Изменение работоспособности в результате воздействия нагрузки

Когда спортсмен начинает тренироваться, его работоспособность постепенно повышается. В связи с этим возникают два на первый взгляд простых вопроса. Во-первых, почему работоспособность растёт под воздействием нагрузки, а, во-вторых, как часто нужно тренироваться, чтобы работоспособность росла наиболее быстрыми темпами? Попытаемся ответить на эти вопросы.

Предположим, что спортсмен, личный рекорд которого составляет 20 подтягиваний, решает без разминки выполнить подход на максимум. Первые два-три подтягивания ему даются достаточно легко, так как организм пока справляется с предъявляемой нагрузкой – подъёмом на некоторую высоту и опусканием груза, равного весу тела. Постепенно в мышцах под влиянием нагрузки начинают происходить изменения. Так как одной из задач организма является сохранение постоянства его внутренней среды, включаются механизмы, которые пытаются привести в соответствие возможности организма с требованиями, предъявляемыми нагрузкой. Увеличивается частота сердечных сокращений, происходит углубление и учащение дыхания, включаются в работу дополнительные мышечные волокна и т.д. Эти меры позволяют выполнять подтягивания на фоне прогрессирующего утомления. Но рано или поздно наступает момент, когда организм уже не справляется с нагрузкой и, допустим, после пятнадцати подтягиваний спортсмен заканчивает работу из-за того, что его силовые способности падают ниже уровня, позволяющего произвести очередное подтягивание.

Если теперь после кратковременной паузы отдыха (10-15 секунд) спортсмен попытается выполнить ещё один подход, можно предположить, что вследствие утомления от предыдущего подхода его результат будет гораздо меньше пятнадцати раз. Это означает, что сразу после выполнения напряжённой нагрузки работоспособность спортсмена значительно снижена. Если интервал отдыха до повторного подхода увеличить до 2-3 минут, можно ожидать, что спортсмен сможет подтянуться раз двенадцать-тринадцать. Таким образом, реакция организма на нагрузку такова, что сразу после её выполнения работоспособность максимально снижена, затем идёт её восстановление.

Если же перед повторным подходом спортсмен сделает значительную паузу отдыха (минут десять-пятнадцать), то можно ожидать, что сможет повторить результат первого подхода. А с учётом того допущения, что первоначальный подход спортсмен выполнил без разминки – не подготовив организм к последующей работе – спортсмен возможно даже превзойдёт результат первого подхода. Приведённый пример иллюстрирует тот факт, что в ходе отдыха после нагрузки работоспособность спортсмена восстанавливается до прежнего уровня, а при определённых условиях – превышает его.

Если без соблюдения количественных пропорций изобразить схему процессов изменения работоспособности спортсмена в ходе выполнения нагрузки и процессе восстановления, она будет иметь вид волнообразной кривой (рисунок 4.1).

Самым важным для нас в этой схеме является наличие фазы повышенного (по сравнению с исходным) уровня работоспособности. Эта фаза называется фазой сверхвосстановления (суперкомпенсации) и отражает тот факт, что в процессе отдыха организм не просто восстанавливает свои возможности до первоначального уровня, но и временно увеличивает их.

Таким образом, отвечая на первый из поставленных вопросов, можно сказать, что под воздействием регулярно повторяющихся нагрузок работоспособность спортсмена растёт благодаря особенности реакции организма на нагрузку, заключающуюся в том, что в фазе восстановления наблюдается временное увеличение работоспособности организма сверх исходного уровня.

Рисунок 4.1. Процесс расходования источников энергии при мышечной

деятельности (I) и восстановления их во время отдыха (II) (по Н.Н.Яковлеву, 1974).

1 - расходование, 2 - восстановление, 3 – сверхвосстановление, 4 – волнообразное

возвращение к исходному уровню.

В качестве ответа на второй вопрос - о частоте тренировочных занятий - будет уместно привести цитату из книги Н.Н. Яковлева «Химия движения»:

«Во время фазы сверхвосстановления работоспособность на некоторое время возрастает, но затем возвращается к исходной. Отсюда вывод: упражнения необходимо выполнять повторно и регулярно. Каждую следующую физическую нагрузку нужно осуществлять в наиболее выгодном для организма состоянии после предыдущей нагрузки.

Рисунок 4.2 Взаимоотношение работы (1) и отдыха (2) в процессе тренировки

(по Яковлеву Н.Н. 1974).

I - Повторная нагрузка применена, когда следы от предыдущей полностью сгладились (в результате - отсутствие изменений функционального уровня); II - повторная нагрузка применена в фазе незаконченного процесса восстановления (в результате – понижение функционального уровня); III - повторная нагрузка применена в фазе сверхвосстановления от предыдущей ( в результате – повышение функционального уровня).

Чтобы под влиянием упражнений (тренировки) получить стойкое повышение работоспособности, последующие упражнения (занятия) нужно выполнять не в любое время, а в фазе сверхвосстановления после предыдущего занятия. Если повторную работу всякий раз начинать в фазе неполного восстановления, то будет прогрессировать истощение, а если начинать её по окончании фазы сверхвосстановления, когда следы от предыдущей работы уже сгладились, положение останется стационарным: мы будем топтаться на месте».

На первый взгляд, всё очень просто. Интервал отдыха между тренировками целесообразно делать таким, чтобы каждая последующая тренировка, направленная на развитие каких-либо качеств, проводилась в фазе суперкомпенсации от предыдущей тренировки такой же направленности. Если повторные нагрузки выполнять в фазе повышенной работоспособности, тренированность организма будет непрерывно повышаться (рисунок 4.2.III). А вот в результате серии тренировок, проведённых на фоне неполного восстановления от предыдущих нагрузок, работоспособность снижается, а риск получить перетренированность, наоборот, увеличивается (рисунок 4.2.II).

К сожаленью, одной из существенных особенностей восстановительных процессов является неодновременность (гетерохронность) возвращения различных показателей к исходному уровню. Так, восстановление основных показателей кислородотранспортной системы происходит раньше, чем энергетических ресурсов, а участие в ответственных соревнованиях, связанное с большой эмоциональной нагрузкой, часто приводит к тому, что наиболее длительным оказывается восстановление психических функций спортсменов [23].

Разный период восстановления имеют не только различные двигательные качества (быстрота, сила, выносливость и т.д.), но и даже такие взаимосвязанные показатели, как сила и силовая выносливость. Например, если сила кисти после статической работы к 5 минуте восстановления уже достигает 90% от исходной величины, то силовая выносливость, от которой зависит объём повторной работы, на 6 минуте восстановления ещё на 40% ниже исходного уровня [2].

Для того, чтобы чередование нагрузки и отдыха приводило к максимальному росту работоспособности, необходимо знать особенности протекания и продолжительность восстановительных процессов после применения различных нагрузок.

При планировании нагрузки нужно учитывать и индивидуальные особенности спортсмена, касающиеся продолжительности восстановления после применения нагрузок различной направленности. Из того, что повышение уровня работоспособности происходит не во время выполнения нагрузки, а в период восстановления между нагрузками, следует важный практический вывод: своевременно отложенная (перенесённая) тренировка даёт больший тренировочный эффект, чем несвоевременно проведённая.

Период восстановления условно делится на 4 фазы: быстрое (срочное), замедленное (отставленное), суперкомпенсации, длительное (позднее). Первым двум фазам соответствует период восстановления работоспособности, сниженной в результате работы (см. рисунок 4.1), третьей фазе – повышенная работоспособность, четвёртой – возвращение к предрабочему уровню работоспособности [19].

Срочное восстановление

На этапе срочного восстановления устраняются продукты анаэробного обмена, такие как креатин и лактат. Креатин превращается в креатинфосфат при химическом соединении с АТФ, избыток которой создаётся в мышцах после окончания работы в процессе протекания реакций аэробного окисления. На устранение креатина в случае выполнения тяжёлой работы большого объёма требуется не более 5 минут; после более лёгких физических нагрузок запасы креатинфосфата восстанавливаются значительно быстрее. В течение этого времени наблюдается повышенное потребление кислорода, называемое алактатным кислородным долгом [11]. Некоторую часть алактатного кислородного долга составляет кислород, идущий на восстановление запасов «мышечного» кислорода, связанного с миоглобином.

Лактат, образующийся и накапливающийся в ходе гликолиза, в фазе восстановления может устраняться путём окисления до углекислого газа и воды, превращаться в гликоген в мышцах и печени, превращаться в белки, или удаляться с потом и мочой. Хотя окисление лактата может происходить в самых разных органах и тканях, наибольшая его часть окисляется в скелетных мышцах. Для устранения молочной кислоты обычно требуется не более 1,5-2 часов. Так как все превращения лактата происходят с участием кислорода, в этот период наблюдается повышенное (по сравнению с дорабочим) потребление кислорода. Количество кислорода, требующееся для устранения лактата после окончания мышечной работы, называется лактатным кислородным долгом.

Молочная кислота устраняется из крови быстрее при активном отдыхе, т.е. в условиях работы сниженной мощности, чем при пассивном отдыхе. С физиологической точки зрения, положительный эффект заключительной работы невысокой мощности в конце тренировки или после соревнований (так называемая "заминка")является проявлением активного отдыха [19].