Какой же механизм лежит в основе повышения тренированности спортсмена?
Если исходить из концепции Меерсона об адаптации, то возрастание активности функционирования работающих систем при систематической спортивной тренировке приводит к формированию в них структурных изменений, которые принципиально увеличивают мощность систем, ответственных за адаптацию к нагрузке.
Активирующее влияние увеличенной функции на структуру органа происходит через генетический аппарат клетки (ГА). Взаимосвязь между функцией и ГА является двусторонней. Прямая связь состоит в том, что ГА через систему РНК "делает структуры", а структуры "делают" функцию. Обратная связь состоит в том, что "интенсивность функционирования структур" - количество функции, которое приходится на единицу массы органа; каким-то образом управляет активностью генетического аппарата. Характерно, что пока "функции тесно в структуре", до тех пор будет происходить гипертрофия и увеличение массы органа. Количество функции через ГА стимулирует структурные изменения органа. Увеличенная структура обеспечивает более высокую функцию, что и составляет основу роста тренированности. Постоянное увеличение физических нагрузок - залог повышения тренированности спортсмена, снижение тренировочных нагрузок, приводящее к уменьшению количества функции выполняемое 1 г ткани, соответствует ситуации, когда функции слишком "просторно в структуре", в результате чего снижается интенсивность синтеза белков с последующим устранением избытка структуры.
Для того, чтобы повысить уровень специальной работоспособности, необходимо, чтобы каждая последующая работа начиналась на фоне повышенной работоспособности. Лишь БФН-нагрузки вызывающие сдвиги в работающих системах на грани физиологической нормы, углубляющие величину этих сдвигов до умеренной перегрузки" - стимулируют "резервные мощности" работающих систем.
Особенности морфофункционального состояния разных систем организма, возникающие при спортивной тренировке, называютсяфизиологическими показателями тренированности. Различают показателями тренированности в состоянии мышечного покоя, при выполнении стандартных нагрузок и нагрузок предельной мощности.
2. Показатели тренированности в состоянии покоя.
Центральная нервная система. Систематическая мышечная деятельность сопровождается повышением лабильности нервных клеток, активности окислительных и некоторых других ферментов. У тренированных, особенно к скоростной работе, увеличена подвижность нервных процессов. Это проявляется в укорочении скрытого периода двигательных реакций, уточнении дифференцировок и повышении скорости переработки информации. Для спортсменов-стайеров характерна высокая уравновешенность нервных процессов.
Двигательный аппарат. Морфологическкие изменения. Костная ткань утолщается, на костях образуются шероховатости, выступы, увеличиваются поперечные размеры костей, утолщается корковый слой, что способствует увеличению механической прочности костей.
Увеличивается масса и объем скелетных мышц, особенно выполняющих силовые и статические напряжения, что сопровождается увеличением удельного веса тела. Этому способствуют потери воды и жира при физических нагрузках. Гипертрофия скелетных мышц сопровождается улучшением их кровоснабжения. Увеличивается количество капилляров в скелетных мышцах.
Биохимические сдвиги: а) повышается содержание белков саркоплазмы и сократительного белка миофибрилл-миозина; б) увеличивается количество миоглобина, что повышает кислородную емкость мышц и способствует интенсификации окислительных процессов;
Функциональные сдвиги: а) повышается возбудимость и лабильность мышц; б) повышается сила мышц; б) улучшается способность мышц к быстрому расслаблению; г) у тренированных твердость мышцы при произвольном напряжении больше, а при расслаблении меньше, чем у нетренированных.
Система крови. С ростом тренированности увеличивается общий объем крови, содержание в ней эритроцитов и гемоглобина, становится больше кислородная емкость крови.
Лейкоцитарная формула у тренированных, особенно у стайеров, изменена в сторону увеличения количества лимфоцитов.
В плазме крови повышается мощность буферных систем, предохраняющих кровь от резких сдвигов РН в кислую сторону. Щелочной резерв крови у спортсменов увеличен.
Обмен веществ и энергии. При нормальном питании у спортсменов обычно наблюдается азотистое равновесие. В тренированном организме увеличены запасы углеводов, что очень важно для повышения работоспособности. Запасы жира относительно уменьшены.
Основной обмен находится в пределах стандартных величин или несколько понижен.
Дыхательная система. У тренированных спортсменов хорошо развиты дыхательные мышцы, увеличена жизненная емкость легких (ЖЕЛ) и максимальная вентиляция легких ( МВЛ). Наибольшей величины этот показатель достигает у специализирующихся в видах спорта циклического характера. МВЛ у тренированных спортсменов составляет 150-250 л/мин. Этот показатель более изменчив, чем ЖЕЛ, и в процессе роста тренированности повышается.
Рост тренированности сопровождается уменьшением частоты дыхания в покое до 8-10 в 1 мин и увеличением глубины дыхания до 700-800 мл .Минутный объем дыхания (МОД) у спортсменов изменяется незначительно и составляет 6-9 л.
Потребление 02 в состоянии покоя в процессе тренировки, как правило, почти не изменяется.
Сердечно-сосудистая система (ССС). Адаптивные изменения проявляются в виде: а) гипертрофии мышечных волокон; б) васкуляризации; в) повышении количества миоглобина, гликогена; г) увеличении адренэргической чувствительности мышечных волокон; д) брадикардии; е) синусовой аритмии; ж) уменьшении систолического (СО) и минутного объема (МОК) кровообращения; з) изменении показателей ЭКГ: снижение зубца Р, увеличение зубцов -Р,Т, смещении сегмента Т выше изолинии.
Гипертрофия миокарда и брадикардия в большей степени выражены у тренирующихся к длительной циклической работе. У тренированных спортсменов брадикардия нередко сочетается с синусовой аритмией, что свидетельствует о способности сердца быстро адаптироваться к изменяющимся условиям деятельности.
Показатели артериального давления (АД) у спортсменов в пределах возрастных норм. С ростом тренированности наблюдается тенденция к повышению, особенно диастолического, что обусловлено уменьшением потребности тканей в кровоснабжении.
3. Физиологические показатели тренированности при стандартных нагрузках.
Стандартная нагрузка - это непредельная нагрузка, доступная для всех испытуемых.
У тренированного человека: 1) более короткий период врабатывания; 2) при работе более низкий уровень физиологических процессов; 3) восстановление заканчивается относительно быстрее.
Для определения физической работоспособности используются различные методы. Наибольшее распространение получили тесты: проба PWC170, гарвадский тест, степ-тест, тест на тредмилле.
Тест PWC170 является "субмаксимальной" функциональной пробой и позволяет оценить общую физическую работоспособность. Чем больше мощность работы тем выше физическая работоспособность.
По этой пробе выполняются две 5- минутные нагрузки умеренной интенсивности, разделенные трехминутным интервалом отдыха. В конце каждой нагрузки сосчитывается ЧСС. Мощность второй нагрузки определяется по специальной таблице и должна быть такой, чтобы величина ЧСС не была больше 170 уд/мин, а разница между величинами ЧСС в конце первой и второй нагрузок составляла 30-40 уд/мин.
Показатель РWС170 рассчитывается по формуле РWC170 = M1 + (М2 - M1)*(170-f1/f2-f1), где М1 и М2 - мощность 1-й и 2-й нагрузок (кгм/мин), f1 и f2 -частота сердцебиения в конце 1-й и 2-й нагрузок.
Важным фактором, определяющим уровень физической работоспособности, являются аэробные возможности организма, оцениваемые по величине МПК.
Если известна величина PWC170, то показатель МПК можно рассчитывать по формулам: для тренированных лиц - МПК= 2,2 * PWC170 + 1070
для нетренированных - МПК = 1,7 * РWС170 + 1240
W/ von Dobeln et al. предложили следующую формулу для определения МПК:
maxVO2= 1.29
где N- нагрузка на велоэргометре (кгм/мин); f- ЧСС в конце нагрузки; Т - возраст обследуемого; е - основание натурального логарифма (2,718....).
У спортсменов-стайеров высокой квалификации МПК составляет 5-6 л/мин' (на 1 кг веса-83-85 мл/мин). Максимальные величины этого показателя у спортсменов достигают почти 7 л/мин (или 90 мл/мин/кг). У лиц не занимающихся спортом, эта величина не превышает 3-3,5 л/мин (менее 40 мл/мин/кг).
Известно, что в определенной зоне мощности работы имеется прямая зависимость между потреблением кислорода и сердечным ритмом. Поэтому о мощности нагрузок и потреблении кислорода обычно судят косвенно по частоте сердцебиений.
Большинство исследователей считают, что при частоте сердцебиений 180-190 уд/мин. Потребление кислорода составляет около 90-100% МПК. Работа при такой частоте сердцебиений очень тяжела. Длительно её могут выполнять лишь хорошо тренированные спортсмены. В связи с этим для оценки уровня выносливости спортсмена предложен тест, который заключается в определении длительности работы при сердечном ритме 180 уд в 1 мин, выполняемой без снижения мощности, что также отражает возможность спортсмена поддерживать потребление кислорода на уровне близком к его МПК.