Темп движений как фактор работоспособности
Теоретические предпосылки исследований. Опираясь на то, что мощность является произведением силы на скорость нетрудно предположить, что обеспечить требуемую мощность движений можно, уменьшив силу мышечных сокращений, но увеличив темп движений. Уменьшение прилагаемых собственных усилий снизит участие в работе более мощных гликолитических мышечных волокон, что вызовет снижение продуцирования лактата, высокая концентрация которого является основным лимитирующим фактором сократительной мышечной деятельности [Меерсон Ф.З., 1973, 1986].Таким образом, подобное сохранение мощности движений, снижая напряжённость ответных реакций организма на физическую нагрузку, приведёт к росту физической работоспособности.
Методы исследования. Физическая работоспособность спортсменов определялась по тесту PWC 170 [Белоцерковский З.Б., 2005]. Нагрузка задавалась педалированием на велоэргометре «Monark». В исследовании принимали участие велосипедисты и конькобежцы квалификации «Мастер спорта». Для каждого исследуемого было проведено по два теста PWC 170, различающихся только по частоте педалирования. 1-й тест – 60 об/мин, 2-й тест – 80 об/мин. Мощность предлагаемой физической нагрузки в обоих тестах была аналогичной, что при увеличении частоты педалирования достигалось адекватным снижением силы давления на педаль. Напряжённость ответных реакций организма на преодолеваемую нагрузку оценивалась по следующим показателям:
- частота сердечных сокращений, измеряемая прилагаемым к велоэргометру пульсометром;
- минутный объём дыхания (МОД) с использованием спирографа СМП – 21/01;
- концентрация лактата в общем русле крови через две минуты по окончании работы на второй ступени теста, измеряемая по методике «Accusport».
По соотношению МОД/мощность определялся дыхательный объём (ДО), необходимый для 1 кгм работы, характеризующий кислородный запрос.
Результаты. Нами были выявлены следующие характерные различия в ответных реакциях на физическую нагрузку конькобежцев в сравнении с велосипедистами.
1. У конькобежцев при увеличении темпа движений с 60 об/мин до 80 об/мин снижается работоспособность (PWC 170). Велосипедисты же наоборот более работоспособны в движениях в темпе 80 об/мин, нежели 60 об/мин.
2. На 1-й ступени нагрузки теста PWC 170 в аэробной зоне реакция внешнего дыхания на темп 80 об/мин по сравнению с темпом 60 об/мин (по ДО на 1 кгм) у конькобежцев более напряжённая, чем у велосипедистов.
3. На 2-й ступени нагрузки теста PWC 170 при повышении темпа с 60 об/мин до 80 об/мин напряжённость реакции внешнего дыхания на нагрузку (по ДО на 1 кгм) у конькобежцев повышается, у велосипедистов наоборот снижается.
4. На 2-й ступени нагрузки теста PWC 170 при пульсе 165-170 уд/мин конькобежцы попадают в аэробно-анаэробную (или даже гликолитическую) зону энергообеспечения, велосипедисты же остаются в аэробной зоне (лактат < 4,5 ммоль/л).
Нами было проведено около сотни подобных исследований, и конькобежцы практически всегда снижали работоспособность при приближении темпа движений к соревновательному.
Мы видим причину различий в том, что велосипедисты и тренируются и соревнуются с частотой педалирования 80-100 об/мин [Ердаков С.В., Капитонов В.А., Михайлов В.В., 1990], а конькобежцы, соревнуясь с частотой шагов 80-90 в минуту, тренируются с частотой шагов 40-60 в минуту.
Повышение темпа движений конькобежцев с 60-и до 80-и оборотов в минуту при педалировании на велоэргометре статистически значимо (p<0,05) вызывает следующее: более полное вовлечение в обеспечение двигательной деятельности кардио-респираторной системы; снижение напряжённости биохимических ответных реакций на физическую нагрузку; увеличение количества выполняемой работы в зоне критической мощности. Полученные выводы дают основание для повышения темпа бега на коньках в естественных условиях специальной подготовки конькобежцев.
На учебно-тренировочном сборе молодёжной сборной команды России в августе 2007 года в Коломне участвовали 14 конькобежцев и 10 конькобежек, квалификации кандидат в мастера и мастер спорта России, представители разных регионов страны. В специальных тренировках формировался соревновательный двигательный стереотип за счёт повышения темпа бега на коньках на многократном повторяемых относительно коротких тренировочных отрезках.
Темп бега на коньках, задаваемый числом шагов (12-14 на прямой, 14-16 на повороте), длительность тренировочного отрезка (300-800 метров в интервальной тренировке, 1600-2400 метров в повторном беге), количество повторений (до 30-и).
При этом контролировалось следующее: время бега на одном круге (с); ЧСС во время работы и отдыха (уд/мин), концентрация лактата в конце второй минуты отдыха между рабочими отрезками, ммоль/л.
На первой неделе тренировки на льду были направлены на адаптацию к работе в посадке конькобежца. Длительное катание проводилось равномерным или переменным методом с произвольным темпом. Достижение способности к длительной работе в посадке конькобежца свидетельствовало о приобретении специального мышечного тонуса и об эффективном тканевом дыхании, что позволяло приступить к целенаправленной наработке соревновательного двигательного стереотипа.
Во втором и третьем микроциклах вся специальная работа выполнялась в соревновательном темпе интервальным или повторным методом на относительно коротких отрезках. Выходя на лёд, конькобежцы без традиционной медленной раскатки сразу же приступали к выполнению основного задания, после выполнения которого, без традиционного медленного «закатывания» сразу уходили со льда. Работа на льду выполнялась небольшими группами с поочерёдной сменой лидера, что позволяло держать повышенную скорость с меньшими усилиями. Упражнения разминки и заключительной части тренировки выполнялись с применением велоэргометров и тренажёров в зале. На ледовых тренировках выборочно проводился контроль концентрации лактата, показавший преобладание аэробного обеспечения выполняемой работы, то есть уровень лактата не превышал значения, характеризующего порог критической мощности 6-8-и ммоль/л.
|
Надо сказать, что на этом этапе пришлось преодолевать психологические трудности. Тренеры и спортсмены легко принимали задание «накатать» 60 тренировочных кругов, но предложение выполнить тот же объём, но 30-ю повторениями по 2 круга с повышением темпа, вызывало отрицательную реакцию: «Так никогда не делали, и сделать это невозможно»! Но, собственно, почему? Ведь мы же не предъявляли никаких требований по скорости бега. Напротив, рекомендовали выполнять бег на коньках с минимумом собственно мышечных усилий, используя инерционные силы, «не терпеть» острое локальное мышечное утомление, немедленно прекращая работу при его появлении, что принципиально отличается от традиционного подхода «тяжело – терпи». Только после успешного выполнения ряда тренировок с многократным выполнением относительно коротких тренировочных отрезков с повышенным темпом бега конькобежцы с удивлением и удовлетворением констатировали возросшую уверенность в собственных возможностях. «Мы не ожидали, что сможем это выполнить». Тем самым в сознании утверждалась психологическая установка – «прежде чем преодолеть соперника, надо преодолеть себя».
Во всех микроциклах выдерживалось рекомендованное распределение тренировочных нагрузок по зонам интенсивности (В.П. Кубаткин, 2003). Во время преодоления тренировочных отрезков и соревновательных дистанций спортсмены постоянно получали установки «легче, свободнее» и тому подобные, способствующие формированию положительного психологического настроя на преодоление физической нагрузки.
Морфологические измерения, проводившиеся в начале и в конце учебно-тренировочного сбора, показали статистически достоверное (p < 0,05) увеличение мышечной массы и снижение жировой массы спортсменов, что отражает преобладание аэробного энергообеспечения тренировочных нагрузок.
Анализ записей пульса и их сопоставление с концентрацией лактата в общем русле крови показал, что частота пульса достигала 183 ударов в минуту, при этом спортсмены оставались либо в аэробной развивающей (второй), либо аэробно-анаэробной (третьей) зонах энергообеспечения движений, что хорошо согласуется с данными лабораторного эксперимента, показавшего, что при увеличении частоты сердечных сокращений происходит более полная реализация аэробных возможностей энергообеспечения мышечной деятельности. Снижение концентрации лактата на последних повторениях относительно коротких отрезков без потери мощности работы свидетельствует о том, что длительность тренировки обусловливает аэробное энергообеспечение (рис. 2).
На Летнем Кубке Союза конькобежцев России в августе 2007 года наши подопечные продемонстрировали приобретённые двигательные навыки, заняв первые и призовые места, установив личные рекорды на длинных дистанциях. Ровный график скорости дистанционных кругов и быстрый последний круг свидетельствовали о возросших потенциальных возможностях спортсменов.
Перед отъездом с учебно-тренировочного сбора спортсмены просили дать методические указания по избеганию острого локального мышечного утомления для своих личных тренеров, основная «методическая» идея большинства из которых «тяжело – терпи» не только неэффективна, но и вредна для здоровья. Таким образом, внедрение новых технологий требует повышения научно-методической подготовленности тренеров.
Результаты эксперимента в естественных условиях, основанного на повышении темпа бега на коньках, показали следующее:
- увеличение количества специальной тренировочной работы с повышенным темпом бега на коньках, приводит к эффективному формированию соревновательного двигательного стереотипа, что подтверждается возросшей скоростью бега на коньках и её стабильностью;
- длительность основной части тренировок до двух часов, концентрация лактата, не превышающая порога критической мощности, динамика морфологических показателей подтвердили, что при повышении темпа бега на коньках сокращение длительности тренировочных отрезков при увеличении их количества при восстановлении пульса до 120 уд/мин за 1,5-2 минуты отдыха между ними переводит энергообеспечение тренировки в аэробное русло.
Методические вводы:
1. Сочетание лабораторного эксперимента с экспериментом в естественных условиях позволило экстраполировать взаимосвязь темпа и физической работоспособности в движениях с повышенной мощностью в методику специальной подготовки конькобежцев.
2. Повышение темпа движений статистически достоверно (p < 0,05) способствует более полному вовлечению функциональных систем в обеспечение физической работы с критической мощностью и её возрастанию.
3. Многократно повторяющихся тренировочные нагрузки, выполняемые в беге на коньках с повышением темпа на относительно коротких отрезках при избегании острого локального мышечного утомления, приводят к росту уровня специальной подготовленности конькобежцев.
4. Увеличение темпа движений является значимым фактором повышения работоспособности, не использующимся в методике подготовки конькобежцев.
5. Прирост работоспособности за счёт повышения темпа возможен лишь после целенаправленных тренировок.
Выводы:
1. Эффективная регуляция движений определяется способностью центральной нервной системы в каждом движении через непредсказуемую иннервацию, с необходимой быстротой решить вновь задачу движения и обеспечить предсказуемый результат.
2. Для повышения регуляторных возможностей центральная нервная система должна обладать всей полнотой информации о движении.
3. Общепринятая методика тренировок конькобежцев не использует повышение темпа движений как фактор роста физической работоспособности.
Литература:
1. Бернштейн, Н.А. Физиология движений и активность. [Текст] / Н.А. Бернштейн. – М : Наука, 1990. – 494 с.
2. Крестовников, А.Н. Очерки по физиологии движений. [Текст] / А.Н.Крестовников. – М.: Физкультура и спорт, 1951, 529 с.
3. Кубаткин В.П. Стратегия и тактика подготовки конькобежцев. [Текст] / В.П. Кубаткин. – М.: Изд-во ВНИИФК, 2003. – 346 с.; ил.
4. Уэйнберг, Р.С. Основы психологии спорта и физической культуры [Текст] / Р.С. Уэйнберг, Гоулд.– Киев : Олимпийская литература, 2001. – 335 с.
5. Физиология адаптационных процессов. [Текст] / О.Г. Газенко, Ф.З. Меерсон и др.; под ред. П.Г. Костюка. – М.: Наука, 1986. – 635 с.
6. Gould, D., Eklund, R.,& Jackson, S. (1992). Copping strategies used by more versus less successful Olympic wrestlers. Anxiety Research.
О ВОССТАНОВЛЕНИИ
Механизмы утомления.
Непременным условием тренировочной и соревновательной физической деятельности является утомление – биологическая защитная реакция организма, направленная против истощения его функционального потенциала.Утомление является естественным физиологическим процессом, нормальным состоянием организма. Рассматриваемое в нашей работе мышечное утомление – состояние организма, характеризующееся временно сниженной работоспособностью, обусловленное непосредственным нарушением сократительной деятельности мышц.
Проблемы утомления и восстановления изучали многие отечественные и зарубежные исследователи. Тем не менее, причины и механизмы возникновения утомления при мышечной деятельности до конца не выяснены и являются предметом научных дискуссий.
Ряд учёных считает, что главную роль в развитии утомления играет центральная нервная система (ЦНС). Высказываются следующие мнения:
- ЦНС приспосабливает мышечные структуры и внутренние органы к выполнению определённой работы, и утомление – результат нарушения адаптационного взаимодействия между ними;
- утомление – результат расстройства координации функционирующих систем вследствие нарушения окислительных процессов утомления в значительной степени зависит от изменения обмена веществ в нервной ткани, в результате чего происходят сложные нервно-рефлекторные сдвиги в ЦНС;
- в основе утомления лежат механизмы охранительного торможения, которые предохраняют нервные центры от функционального истощения.
С другой точки зрения утверждается, что причина утомления кроется в самой мышце как рабочем органе. Выдвигаются следующие аргументы.
- В результате физической работы в мышце накапливаются продукты обмена веществ (например, молочная кислота), и поэтому она не может выполнить дальнейшую работу.
- В тренированной мышце утомление наступает и без накопления молочной кислоты.
- Функциональное перенапряжение в отдельных мышечных группах и сопутствующее ему утомление, протекающее с накоплением недоокисленных продуктов обмена веществ, приводят к изменению коллоидного состава тканей, болевым ощущениям и повышенной чувствительности соответствующих мышц. В этой фазе коллоидных ранений в мышце не отмечается, и возвращение к норме легко осуществимо.
- Непродолжительная, но напряжённая нагрузка на велоэргометре приводит к значительным сдвигам в ультраструктуре различных компонентов мышечного волокна.
- Снижение рН мышц и повышение содержания лактата в тканях мышц после интенсивных физических нагрузок.
- Возникновение патологических (в том числе и дистрофических) изменений в мышцах при длительной и интенсивной нагрузке связано с хроническими микротравмами (частичный или полный разрыв) мышечных волокон. Возможно, что именно мышечные волокна с дистрофическими явлениями вследствие переутомления и являются менее устойчивыми к механическому воздействию, то есть травмированию. Следует отметить, что в возникновении заболеваний при мышечной перегрузке (переутомлении) определённую роль, по-видимому, играют индивидуальные морфологические особенности тех органов и систем, на которые приходится основная нагрузка.
- Микротравмы мышечных волокон могут появляться вследствие несоответствия нагрузки соотношению медленных и быстрых волокон в мышце.
В отношении работы мышц, следует подчеркнуть, что большинство исследователей связывает возникновение, развитие и преодоление мышечного утомления с биохимическими процессами, влияющими как на деятельность ЦНС, так и на процессы в мышце [Грин Г., 1998].
Различные мнения объединяет теория Ухтомского А.А., согласно которой утомление наступает как в работающих мышцах, так и в нервных центрах.
Было замечено, что утомление сопровождается изменениями во многих системах организма, в результате чего нарушается двигательная структура действий человека, вплоть до наступления дискоординации движений. Таким образом, можно говорить о множественности факторов, играющих соответствующую роль в природе утомления [Голомазов С.В., 2002].
Поскольку в различных видах спорта факторы, вызывающие утомление различны, необходимо подчеркнуть специфику развития утомления у конькобежцев.
В конькобежном спорте утомление вызывают, прежде всего, следующие факторы:
- посадка конькобежца, вызывающая статические напряжения мышц ног, спины, шеи, брюшного пресса;
- значительные мышечные напряжения для удержания равновесия в посадке конькобежца [Фролов А.А., Александров А.В., Масьон Ж., 2003];
- выраженное напряжение мышц ног, создающее различия в локальных и тотальных ответных реакциях организма на нагрузку;
- глубокий гликолиз, разрушающий систему митохондрий.
Таким образом, утомление может носить общий характер и, в то же время, отличаться спецификой для вида спорта.
Глубокий гликолиз приводит к угнетению окислительных процессов. В итоге уменьшается максимальное потребление кислорода, увеличивается жировая масса при снижении мышечной массы. Кроме того, гликолиз вызывает во всех системах организма сильные напряжения, в ответ на которые бурно расходуются адаптационные ресурсы организма [Моногаров В.Д., 1990].
Методические выводы:
1. Утомление – естественная защитная реакция организма от перегрузок.
2. Вызывающие утомление процессы протекают как в мышцах, так и в нервной системе.
3. Процессы утомления в мышцах и нервных центрах взаимосвязаны.
4. Наиболее значимыми факторами утомления конькобежца являются значительные статические и локальные мышечные напряжения, вызванные спецификой техники бега на коньках и неизбежный гликолиз в энергообеспечении движений с соревновательной скоростью.