Полезные материалы за все 6 курсов / Учебники, методички, pdf / Физиология_человека_Солодков_А_С_,_Сологуб_Е_Б_2018

нию его неспецифической устойчивости и возникновению ряда патологических состояний.

Из числа биологически активных веществ, рекомендуемых для ускорения восстановительных процессов и повышения работо способности, наибольшее распространение получили раститель ные стимуляторы и адаптогены (женьшень, элеутерококк, лев зея, китайский лимонник, заманиха и др.). Они характеризуются широким диапазоном действия, низкой токсичностью, возмож ностью использования их как в качестве тонизирующих и сти мулирующих средств при выполнении ответственных работ, так и с целью ускорения адаптации, повышения общей неспецифиче ской резистентности организма и улучшения восстановительных процессов.

В экстренных случаях можно рекомендовать препараты сти мулирующего действия, которые быстро снимают усталость, ус коряют восстановление пластических и энергетических процес сов и повышают работоспособность; положительное действие при этом появляется лишь на фоне выраженного утомления. К числу таких препаратов относят сиднокарб, биметил, пироцетам, оли фен и актовит. Они восстанавливают функциональное состояние путем срочной мобилизации сохранившихся резервных возмож ностей организма. Следует иметь в виду, что длительное приме нение подобных веществ без дополнительного отдыха может приводить к возникновению нежелательных изменений в орга низме. Поэтому непременным условием достижения благоприят ного эффекта является правильный выбор курса приема, а также индивидуализация дозировки в зависимости от функционально го состояния организма и характера спортивной деятельности.

Контроль за восстановлением функций организма и работо способности – довольно трудная задача, для решения которой требуются подготовленные специалисты, необходимое аппаратур ное обеспечение и условия для проведения исследований. Одна ко существуют рекомендации по использованию более простых методических приемов. В частности, для оценки эффективности восстановления при занятиях оздоровительными физическими упражнениями Е.Г. Мильнер (1985) рекомендует использовать пульсометрию или ортостатическую пробу. Если при ежедневном подсчете частоты пульса утром после сна лежа его колебания не превышают 2–4 уд./мин, можно полагать, что нагрузка адекватна функциональным возможностям организма и восстановительные процессы протекают нормально. При выполнении ортостатиче

290

ской пробы в этих условиях (подсчет пульса лежа и после медлен ного вставания) принято считать, что разница пульсовых ударов менее 16 свидетельствует о хорошем восстановлении, при разнице 16–18 ударов – восстановительные процессы удовлетворительные,

иесли частота сердечных сокращений повысилась на 18 уд./мин

иболее – это говорит о переутомлении и неполном восстановле нии. Существуют и другие аналогичные рекомендации.

Совершенно очевидно, что некоторые из названных физиоло гических восстановительных мероприятий используются педаго гами, психологами и спортивными врачами, что, во первых, характеризует восстановление как комплексную проблему, а во вторых, говорит о том, что физиологические закономерности функционирования организма должны учитываться и учитыва ются различными специалистами. В заключение отметим, что про блема восстановления в спорте состоит в дальнейшем изыскании

иразработке наиболее эффективных реабилитационных средств

иособенно в научном обосновании системы их применения.

РАЗДЕЛ II

ЧАСТНАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

К разделу частной спортивной физиологии, как уже указы валось выше, относятся физиологическая классификация физи ческих упражнений, характеристика двигательных качеств и навыков и особенности функционального состояния и работо способности лиц разного возраста и пола в особых условиях внеш ней среды. Важной физиологической особенностью этого разде ла является также рассмотрение механизмов и закономерностей функционирования организма при специфической профессио нальной деятельности спортсменов с учетом их тренированности и генетической обусловленности.

9.ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

ИХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ

Физические упражнения – это двигательная деятельность, с помощью которой решаются задачи физического воспитания: образовательная, воспитательная и оздоровительная.

Физические упражнения чрезвычайно многообразны. Для их классификации невозможно применить один единственный

291

критерий. Этим объясняется наличие различных систем физио логической классификации по разным критериям, положенным

вих основу.

9.1.РАЗЛИЧНЫЕ КРИТЕРИИ КЛАССИФИКАЦИИ УПРАЖНЕНИЙ

Всвязи с многообразием физических упражнений, различны ми их формами и физиологическими механизмами в основу клас сификации положены разные критерии.

Среди них выделяют следующие основные критерии:

• энергетические – классифицирующие упражнения по пре обладающим источникам энергии (аэробные и анаэробные) и по уровню энерготрат (единичные – ккал в 1 с, суммарные – на всю выполненную работу);

• биомеханические – отличающиеся по структуре движений упражнения циклические, ациклические и смешанные;

• ведущего физического качества – упражнения силовые, скоростные, скоростно силовые, упражнения на выносливость, ко ординационные или сложно технические;

• предельного времени работы – подразделяющие упражне ния по зонам относительной мощности.

Предлагали также классифицировать упражнения по отноше нию мощности энерготрат к основному обмену (Seliger V., 1972); учитывали взаимодействие со спортивным снарядом и человека с человеком (Фомин В.С., 1985); классифицировали виды спорта по соотношению интенсивности статической и динамической работы и степени опасности для здоровья (Mitchell at al., 1985). Выделяли также две группы спортивных упражнений: 1) связан ные с предельными физическими нагрузками и развитием физи ческих качеств и 2) технические, требующие специальных психо физиологических качеств, – автомотоспорт, санный, парусный, парашютный, конный спорт, дельтапланеризм и др. (Коц Я.М., 1986). Существует также ряд педагогических классификаций упражнений, которые здесь не приводятся.

Классификация по энергетическим критериям рассмат ривает подразделение спортивных упражнений по преобладающе му источнику энергии: анаэробные алактатные (осуществляемые за счет энергии фосфагенной системы – АТФ и КрФ), анаэробные лактатные (за счет энергии гликолиза – распада углеводов с обра зованием молочной кислоты) и аэробные (за счет энергии окисле ния углеводов и жиров). Соотношение аэробных и анаэробных

источников энергии зависит от длительности работы (табл. 11).

292

Таблица 11

Соотношение анаэробных и аэробных источников энергии (%) при различной длительности физических упражнений

(по: P. Astrand et al., 1970; И.В. Аулик, 1979)

При классификации по уровню энерготрат выделяют упраж нения по величине суммарных и единичных затрат энергии. С увеличением длины дистанции суммарные энерготраты растут, а единичные снижаются.

9.2. СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ

Общепринятой в настоящее время считается классификация физических упражнений, предложенная В.С. Фарфелем (1970). В этой системе в силу многообразия и разнохарактерности физи ческих упражнений применены различные критерии классифи кации (см. схему классификации).

Схема физиологической классификации упражнений в спорте

(по В.С. Фарфелю, 1970)

293

Все спортивные упражнения разделены первоначально на позы и движения. Затем все движения подразделены по критерию стан дартности на стандартные или стереотипные (с повторяющимся порядком действий) и нестандартные или ситуационные (спортивные игры и единоборства). Стандартные движения разби ты на две группы по характеру оценки спортивного результата – на упражнения качественного значения (с оценкой в баллах – гимнастика, фигурное катание, прыжки в воду и др.) и количе ственного значения (с оценкой в килограммах, метрах, секундах). Из последних выделены упражнения с разной структурой – ацик лические и циклические. Среди ациклических упражнений выде лены собственно силовые (тяжелая атлетика), скоростно сило вые (прыжки, метания) и прицельные (стрельба).

Циклические упражнения по предельному времени работы раз делены по зонам относительной мощности – максимальной мощно сти (продолжающиеся до 10–30 с), субмаксимальной (от 30–40 с до 3–5 мин), большой (от 5–6 мин до 20–30 мин) и умеренной мощно сти (от 30–40 мин до нескольких часов). При этом учитывалось, что физическая нагрузка не равна физиологической нагрузке на орга низм человека, а основной величиной, характеризующей физиоло гическую нагрузку, является предельное время выполнения работы. Анализ спортивных рекордов на различных дистанциях у бегунов, конькобежцев, пловцов и др. позволил построить логарифмиче скую зависимость между логарифмом интенсивности энерготрат (и соответственно скорости прохождения дистанций) и логариф мом предельного времени работы. На графике этой зависимости выделились четыре различных участка: 1) с наивысшей скоростью (около 10 м/с) – зона максимальной мощности; 2) со скоростью близкой к максимальной (с резким падением скорости в диапазоне от 10 до 7 м/с) – зона субмаксимальной мощности; 3) с более мед ленным падением скорости (7–6 м/с); 4) зона с новым резким паде нием скорости (до 5 м/с и менее) – зона умеренной мощности.

9.3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПОРТИВНЫХ ПОЗ И СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Двигательная деятельность человека проявляется в поддержа нии позы и выполнении моторных актов.

П о з а – закрепление частей скелета в определенном поло жении. При этом обеспечивается поддержание заданного угла

или необходимого напряжения мышц.

294

При сохранении позы скелетные мышцы осуществляют две формы механической реакции – тонического напряжения (пока возможно достаточно стабильное сохранение позы) и фазных (тетанических) сокращений (для коррекции позы при ее замет ных отклонениях от заданного положения и при больших уси лиях).

О с н о в н ы е п о з ы , которые сопровождают спортивную дея тельность, – это лежание (плавание, стрельба), сидение (гребля, авто , вело и мотоспорт, конный спорт и др.), стояние (тяжелая атлетика, борьба, бокс, фехтование и др.), с опорой на руки (висы, стойки, упоры). При л е ж а н и и усилия мышц минимальны, с и д е н и е требует напряжения мышц туловища и шеи, с т о я н и е – из за высокого положения общего центра масс и малой опоры – значительных усилий антигравитационных мышц разгибателей задней поверхности тела. Наиболее сложными являются п о з ы с о п о р о й н а р у к и . В позах «вис» и «упор» координация менее сложна, но требуются большие усилия мышц (например, упор руки в сторону на кольцах). Наибольшую сложность пред ставляют стойки (например, стойка на кистях). В этом случае требуется не только большая сила мышц рук, но и хорошая коор динация при малой опоре и необычном положении вниз головой, которое вызывает у нетренированных лиц значительный приток крови к голове и массивную афферентную импульсацию от сме щенных внутренних органов и от вестибулярного аппарата.

Правильная организация позы имеет большое значение для двигательной деятельности. Она является основой любого дви жения, обеспечивая опору работающим мышцам, выполняя

фиксацию суставов в нужные моменты (например, при оттал кивании ног от опоры при ходьбе). Закрепляя тело человека в вертикальном положении, она осуществляет антигравитаци онную функцию, помогая преодолеть силу земного притяжения и противодействуя падению. Поддержание сложных поз (напри мер, при выполнении на одной ноге высокого равновесия на по лупальцах в художественной гимнастике) в неподвижном поло жении или при движении обеспечивает сохранение равновесия тела.

Позы, как и движения, могут быть произвольными и непро извольными. Произвольное управление позой осуществляется корой больших полушарий. После автоматизации многие позные реакции могут осуществляться непроизвольно, без участия созна ния. В организации непроизвольных поз участвуют условные

295

и безусловные рефлексы. Специальные статические и статокине тические рефлексы поддержания позы (установочные рефлексы) происходят с участием продолговатого и среднего мозга.

Различают р а б о ч у ю п о з у, обеспечивающую текущую дея тельность, и п р е д р а б о ч у ю п о з у, которая необходима для подготовки к предстоящему действию. Поза может быть удобной (и тогда работоспособность человека повышается) и неудобной, при которой эффективность работы снижается. Например, при стендовой стрельбе в положении стоя опытные спортсмены так распределяют нагрузку на части скелета, что на ЭМГ наблюдает ся минимальная активность мышц туловища. Это позволяет спортсменам длительное время стоять без утомления. В то же время у менее подготовленных стрелков при плохой организации позы имеется значительное напряжение мышц, что быстро при водит к утомлению и снижению точности стрельбы.

Работая в условиях неподвижной позы человек, выполняет с т а т и ч е с к у ю р а б о т у. При этом его мышцы работают в изо метрическом режиме и их механическая работа равна нулю,

так как отсутствует перемещение тела или его частей (поскольку

А = Р Н, а Н = 0, то и А = 0). Однако с физиологической точки зрения человек испытывает определенную нагрузку, тратит на нее энергию, устает, и его работа может оцениваться по длительности ее выполнения. В спорте, как правило, статичес кая работа связана с большим напряжением мышц.

В центральной нервной системе (в первую очередь – в мо торной области коры) при такой работе создается мощный очаг возбуждения – рабочая доминанта, которая оказывает тормо зящее влияние на другие нервные центры, в частности на центры дыхания и сердечной деятельности. Так как при этом, в отличие от динамической работы, активность нервных центров должна поддерживаться непрерывно, без интервалов отдыха, то статичес кие напряжения весьма утомительны и не могут поддерживаться длительное время. Специфические системы взаимосвязанной активности нервных центров проявляются в коре больших полу шарий у спортсменов (по данным ЭЭГ) лишь при достаточных статических усилиях (например, у штангистов при подъеме штан ги весом не менее 70–80% от максимальной произвольной силы), одновременно в мышцах в реакцию вовлекаются наименее возбу димые и мощные быстрые двигательные единицы. Этим объяс няется необходимость включения в тренировочные занятия мак симальных и околомаксимальных нагрузок.

296

Рис. 29. Кровоснабжение мышц предплечья и голени при статической работе

(по: В.И. Тхоревский, 1978)

297

При статической работе содержание кислорода в альвеолах легких зависит от принятой позы: из за ухудшения легочного кровотока и неравномерности вентиляции различных долей лег ких оно составляет в позе стояния – 14,9%, сидения – 14,4%, лежания – 14,1%.

При значительных усилиях наблюдается явление н а т у ж и в а н и я , которое представляет собой выдох при закрытой голо совой щели, в результате чего туловище получает хорошую меха ническую опору, а сила скелетных мышц увеличивается.

Напряжение скелетных мышц при познотонических реакциях и статических усилиях оказывает в результате повышенной про приоцептивной импульсации регулирующее влияние на вегета тивные процессы – м о т о р н о в и с ц е р а л ь н ы е р е ф л е к с ы (Могендович М.Р., 1972). Это, в частности, нарастание ЧСС (мо торно кардиальные рефлексы) и угнетение работы почек – уменьшение диуреза (моторно ренальные рефлексы). Так, при положении вниз головой ЧСС составляет – 50, при лежании – 60, сидении – 70, стоянии – 75 уд./мин; количество мочи, об разовавшейся за 1,5 часа в позе лежания, – 177 мл, в позе сто яния – 136 мл.

9.4. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНДАРТНЫХ ЦИКЛИЧЕСКИХ И АЦИКЛИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ

С т а н д а р т н ы е , и л и с т е р е о т и п н ы е , д в и ж е н и я харак теризуются сравнительным постоянством движений и их после довательностью, закрепляемой в виде двигательного динамиче ского стереотипа. По структуре движений различают цикличес кие и ациклические стандартные движения.

9.4.1. Стандартные циклические движения

С т а н д а р т н ы е ц и к л и ч е с к и е у п р а ж н е н и я отличают ся повторением одних и тех же двигательных актов (1–2–1–2– 1–2 и т.д.). По предельной длительности работы они подразделя ются на четыре зоны относительной мощности – максималь ную, субмаксимальную, большую и умеренную.

Р а б о т а м а к с и м а л ь н о й м о щ н о с т и продолжается до 20–30 с (например, спринтерский бег на 60, 100 и 200 м; плава ние на 25 и 50 м; велогонки на треке – гиты на 200 и 500 м и т.п.).

Такая работа относится к анаэробным алактатным нагруз кам, т.е. выполняется на 90–95% за счет энергии фосфагенной

298

системы – АТФ и КрФ. Единичные энерготраты предельные

идостигают 4 ккал/с, зато суммарные – минимальны (около 80 ккал). Огромный кислородный запрос (порядка 8 л или в пере счете на 1 мин ~ 40 л) во время работы удовлетворяется крайне незначительно (менее 0,1 л), но кислородный долг не успевает достичь большой величины из за кратковременности нагрузки. Короткий рабочий период недостаточен для заметных сдвигов в системах дыхания и кровообращения. Однако в силу высокого уровня предстартового возбуждения ЧСС достигает высокого значения – до 200 уд./мин. В результате активного выхода из печени углеводов в крови обнаруживается повышенное содержа ние глюкозы – гипергликемия.

Ведущими системами организма при работе в зоне макси мальной мощности являются центральная нервная система

идвигательный аппарат, так как требуется высокий уровень возбудимости и лабильности нервных центров и скелетных мышц, хорошая подвижность нервных процессов, способность к быстро му расслаблению мышечных волокон и достаточные запасы в них креатинфосфата.

Ра б о т а с у б м а к с и м а л ь н о й м о щ н о с т и продолжается от 20–30 с до 3–5 мин (например, бег на средние дистанции 400, 800, 1000 и 1500 м; плавание на дистанции 100, 200 и 400 м; ско ростной бег на коньках на 500, 1000, 1500 и 3000 м; велогонки – гиты на 1000 м; гребля – 500, 1000 м и др.).

Сюда относятся нагрузки анаэробно аэробного характера.

Сувеличением дистанции скорость локомоций в этой зоне рез ко падает, и соответственно быстро снижаются единичные энер готраты (от 1,5 до 0,6 ккал/с), зато суммарные энерготраты возрастают (от 150 до 450 ккал). Покрытие энерготрат преиму щественно за счет анаэробных реакций гликолиза приводит к пре дельному нарастанию концентрации лактата в крови (до 20– 25 мМоль/л), которая увеличивается по сравнению с уровнем покоя в 25 раз. В этих условиях рН крови снижается до 7,0

именее. Длительность работы достаточна для максималь ного усиления функций дыхания и кровообращения, в резуль тате достигается МПК. ЧСС находится на уровне 180 уд./мин.

Несмотря на это, потребление кислорода удовлетворяет на дистанции лишь 1/3 очень высокого кислородного запроса (на разных дистанциях от 2,5 до 8,5 л/мин), а кислородный долг, составляющий 50–80% от запроса, возрастает у высококвали фицированных спортсменов до предельной величины – порядка

299