17.3. Долговременная адаптация

Этап долговременной адаптации характеризуется структурными и функциональными изменениями в организме, заметно увеличивающие его возможности. Этап долговременной адаптации развивается на основе многократной реализации срочной адаптации. Он реализуется в период отдыха между тренировками. Результатом долговременной адаптации является создание условий для выполнения последующих физических нагрузок в оптимальном режиме.

К основным направлениям долгосрочной адаптации можно отнести следующие:

• повышение скорости восстановительных процессов;

• увеличение содержания внутриклеточных органелл;

• развитие резистентности к биохимическим сдвигам;

• совершенствование механизмов нервно-гормональной регуляции биохимических процессов.

К повышению скорости восстановительных процессов в первую очередь относится усиления синтеза нуклеиновых кислот и белков. Это приводит к увеличению содержания мышечных белков, прежде всего – сократительных, ферментов и миоглобина. Усиление синтеза специфических ферментов приводит к синтезу важных биологических молекул: креатинфосфата, гликогена, липидов и др. В результате этого возрастают энергетические резервы организма.

На этапе долговременной адаптации в мышечных клетках увеличивается количество миофибрилл, что повышает сократительные возможности мышц. Значительные изменения претерпевают митохондрии: значительно увеличивается их количество и размеры. Большее развитие получает саркоплазматический ретикулум.

Под развитием резистентности (устойчивости) к биохимическим сдвигам понимают, прежде всего, устойчивость тренированного организма к повышению кислотности, вызванному накоплению лактата. Это связано с увеличением скорости окисления лактата в пируват и, как предполагают, появлением специфических белков, сохраняющих свои свойства, в том числе, и функции при пониженных значениях рН.

О совершенствовании механизмов гормональной регуляции биохимических процессов стоит поговорить более подробно.

17.5. Биохимические основы и принципы спортивной тренировки

Теория физического воспитания рассматривает спортивную тренировку как сложный педагогический процесс, связанный с применением системы мероприятий, обеспечивающей эффективное решение задач физического развития, обучения и воспитания моральных, волевых, интеллектуальных и двигательных качеств спортсмена. С точки зрения биохимии тренировочный процесс рассматривается как адаптация организма к интенсивной мышечной деятельности

Поскольку все адаптационные процессы носят фазный характер, в теории и практике спорта принято выделять три разновидности тренировочного эффекта: срочный, отставленный и кумулятивный.

Срочный тренировочный эффект определяется величиной и характером биохимических изменений в организме, происходящих непосредственно во время действия физической нагрузки и в период срочного восстановления (0,5 - 1,5 часа после окончания работы), когда идет ликвидация кислородного долга.

Отставленный тренировочный эффект наблюдается на поздних фазах восстановления после физической нагрузки. Сущность его составляют процессы, направленные на восполнение энергетических ресурсов и ускоренное воспроизводство разрушенных при работе и вновь синтезируемых клеточных структур.

Кумулятивный тренировочный эффект возникает как результат последовательного суммирования следов многих нагрузок или большого числа срочных и отставленных эффектов. В кумулятивном тренировочном эффекте воплощаются биохимические изменения, связанные с усилением синтеза нуклеиновых кислот и белков, и наблюдаемые на протяжении длительного периода тренировки. Кумулятивный тренировочный эффект выражается в приросте показателей работоспособности и улучшении спортивных достижений.

Наиболее важные закономерности адаптации к мышечной деятельности получили развитие в теории и практике спорта и называются принципами спортивной тренировки. К основным принципам спортивной тренировки относятся:

• сверхотягощение;

• повторность;

• специфичность;

• последовательность;

• регулярность;

• цикличность.

Принцип сверхотягощения. Развитие адаптации под воздействием тренировки описывается хорошо известной в биологии зависимостью "доза – эффект". Небольшие физические нагрузки, не достигающие пороговой величины, достаточной для возбуждения адаптационных изменений в организме, не будут стимулировать развитие адаптации. Для обеспечения выраженного прироста тренируемой функции величина физической нагрузки должна превышать пороговое значение.

На рисунке 17.7 показана зависимость развития адаптации от величины используемых физических нагрузок. Зависимость "доза – эффект", а в случае спортивной практике – "величина нагрузки – адаптационные изменения" – показывает, что небольшие нагрузки не вызывают адаптационных изменений, они называются неэффективными и могут вызывать в организме незначительные биохимические сдвиги, которые не приводят к явлению суперкомпенсации. Такие неэффективные нагрузки применяются в оздоровительной физкультуре для поддержания и сохранения уровня физической подготовленности человека.

Физические нагрузки выше пороговой величины – эффективные нагрузки – приводят к пропорциональному росту адаптационных изменений. Это связано с увеличением глубины возникающих биохимических, а, следовательно, и функциональных изменений, что приводит к более выраженной суперкомпенсации.

Дальнейшее увеличение нагрузок – предельные нагрузки – ведет к прекращению прироста адаптационных изменений, что связано с использованием всех имеющихся в организме спортсмена биохимических и функциональных резервов. Запредельные нагрузки большой интенсивности или продолжительности приводят к заметному снижению тренировочного эффекта. Они вызывают очень глубокие биохимические и функциональные сдвиги, которые приводят к нарушению механизмов адаптации, что влечет за собой снижение работоспособности и результативности. Такое состояние называется перетренированностью.

Снижение темпов развития адаптации с ростом объема выполняемой работы может быть предотвращено изменением условий тренировки, а также характером и величиной тренировочной нагрузки.

По мере развития адаптации и тренированности (рис. 17.7-2) значение порогового уровня постепенно увеличивается, и тренировочные нагрузки, ранее эффективные, становятся неэффективными и не вызывают адаптационных изменений в организме спортсмена. Для поддержания эффективности тренировок следует увеличивать нагрузки. У высокотренированных спортсменов адаптационные изменения вызываются более высокими нагрузками. Поэтому при организации тренировочного процесса необходимо придерживаться следующих положений:

• использовать тренировочные нагрузки, превышающие пороговое значение, что приведет к развитию адаптации;

• по мере развития адаптации увеличивать тренировочные нагрузки.

Принцип повторности основан на непостоянстве адаптационных изменений в организме, возникающих под влиянием тренировочных нагрузок. Адаптацилнные сдвиги уменьшаются при снижении объема нагрузок или при длительном перерыве в тренировках, что в конечном счете может привести к снижению работоспособности. Действие этого принципа можно продемонстрировать на примере изменений в энергетическом обмене: концентрации гликогена и креатинфосфата после завершения тренировки возвращаются к исходному уровню и в определенный момент превышают его (повышение является фазой суперкомпенсации) после чего, испытывая периодические колебания , постепенно приходят к дорабочему уровню. Исходя из указанной закономерности восстановительных процессов следует, что для развития адаптации процесс тренировки не должен прерываться, а повторные нагрузки должны задаваться в фазе суперкомпенсации (рис.17.8), что приведет к росту исходного уровня важнейших химических соединений и внутриклеточных структур, и этот уровень будет сохраняться в течение длительного времени.

Следовательно, для развития адаптации тренировки должны повторяться систематически в течение длительного времени, и тренировочный процесс не должен прерываться.

Принцип специфичности. Систематические физические тренировки приводят к выраженным и многосторонним биохимическим и морфологическим изменениям в организме. Но все эти изменения специфичны; они тесно связаны с характером, интенсивностью и длительностью физических нагрузок. Более выраженные адаптационные изменения происходят в органах и функциональных системах организма спортсмена, в наибольшей степени нагружаемых при выполнении физических нагрузок.

Специфичность адаптационных изменений в организме, развивающихся под влиянием тренировки, отчетливо проявляется в показателях как срочного, так и кумулятивного тренировочного эффекта и прослеживается на всех уровнях - от молекулярного до организменного.

В соответствии с характером применяемых методов тренировки преимущественное развитие получают те функциональные свойства и качества организма, которые играют решающую роль в определении уровня достижений в данном виде спорта. Так, у спринтеров по сравнению с бегунами на длинные дистанции увеличивается емкость алактатной анаэробной системы, а также улучшается гликолитическая анаэробная способность, выражающаяся в том, что организм спортсмена способен противостоять накоплению максимального количества молочной кислоты при работе. У мастеров стайерского бега в большей степени увеличиваются показатели аэробной мощности, что выражается в меньшем уровне молочной кислоты при стандартной работе.

Многолетние тренировки оказывают влияние и на развитие разных мышечных волокон. При преимущественном использовании кратковременных скоростно-силовых упражнений происходят биохимические сдвиги и гипертрофия быстро сокращающихся белых волокон. А применение продолжительных упражнений аэробного характера создает условия для развития биохимических сдвигов и гипертрофии медленно сокращающихся красных волокон

Выбор определенного режима тренировки, как и интенсивность применяемой нагрузки, оказывает прямое влияние на характер биохимической адаптации в скелетных мышцах. После экспериментальной тренировки в режиме длительной непрерывной и интервальной работы отмечают повышение активности сукцинатдегидрогеназы, одного из ключевых ферментов цикла Кребса. Уровень повышения активности этого фермента зависит от выполняемой нагрузки. Наибольшая активность сукцинатдегидрогеназы отмечается при интервальном режиме тренировки (рис . 17.8).

Тренировка с использованием различных упражнений (на выносливость, на скорость, на развитие силы) приводит к разным изменениям в мышцах (таблица 17.6).

Таблица 17.6