Физиологическая характеристика восстановительных процессов

Восстановительные процессы — важнейшее звено работоспособ­ности спортсмена. Скорость и характер восстановления различных функций после физических на­грузок являются одним из критериев оценки функциональной под­готовленности спортсменов.

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 усиление 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, обеспечивающих переход организма от рабочего уровня к исходному состоянию, 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 происходят 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, осуществляемых процессов восстановления, функциональные резервы организма расширяются, и наступает сверхвосстановление (суперкомпенсация).

Процессы восстановленияразличных функций в организме разделены на три отдельных периода. К первому (рабочему) периоду относят восстановительные процессы, которые осуществляются при мышечной работе (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 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 свойственен 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 долга происходит 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 уровнем, 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 во времени 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.

Основные физиологические закономерности восстановительных процессов следующие: неравномерность, гетерохронность, фазовый ха­рактер восстановления работоспособности, избирательность восстановления и тренируемость восстановления.

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. 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 после рабочих 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 саморегуляций, 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 восстановления отмечается нормализация пуль­са, артериального давления, ударного и минутного объемов крови, скорости кровотока, то есть тех показателей, которые обеспечивают восстановление лактатной фазы кислородного долга. В течение не­скольких часов восстановления после нагрузок нормализуются показатели внешнего дыхания, глюкоза и гликоген. Обмен веществ, периферическая кровь, водно-солевой баланс, ферменты и гормоны восстанавлива­ются в течение 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 после рабочих изменений является фазность восстановления в организме, которая связана с изменением 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 процессе восстановления работоспособности расширяются функциональные возможности, которые могут превысить показатели функций исходного состояния организма и в этом случае на­ступает сверхвосстановление, которое соответствует 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.

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 различные периоды 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.

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.

Теоретическое обоснование спортивной деятельности построено на представ­лениях о физиологических закономерностях в спортивной деятельно­сти и функциональных резервах организма. Они включают в себя контроль над функциональным состоянием организма, динамикой физической работоспо­собности и утомления в период тренировки и соревнований, а также мобилизацию и использование функциональных резервов организ­ма для ускорения процессов восстановления. Интегральным критерием оценки эффективности восстановительных процессов является уровень общей и специальной работоспособности.

Восстановительные мероприятия могут быть постоянными и периодическими. 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. Отдельные вещества, не относящиеся ранее к допин­гам, начинают причислять к ним, а системати­ческое применение некоторых препаратов может приводить к исто­щению резервных возможностей организма, к снижению его неспе­цифической устойчивости и к возникновению ряда патологических состояний. Для ускорения восстановительных процессов и повышения работоспособности рекомендуются растительные сти­муляторы и адаптогены (женьшень, элеутерококк, и др.).

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите неспецифические изменения в организме спортсмена, протекающие во время предстартовых состояний.

2. Опишите зависимость влияния типа нервной системы на формы проявления предстартовых реакций у спортсменов.

3. Назовите физиологические изменения, происходящие в организме при общей разминке и ее ограничения.

4. Какие задачи ставятся при выполнении специальной части разминки?

5. Какова роль разминки в регулировании предстартовых состояний?

6.Опишите утомление с физиологической точки зрения.

7. Какие факторы вызывают утомление в организме? Назовите признаки утомления.

8. Дайте характеристику изменениям, происходящим в центральной нервной системе и сердечно-сосудистой системе, в системе крови и органах при утомлении.

9. Перечислите причины развития утомления при различных видах физических нагрузок.

10. Дайте определение процесса восстановления в организме.

11. Опишите нервный и гуморальный механизмы восстановления в организме.

12. Охарактеризуйте восстановительные процессы (неравномерность, гетерохронность, фазность, избирательность, тренируемость).

13. Какие физиологические мероприятия повышают эффективность восстановления?

14.Охарактеризуйте фазы восстановления работоспособности после физических нагрузок.

15. В какую фазу восстановления работоспособности целесообразно выполнять повторную нагрузку (проводить очередное занятие)?

16. Опишите механизмы влияния активного отдыха на восстановление работоспособности организма.

17. Какие средства изменяют состояние организма в период активного отдыха?

18. Какова роль активного отдыха в тренировочной и соревновательной деятельности?

19.Какова роль нервных центров в развитии процессов утомления и восстановления?

Лабораторная работа № 3

Тема. Физиологический анализ разминки.

Цель: изучить влияние различных видов разминки на работоспособность организма при последующей мышечной деятельности.

Объект исследования: человек.

Оборудование: тонометр с фонендоскопом, секундомер

Ход работы

1) измерить ЧСС, АД и ЧД в состоянии покоя у 2-х испытуемых с одинаковым уровнем физического развития;

2) выполнить без разминки 1-м испытуемым экспериментальную нагрузку в виде бега на месте в течение 3 минут;

3) определить у 1-го испытуемого ЧСС, АД и ЧД после нагрузки и во время 5-ти минутного восстановительного периода;

4) сделать общую разминку 2-м испытуемым в течение 10 минут и после 5-ти минутного отдыха выполнить экспериментальную нагрузку в виде бега на месте в течение 3 минут;

5) определить у 2-го испытуемого ЧСС, АД и ЧД после экспериментальной нагрузки и во время 5-ти минутного восстановительного периода;

6) вычислить изменение % ЧСС и % ПД и определить тип реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку;

7) занести полученные результаты исследований ЧСС, АД и ЧД в таблицы;

8) построить графики, отражающие полученные данные;

9) сделать анализ результатов исследований и выводы.

Результаты исследований

Протокол №3

Таблица 7

Изменение ЧСС (уд/мин) в покое, при работе и в восстановительный период

	Время	Покой	Н	Восстановительный период (мин.)
Студент №1	За 15 с
За 1 мин
Студент №2	За 15 с
За 1 мин

Таблица 8

Изменение АД (мм рт.ст.) при нагрузке и в восстановительный период

	Давление	Покой	Н	Восстановительный период (мин.)
Студент №1	Систолическое
Диастолическое
Пульсовое
Студент №2	Систолическое
Диастолическое
Пульсовое

Таблица 9

Изменение ЧД в покое, при работе и в восстановительный период

	П	Работа (мин)	Восстановительный период (мин)
Студент № 1
Студент № 2

Лабораторная работа № 4

Тема. Влияние активного отдыха на восстановление работоспособности.

Цель: изучить эффективность влияния разных видов отдыха на восстановление работоспособности.

Объект исследования:человек.

Оборудование:секундомер, тонометр с фонендоскопом.

Ход работы

1) измерить ЧСС, АД, и ЧД в состоянии покоя у двух испытуемых;

2) выполнить первую экспериментальную нагрузку одновременно двумя испытуемыми в виде 20 приседаний за 30 секунд;

3) сделать 5-ти минутный отдых – 1-й испытуемый - активный с упражнениями на расслабление и растягивание; 2-й испытуемый – пассивный;

4) выполнить вторую экспериментальную нагрузку в виде 20 приседаний за 30 секунд (одновременно двумя испытуемыми);

5) измерить ЧСС, АД, ЧД сразу после выполнения 2-й нагрузки и на каждой минуте восстановительного периода (на 2-, 3-, 4-, 5-й минутах);

6) занести полученные результаты в таблицы;

7) построить графическое изображение полученных данных;

8) вычислить процентное изменение ЧСС и ПД после пассивного и активного отдыха и определить типы реакций сердечно-сосудистой системы на постоянную физическую нагрузку;

9) сделать анализ результатов исследований и выводы.

Результаты исследований

Протокол № 4

Таблица 10

Изменение ЧСС (уд/мин) в покое, при работе и в восстановительный период

№ п/п	Ф.И.О.	П	1-ая нагрузка	Отдых 5 минут	2-ая нагрузка	Восстановительный период (мин)
				Активный
				Пассивный

Таблица 11

Изменение ЧД в покое, при работе и в восстановительный период

№ п/п	Ф.И.О.	П	1-ая нагрузка	Отдых 5 минут	2-ая нагрузка	Восстановительный период (мин)
				Активный
				Пассивный

Таблица 12

Изменение АД в покое, при работе и в восстановительный период

№ п/п	Ф.И.О.	П	1-ая нагрузка	Отдых 5 минут	2-ая нагрузка	Восстановительный период (мин)
			СД ДД ПД	Активный	СД ДД ПД
			СД ДД ПД	Пассивный	СД ДД ПД

Тестовые задания