальной, большой и умеренной мощности. Вторые делятся на три группы:

скоростно-силовые, собственно силовые и прицельные.

Существует также классификация, по которой все виды спортивных движений делятся на три группы: циклические, ациклические и противобор­ства. Циклические виды делятся на четыре зоны относительной мощности, ациклические - на композиционные (многоборья и сложнокоординационные) и одномоментные (скоростно-силовые и преимущественно силовые). Проти­воборства разделены на единоборства (прямые и опосредованные), а спор­тивные игры - на зональные и смешанные.

Зона максимальной мощности

К максимальной мощности относится динамическая циклическая ра­бота длительностью не более 20-30 с: легкоатлетический бег на 60, 100, 200 м; плавание 50 м; велогонка на 500 м. При этом работа совершается в условиях максимальной частоты движений, когда мышцы выполняют в еди­ницу времени максимально доступную величину работы в условиях макси­мального количества затрачиваемой энергии в единицу времени. Расчетный (на 1 мин) кислородный запрос достигает 40 и более литров. Однако вслед­ствие кратковременности и известной функциональной инертности вегета­тивных систем по сравнению с двигательным аппаратом в рабочем периоде имеет место своеобразный "разрыв" между уровнем интенсивности функцио­нирования двигательного аппарата и вегетативными системами. В силу этого работа протекает главным образом в анаэробных условиях, а существенное повышение функциональной активности вегетативных систем обнаружива­ется после окончания работы. Если при пробегании 100 м за 12с бегун успе­вает провентилировать всего 5-6 л, то в первые минуты восстановительного периода легочная вентиляция возрастает до 60-70 л/мин, а частота дыхания по сравнению с покоем увеличивается в 4-5 раз.

Потребление кислорода в первую минуту восстановления после бега на 100 м за 12 с достигало 2-3 л/мин (это напоминает проявление феномена Линдгарда, когда сдвиги функций после работы выше рабочих). Из-за крат­ковременности работы существенные сдвиги в составе крови обнаруживают­ся главным образом после работы. Накопившаяся во время работы молочная кислота после бега усиленно диффундирует в кровь, и через 1-2 мин после финиша ее концентрация с 10-20 мг% (1-2 ммоль/л) в покое увеличивается до 80 мг%, а на 5-6-й мин восстановления - до 100 мг% (10-12 ммоль/л) и более. В связи со значительной послерабочей гипервентиляцией и усиленным "вымыванием" С02 дыхательный коэффициент может достигать 1,5 и даже 2,0. Уровень сахара в крови существенно не изменяется. Частота сердечных сокращений возрастает к концу дистанции до 160 уд/мин, а в 1-ю мин вос­становления отмечены величины до 180 и более уд/мин.

Энерготраты при мышечной работе максимальной интенсивности не­значительны, но удельный расход энергии достигает 4-8 ккал/с, а общий - до 80 ккал. Главные поставщики энергии - АТФ и КФ, т.е. преобладает алактат-ный анаэробный процесс, тогда как гликолиз существенно не активизируется (табл. 15.2). Потребление кислорода во время работы не превышает 5-10% от кислородного запроса, и, соответственно, относительный кислородный долг составляет 90-95%. Восстановительный период по потреблению Оз равен 30-40 мин.

К основным механизмам утомления следует отнести: исчерпание кле­точных резервов макроэргов, уменьшение активности двигательных зон ЦНС, обусловленных максимальной афферентной импульсацией от про-приорецепторов мышц, снижение физиологической лабильности моторных центров и развитие торможения в них вследствие мощной эфферентной импульсации к скелетным мышцам и снижение сократительной способности мышечных волокон вследствие анаэробного характера их работы.

Зона большой мощности

К циклической, динамической работе большой мощности, совершаю­щейся в пределах от 3-5 до 30-40 мин, можно отнести следующие дистанции:

легкоатлетический бег от 3 до 10 км включительно, греблю - от 1000 до 5000 м, бег на лыжах на 5-10 км, плавание на 800, 1500 м, бег на коньках на 5-10 км, велогонки от 10 до 20 км и т.п.

Осуществление указанных видов мышечной деятельности характеризу­ется большой интенсивностью деятельности двигательного аппарата в соче­тании с предельно доступной функциональной активностью вегетативных систем организма на протяжении значительного периода времени. Убеди­тельным свидетельством уровня напряженности деятельности организма в этих условиях может служить рабочее потребление кислорода, достигающее 5-5,5 л/мин (т.е. уровня максимального потребления). При этом важно отме­тить, что минутный кислородный запрос равен 6-7 л. Иначе говоря, даже пре­дельного рабочего потребления кислорода часто оказывается недостаточно для удовлетворения кислородного запроса. Такое устойчивое рабочее по­требление кислорода получило в физиологии спорта название "ложное, или кажущееся, устойчивое состояние". Понятно, что высокое потребление ки­слорода может быть обеспечено весьма напряженной деятельностью всей системы кислородного транспорта. Поэтому ЧСС достигает предельных ве­личин — 200 и более в 1 мин, ударный (систолический) объем крови возрас­тает до 180-200 мл, а минутный объем крови (МОК) соответственно увели­чивается до 32-40 л/мин.

Высокой напряженностью характеризуется деятельность дыхатель­ного аппарата. Например, минутный объем дыхания (МОД) во время работы поддерживается на уровне 120-140 л/мин. Наряду с увеличением объема и скорости кровотока в крови отмечается увеличение количества эритроцитов за счет выхода крови из депо. Суммарный кислородный долг (КД) достигает 12-20 л и более, а относительный кислородный долг составляет 50-20% от кислородного запроса. Содержание молочной кислоты в крови доходит до 100-200 мг% и более, то есть по сравнению с уровнем покоя возрастает в 10 и более раз, что сопровождается снижением щелочных резервов крови на 40-50%, а рН снижается до 7,2-7,0. Такого рода многообразные и существенные изменения гомеостаза нередко обусловливают возникновение по ходу работы своеобразных состояний, получивших название "мертвой точки" и "второго дыхания". Общий расход энергии в данной зоне мощности достигает 900 ккал, а удельный - 0,5-0,4 ккал/с. Восстановительные процессы достигают значительной длительности - до нескольких часов. К факторам, лимитирую­щим работоспособность и вызывающим утомление при работе большой мощности, можно отнести: предел функциональных возможностей сердечно­сосудистой системы и всей системы транспорта кислорода, длительно дейст­вующую гипоксию, перенапряжение нейроэндокринной системы регуляцию физиологических функций, угнетающее действие метаболических сдвигов во внутренней среде организма на ЦНС.

Зона умеренной мощности

В данной зоне мощности совершаются такие виды мышечной деятель­ности спортивного характера, как марафонский бег, бег на сверхдлинные дистанции различной величины; многочасовые сверхдлинные заплывы, лыж­ные гонки более чем на 10 км; велотуры, гребной марафон и т.п., то есть спортивные упражнения циклического характера длительностью от 30-40 мин и более. Для работы, осуществляемой в зоне умеренной мощности, наи­более характерная особенность - почти полное равновесие между кислород­ным запросом и рабочим потреблением кислорода в течение всего времени работы. Такое рабочее состояние по потреблению кислорода было названо А. Хиллом "истинным устойчивым состоянием". Абсолютная величина КД при этом оказывается не более 4-5 л, то есть не более 3-5% от суммарной ве­личины кислородного запроса, что не служит фактором, лимитирующим ра­ботоспособность. И, тем не менее, на протяжении целого ряда часов под­держивается ЧСС на уровне 150-180 уд/мин, а при величине систолического объема в 120-150 мл МОК достигает 20-25 л и более.

Минутное потребление кислорода в этих условиях доходит до 3,0-4,0 л. Удельный расход энергии составляет около 0,3 ккал/с, а ее общий рас­ход - до 10 000 ккал. Расход углеводов весьма велик, о чем свидетельствует снижение содержания сахара в крови со 100 мг% в покое до 40-50 мг% на финише марафонской дистанции. В силу этого обстоятельства в процессе ра­боты, протекающей в зоне умеренной интенсивности, в качестве энергети­ческого источника весьма активно используются жиры. Естественно, что в этих условиях восстановительный период весьма длительный - в большей части случаев продолжается не менее 2-3 суток, если судить об этом по вос­становлению исходного уровня работоспособности, а не какого-либо отдель­но взятого показателя, например ЧСС, легочной вентиляции, содержания гликогена в работавших мышцах и т.д.

К факторам, ограничивающим работоспособность и вызывающим утомление при работе умеренной мощности, относятся: ухудшение функцио­нальной подвижности нервных центров; истощение функциональных резер­вов эндокринной системы; весьма значительное снижение энергетических ресурсов; обильное потоотделение, сопровождающееся потерей значительно­го количества хлоридов, нарушением количественного соотношения ионов Na"*", Ca"¹"¹", К"¹', что отражается на состоянии скелетной мускулатуры (появле­ние судорог мышц), а также и ЦНС. Все это доказывает целесообразность ор­ганизации дополнительного приема специальных питательных смесей в про­цессе прохождения дистанции. Весьма нередким явлением, особенно в усло­виях повышенной температуры и влажности воздуха, во время такой работы оказываются нарушение процессов терморегуляции вплоть до тепловых уда­ров (гипертермия до 39-40°С), потеря способности ориентации в пространст­ве. Все это должно учитываться при решении вопросов об использовании упражнений умеренной мощности при организации физкультурно-оздорови-тельной работы с лицами различного возраста.

Важнейшие физиолого-биохимические показатели для работы раз­личной относительной мощности приведены в табл. 2.

Утомление

Утомление - особый вид функционального состояния человека, вре­менно возникающий под влиянием продолжительной или интенсивной рабо­ты и приводящий к снижению ее эффективности. Утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации движе­ний, в возрастании затрат энергии при выполнении одной и той же внешней работы, в замедлении реакций и скорости переработки информации, ухудше­нии памяти, затруднении процесса сосредоточения и переключения внимания и других явлениях.

Восстановление

После окончания физической работы деятельность физиологических систем, обеспечивающих возможность ее выполнения, постепенно уменьша­ется и достигает дорабочего уровня. Этот процесс называется восстановлени­ем, на протяжении него количественные показатели работы систем кровооб­ращения и дыхания возвращаются к исходным параметрам, удаляются про­дукты метаболизма, восполняются энергетические субстраты, пластические вещества (белки и др.), ферменты. В этот период происходят также процессы, обеспечивающие повышение работоспособности организма, то есть имеет место явление суперкомпенсации.

Восстановление кислородного запаса организма, фосфагенов, углево­дов отражается в повышенном по сравнению с дорабочим уровнем потребле­нии кислорода - кислородном долге. Процесс отдачи кислородного долга со­стоит в избыточном расходовании кислорода сверх уровня покоя за время периода восстановления. Дополнительно потребляемый кислород обеспечи­вает организм энергией, необходимой для осуществления всех восстанови­тельных процессов. Скорость потребления кислорода на протяжении первых 2-3 мин после работы снижается очень быстро. Это - алактатный компо­нент кислородного долга, связанный с использованием кислорода на быстрое восстановление израсходованных при работе фосфагенов мышц, пониженно­го содержания кислорода в венозной крови, с насыщением миоглобина ки­слородом. Последующее замедленное восстановление скорости потребления кислорода организмом человека на протяжении 30-60 мин - медленный (лактатный) компонент кислородного долга - связано в основном со сравни­тельно медленным устранением из крови и межтканевой жидкости лактата, накопившегося там во время тяжелой мышечной работы.

ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА

ТЕМА 1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

Упражнений, используемых в физической тренировке, огромное мно­жество, и преподавателю физического воспитания, и тренеру важно знать их классификации для следующих целей:

- для понимания общих механизмов воздействия упражнений опре­деленных групп на организм занимающихся;

- для правильного подбора упражнений и расширения диапазона средств воздействия на организм занимающихся при обучении.

Принципы классификации упражнений могут быть различными. В од­ном случае выбирается какой-то определенный признак - классификатор и все возможные упражнения делятся на группы только по этому признаку - это аналитические классификации.

В другом случае ученые пытаются единой классификацией "разложить по полочкам" все многообразие физических упражнений. Понятно, что в та-г ком случае в качестве классификаторов могут выступать различные призна­ки - это так называемые синтетические классификации.

Аналитические классификации

В таблице 1 приведены классификаторы и группы упражнений, от­вечающих этому главному признаку.

Таблица 1