Физиологическая классификация физических упражнений
1 Позы для выполнения физических упражнений
2 Виды движений
Основные понятия по теме
Общепринятой в настоящее время считается классификация физических упражнений, предложенная В. С. Фарфелем (1970). В этой системе в силу многообразия и разнохарактерности физических упражнений применены различные критерии классификации (см. схему классификации).
Схема физиологической классификации упражнений в спорте
(по В. С. Фарфелю, 1970) ПОЗЫ
• Лежание
• Сидение
• Стояние
• Опора на руки
ДВИЖЕНИЯ
I. Стереотипные (стандартные) движения
1) Качественного значения (с оценкой в баллах)
2) Количественного значения (с оценкой в килограммах, метрах, секундах)
Циклические
По зонам мощности:
• Максимальной
• Субмаксимальной
• Большой
• Умеренной Ациклические
• Собственно-силовые
• Скоростно-силовые
• Прицельные
II. Ситуационные (нестандартные) движения
• Спортивные игры
• Единоборства
• Кроссы
Все спортивные упражнения разделены первоначально на позы и движения. Затем все движения подразделены по критерию стандартности на стандартные или стереотипные (с повторяющимся порядком действий) и нестандартные или ситуационные (спортивные игры и единоборства). Стандартные движения разбиты на 2 группы по характеру оценки спортивного результата – на упражнения качественного значения (с оценкой в баллах – гимнастика, фигурное катание, прыжки в воду и др.) и количественного значения (с оценкой в килограммах, метрах, секундах). Из последних, выделены упражнения с разной структурой – ациклические и циклические. Среди ациклических упражнений выделены собственно-силовые (тяжелая атлетика), скоростно-силовые (прыжки, метания) и прицельные (стрельба).
Работая в условиях определенной позы, человек выполняет статическую работу. При этом мышцы находятся в изометрическом режиме, их механическая работа равна нулю. С физиологической точки зрения, человек выполняет определенную нагрузку, затрачивает на это энергию, следовательно, такая работа оценивается по длительности ее выполнения. В ЦНС создается рабочая доминанта, вызывая торможение других незадействованных нервных центров. При выполнении статической работы активные мышечные сокращения непрерывны. Это характеризует статическую работу как более утомительную по сравнению с динамической работой. Во время такой работы отмечается значительное снижение кровоснабжения мышц при одновременном повышении артериального давления. При мышечном напряжении, превышающем 30% от максимального, кровообращение в мышцах полностью прекращается.
Статические упражнения характеризуются «феноменом статических усилий» (феномен Линдгарта-Верещагина). Он заключается в том, что усиление дыхания и кровообращения при статических усилиях происходит не столько во время выполнения работы, сколько после нее. Причину возникновения «феномена статического усилия» объясняют большим напряжением мышц, в результате которого наступает сжатие кровеносных сосудов, уменьшения кровоснабжения и поступления кислорода к мышцам. После выполненной работы восстанавливается кровоснабжение мышц, продукты анаэробного распада (молочная кислота и др.) всасываются в кровь и стимулируют нервные центры дыхательной и сердечно-сосудистой систем, вызывая усиление их функционирования.Статическое усилие зачастую сопровождается явлением «натуживания», которое совершается на выдохе при закрытой голосовой щели и сопровождается остановкой дыхания, повышением АД, СОК, уменьшением притока крови к сердцу. В некоторых случаях это может привести к нарушению мозгового кровообращения и потере сознания.
Характеристика изменений в организме при статической работе отражена в таблице 4.
Таблица 4 – Характеристика изменений в организме при статической работе
| Суммарный кислородный запас | 2 л. |
| Величина кислородного долга | 2 л. |
| Отношение потребленного кислорода к кислородному запросу | 1/2 – 9/10 |
Циклические упражнения по предельному времени работы разделены по зонам относительной мощности – максимальной мощности (продолжающиеся до 10-30с), субмаксимальной (от 30-40 с до 3-5 мин), большой (от 5-6 мин до 20-30 мин) и умеренной мощности (от 30-40 мин до нескольких часов). При этом учитывалось, что физическая нагрузка не равна физиологической нагрузке на организм человека, а основной величиной, характеризующей физиологическую нагрузку, является предельное время выполнения работы у бегунов, конькобежцев, пловцов.
Работа максимальной мощности обеспечивается преимущественно за счет поступления энергии в результате процессов анаэробного окисления и относится к анаэробным алактатным нагрузкам, т.е. выполняется на 90-95% за счет энергии фосфогенной системы. Такая работа совершается во время спринтерского бега на 60, 100 и 200 метров, плавания на 25 и 50 метров, велогонки на трек-гиты на 200 и 500 метров и т.п.
Предельные единичные энерготраты могут достигать значительных величин, однако суммарные – минимальны. Огромный кислородный запрос удовлетворяется крайне незначительно, но кислородный долг не успевает достичь большой величины из-за кратковременности нагрузки. Короткий рабочий период недостаточен для формирования заметных адаптивных сдвигов в системах дыхания и кровообращения. При этом из-за высокого уровня предстартового возбуждения ЧСС может достигать больших значений. В результате активного выхода из печени углеводов в крови обнаруживается повышенное содержание глюкозы и формируется состояние гипергликемии.
Ведущими системами организма при работе в зоне максимальной мощности являются ЦНС и двигательный аппарат.
Характеристика изменений в организме при работе максимальной мощности представлена в таблице 5.
Таблица 5 –Характеристика изменений в организме при работе максимальной мощности
| Относительный расход энергии | 4ккал/с |
| Суммарный расход энергии | 20-80 ккал/с |
| Минутный кислородный запрос | 40,0 л/мин |
| Суммарный кислородный запрос | 6-13л |
| Суммарное потребление кислорода | 0,3 на 100м |
| Отношение потребления кислорода к кислородному запросу | Менее 1/10 |
| Относительное потребление кислорода (в % от МПК) | незначительное |
| Кислородный долг | 7-10 л |
| Концентрация молочной кислоты в крови | незначительная |
| Минутный объем дыхания | 30-40 л/мин |
| Частота дыханий | 90 дыханий/мин |
| Дыхательный объем | 0,4 л |
| Частота сердечных сокращений | 150-200 уд/мин |
| Ударный объем крови | 100-120мл |
| Систолическое артериальное давление | 150-180 мм.рт.ст. |
| Концентрация глюкозы в крови | 3,9-6,1 ммоль/л |
Работа субмаксимальной мощности обеспечивается за счет поступления энергии в результате процессов анаэробно-аэробного окисления. Однако из-за незначительного по времени выполнения нагрузки преимущественным способом энергообеспечения являются реакции анаэробного гликолиза, что приводит к предельному нарастанию концентрации молочной кислоты в крови. В таких условиях значение рН крови может снижаться до 7,0 и более. Высокий кислородный запрос формирует кислородный долг, который может достигать максимальных величин. Ведущие физиологические системы в обеспечении работы в зоне субмаксимальной мощности – ЦНС и системы транспорта газов крови (дыхательная, сердечно-сосудистая система и система крови). Их показатели достигают максимальных значений. При таком виде нагрузки рекомендуется определять величину прямого показателя физической работоспособности – максимальное потребление кислорода (МПК).
Характеристика изменений в организме при работе субмаксимальной мощности представлена в таблице 6.
Таблица 6 – Характеристика изменений в организме при работе субмаксимальной зоны мощности
| Относительный расход энергии | 1,5-0,6 ккал/с |
| Суммарный расход энергии | 150-450 ккал |
| Минутный кислородный запрос | 8,5-25,0 л/мин |
| Суммарный кислородный запрос | 19-32 л |
| Суммарное потребление кислорода | 4-5 л/мин |
| Отношение потребления кислорода к кислородному запросу | 1/3 |
| Относительное потребление кислорода (в % от МПК) | 100% |
| Кислородный долг | До 20-22 л |
| Концентрация молочной кислоты в крови | 20-25 ммоль/л |
| Минутный объем дыхания | До 150 л/мин |
| Частота дыханий | 50-70 дыханий/мин |
| Дыхательный объем | До 2-3 л |
| Частота сердечных сокращений | 180-200 уд/мин |
| Ударный объем крови | 150 200мл |
| Систолическое артериальное давление | 180-220 мм рт.ст. |
| Концентрация глюкозы в крови | 3,9-5,5 ммоль/л |
Адаптивные сдвиги в системе энергообеспечения организма при работе большой мощности определяются, прежде всего, потребностями в кислороде – кислородным запросом (КЗ). Величина КЗ при выполнении работы большой мощности намного превышает возможности сердечно-сосудистой системы в транспортировке кислорода к работающим органам. Однако соотношение величин потребления кислорода и кислородного запроса в этом случае выше, чем при работе в зонах максимальной и субмаксимальной мощности. Энергетическое обеспечение работы большой мощности происходит преимущественно за счет аэробного обмена. Значительная длительность и высокая интенсивность работы большой мощности обеспечивает полное развертывание функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Выполнение работы умеренной мощности обеспечивается преимущественно за счет аэробного пути окисления. После исчерпания запасов глюкозы обменные процессы задействуют и окисление жиров. Такая работа выполняется во время бега на дистанции 20, 30 км, марафонского бега, шоссейных велогонок, лыжных гонок на 30, 50 км, спортивной ходьбы.
Предельные единичные энерготраты незначительны, зато суммарные энерготраты могут достигать незначительных величин. Потребление кислорода при выполнении таких нагрузок составляет около 70-80 % от МПК, что способствует практически полной компенсации кислородного запроса во время работы. Кислородный долг к концу работы может быть минимальным, а концентрация молочной кислоты не превышает нормальных значений. Достаточно длительный рабочий период способствует развитию адаптивных реакций в работе основных газотранспортных систем – дыхания и кровообращения. Благодаря этому, при работе умеренной мощности можно наблюдать истинное «устойчивое состояние». В результате активного использования из печени запасов углеводов в крови уменьшается содержание глюкозы, и накапливаются признаки
гипогликемии. Ведущими системами организма при работе в зоне умеренной мощности являются сердечно-сосудистая система, дыхание, кровь, тканевое окисление и двигательный аппарат.
Характеристика изменений в организме при работе умеренной мощности представлена в таблице 7.
Таблица 7 –Характеристика изменений в организме при работе умеренной мощности
| Относительный расход энергии | 0,3 ккал/с |
| Суммарный расход энергии | 2-3 тыс. ккал |
| Минутный кислородный запрос | 3,0-4,0 л/мин |
| Суммарный кислородный запрос | 500 л и более |
| Суммарное потребление кислорода | 3-4 л/мин |
| Отношение потребления кислорода к кислородному запросу | |
| Относительное потребление кислорода (в % от МПК) | 85% |
| Кислородный долг | До 4-5 л |
| Концентрация молочной кислоты в крови | 4 ммоль/л |
| Минутный объем дыхания | 80-130 л/мин |
| Частота дыханий | 50-60 дыханий/мин |
| Дыхательный объем | 1,0-1,5 л |
| Частота сердечных сокращений | 160-180 уд/мин |
| Ударный объем крови | 120-140мл |
| Систолическое артериальное давление | 160-180 мм рт.ст. |
| Концентрация глюкозы в крови | 2,4-3,0 ммоль/л |
Выполнение работы переменной мощности постоянно требует нового сдвига активности различных органов и систем спортсмена. Особенностями вегетативного обеспечения является невозможность одновременной быстрой перестройки систем снабжения организма – сердечно-сосудистой, дыхательной и других. Системы обеспечения всегда «опаздывают» за оптимальным кислородным снабжением, что способствует росту кислородного долга. Такая работа особенно характерна для спортивных игр и единоборств, а также для стандартных ациклических упражнений. Высокая лабильность вегетативного обеспечения является важным условием успешного выполнения подобной работы.
Ведущими системами организма при работе в зоне переменной мощности являются центральная и вегетативная системы, органы кровообращения, дыхания, система крови, а также тканевое окисление и двигательный аппарат. Уровень физической активности определяется величиной ЧСС. Следовательно, расчет корреляции ЧСС и мощности нагрузки в эксперименте позволяет судить о приспособленности организма спортсмена к данной работе.
Вопросы для самоконтроля
1 Физиологическая характеристика работы статического характера, динамической работы максимальной, субмаксимальной, умеренной и переменной мощности.
2 В каком режиме мышечных сокращений совершается работа статического и динамического характера?
3 При какой мощности работы происходят максимальные изменения физиологических показателей?
4 В чем заключается феномен Лингардта-Верещагина?
5 При каких мощностях совершается работа в аэробном и анаэробном режимах?
6 Источники и способы получения энергии организмом при выполнении работы максимальной и субмаксимальной мощности.
7 Источники и способы получения энергии организмом при выполнении работы большой и умеренной мощности.
8 Особенности работы в переменной зоне мощности.
Лабораторное занятие
Цель: ознакомиться с особенностями изменений в организме при выполнении статической нагрузки.
Материалы и оборудование: тонометр, фонендоскоп, сухой спирометр, мундштук, секундомеры, спирт, вата.
Ход работы