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

ков, моменты включения и выключения активности отдельных генов, время наступления критических и сенситивных периодов развития отдельных признаков, длительность их протекания, тем пы функциональной активности различных систем организма, скорость обучения человека и другие временные параметры жиз недеятельности. Например, переходный период у одних подрост ков протекает на протяжении 5–6 лет, а у других за 1,5–2 года. Исследования на близнецах показали генетическую природу обу чаемости: при использовании специальных тестов (соединять пары цветных фигур за 30 с) у однояйцевых близнецов скорость осво ения оказалась одинаковой, а у двуяйцевых близнецов имелись достоверно большие различия.

Следовательно, высокотренируемые и низкотренируемые спортсмены различаются не только по величине сдвига работо способности, физических качеств и функциональных показате лей, но и по скорости изменений всех этих показателей, а соот ветственно и по времени достижения высоких спортивных результатов. Величина и скорость развития тренировочных

эффектов являются независимыми переменными.

По выраженности этих факторов выделяют четыре варианта тренируемости (Коц Я.М., 1986):

•высокая быстрая тренируемость;

•высокая медленная тренируемость;

•низкая быстрая тренируемость;

•низкая медленная тренируемость.

Наличие таких индивидуальных физиолого генетических осо бенностей обусловливает необходимость многоступенчатого от бора в процессе многолетней спортивной тренировки.

15.4.ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ АДЕКВАТНОГО

ИНЕАДЕКВАТНОГО ВЫБОРА СПОРТИВНОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ, СТИЛЯ СОРЕВНОВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

И СЕНСОМОТОРНОГО ДОМИНИРОВАНИЯ

Для успешного развития тренированности спортсменов в пла не отбора и прогноза необходимы два фактора:

•адекватный для генетических задатков выбор спортив ной специализации, стиля соревновательной деятельности, веду щей руки и ноги спортсмена;

•многоступенчатый отбор на каждом этапе многолетней подготовки, с учетом генетически присущей спортсмену скоро сти адаптации к специализированным нагрузкам.

390

Лишь сочетание обоих этих факторов в совокупности может обеспечить высокие результаты на уровне спорта высших дости жений и сохранение здоровья спортсмена. Основой для сужде ния о тренируемости в различных видах спорта являются уже достаточно известные информативные морфофункциональные и психофизиологические критерии.

Между высокотренируемыми и низкотренируемыми спортсменами возможны значительные различия по времени достижения одних и тех же уровней спортивного мастер ства (рис. 40). Так, нормативы мастера спорта высокотренируе мые тяжелоатлеты гиревики выполняют почти на 1,5 года быст рее, чем низкотренируемые спортсмены (соответственно 3,76 и 4,83 года), дзюдоисты женщины – на 2 с лишним года быстрее (соответственно 5,60 и 7,83 года), а дзюдоисты мужчины – более чем на 2,5 года быстрее (6,50 и 9,17 года), считая от исходного уровня.

Высокая тренируемость, сокращая время подготовки высоко квалифицированного спортсмена, обеспечивает не только выпол нение биологической задачи (сохранения его здоровья) и соци альной задачи (победы на соревнованиях), но и позволяет достичь высокого экономического эффекта тренировочного процесса,

Рис. 40. Время достижения высокого уровня спортивного мастерства (квалификации мастера спорта) у высокотренируемых

и низкотренируемых спортсменов (по данным разных авторов)

391

сокращая расходы на оплату труда тренеров, аренду помещения

ни спортсмена.

Неадекватный выбор

вождается формированием нерациональной функциональной системы адаптации с большим числом лишних, неэффективных

нованиях, достижением менее высокого уровня спортивного

панием генетического резерва организма.

К сожалению, в практике довольно часто встречаются случаи

ности спортсмена.

ная рука является неведущей, т.е. хуже управляемой (рис. 41). Это явно тормозит рост спортивного мастерства, так как чем выше

вается среди них спортсменов с таким неадекватным выбором.

ются неадекватным стилем соревновательной деятельности,

Рис. 41. Адекватность выбора вооруженной руки у фехтовальщиков

392

не соответствующим их врожденным типологическим особенно стям, причем 20% из них борются стилем противоположным. Вследствие этого замедляются темпы овладения спортивной тех никой, ухудшаются спортивные результаты, увеличивается вре мя выполнения нормативов спортивных разрядов. Независимо от атакующего или контратакующего стиля, использование «свое го» стиля увеличивает скорость роста спортивного мастерства,

иразличия оказываются тем больше, чем выше спортивная ква лификация. Например, у борцов самбистов время выполнения нормативов I разряда при выборе «своего» стиля по сравнению с выбором «чужого» стиля меньше почти на полтора года (соот ветственно 4,0 и 5,4 года), выполнения нормативов кандидатов в мастера спорта – короче более чем на 2 года (5,0 и 7,2 года), а нормативов мастера спорта – меньше на 5 с лишним (!) лет (6,0 и 11,2 года).

Среди спортсменов ситуационных видов спорта (боксеров, волейболистов, баскетболистов и др.) выявлены значительные

различия между спортсменами атакующего и контратаку ющего стиля по многим психофизиологическим показателям.

Так, у атакующих боксеров по сравнению с контратакующими достоверно короче временные параметры сенсомоторных реакций

итактического мышления, выше показатели теппинг теста и силы мышц, в предрабочей ЭЭГ более высокий уровень преднастрой ки (синхронизации корковой активности), а во время парного взаимодействия с соперником в ЭЭГ формируется более асим метричная система управления движениями, включающая ниж нетеменные, зрительные и моторные области левого полушария (условно «система восприятия»), при обучении с электромиогра фической обратной связью менее выражен прирост способности к произвольному управлению мышечными усилиями.

Уконтратакующих боксеров – более симметричная система взаимосвязанной активности в коре больших полушарий с веду щей ролью переднелобных областей («система принятия реше ний»), более высокий коэффициент интеллектуальности в сло весном тесте Г. Айзенка, при обучении с ЭМГ обратной связью более успешно происходит совершенствование мышечного чув ства и точности воспроизведения заданных усилий.

Аналогичные данные, полученные на спортсменах волейболи стах, баскетболистах, футболистах и фехтовальщиках, позволяют отнести атакующих (нападающих) спортсменов к лицам с невер бальным мышлением («художественному» типу, по И.П. Павло

393

ву), а контратакующих (защитников) – к лицам с вербальным мышлением («мыслительному» типу).

Как оказалось, в группах спортсменов атакующего или контр атакующего стиля насчитывается примерно 2/3 спортсменов, адекватно выбравших стиль соревновательной деятельности, со ответствующий их врожденным индивидуально типологическим особенностям, и около 1/3 спортсменов с неадекватным выбо ром, которые, по видимому, компенсируют этот выбор другими функциональными возможностями организма (табл. 15).

Таблица 15

Количество (%) высококвалифицированных боксеров атакующей

иконтратакующей манеры ведения боя, выбравших адекватный

инеадекватный для врожденных индивидуально/типологических особенностей стиль соревновательной деятельности

(по: Е.Б. Сологуб, 1986; В.А. Таймазов, 1986)

Неадекватный выбор стиля особенно значительно затрудняет рост мастерства у атакующих спортсменов, имеющих именно те качества, которые находятся под наибольшим генетическим кон тролем – скоростные свойства нервной системы и двигательного аппарата. Например, доля атакующих боксеров в спорте высших достижений, выбравших неадекватную манеру ведения боя, сокращается с 36% (в группе спортсменов I разряда) до 25% (в группе мастеров спорта и мастеров спорта международного класса).

Дифференциация спортсменов по физиолого генетическим особенностям создает основу для различного педагогического подхода к их обучению (использование преимущественно мето дов показа, прочувствования движений для атакующих спортсме нов и методов рассказа, объяснений, самоотчетов – для контрата кующих), правильного подбора упражнений, выбора адекватного стиля, создания алгоритмов прогнозирования и моделирования успешности соревновательной деятельности.

394

15.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ ДЛЯ ПОИСКА ВЫСОКО- И БЫСТРОТРЕНИРУЕМЫХ СПОРТСМЕНОВ

В практике спорта эффективность отбора обычно превышает 50–60%. Хотя отмечалось, что предсказание перспективности спортсменов более эффективно, чем предсказание неперспектив ности. Даже у опытных тренеров с использованием комплекса современных методов прогнозных решений она не более 70–80%.

Современные методы спортивной генетики позволяют избе жать многих ошибок в этом плане. В настоящее время достигну ты определенные успехи в поиске генов предрасположенности к мышечной деятельности аэробного характера. Учитываются влияния генов, переключающих жировой обмен с образования белого жира, откладывающегося про запас, не преимущественное образование бурого жира, обеспечивающего двигательную актив ность человека. Однако выделение отдельных генов или их ком плексов – чрезвычайно трудоемкий и пока мало разработанный процесс. Для практики спорта особую важность все более приоб ретает использование в отборе так называемых маркеров, отра жающих наследственные задатки отдельных индивидуумов.

Ге н е т и ч е с к и м м а р к е р о м называют легко определяе

мый, устойчивый признак организма, жестко связанный с его генотипом, по которому можно судить о вероятности проявления другой, трудно определяемой характеристики.

К основным их свойствам относят следующие:

–жесткая генетическая обусловленность (их коэффициент наследуемости порядка Н=1,0);

–полное проявление в последующих поколениях;

–хорошая выраженность (высокая экспрессия);

–малая зависимость от факторов внешней среды;

–практическая неизменность на протяжении различных пе риодов жизни.

С помощью генетических маркеров возможно выявление ге нетических задатков даже у малолетних детей, для которых нельзя использовать тесты, разработанные для взрослых людей. Выяв ленные маркерами задатки человека, характеризуя возможные его способности, сохраняют свое влияние на всю последующую жизнь. Для практического удобства было предложено различать марке ры абсолютные и условные.

А б с о л ю т н ы е м а р к е р ы характеризуются наиболее высо кой наследуемостью (их коэффициент Н приближается к 1,0).

395

К ним относят: группы крови (системы ABO, MN и др.), скорость возникновения некоторых вкусовых ощущений, показатели кож ных узоров пальцев (дерматоглифы), формы зубов (одонтогли фы), особенности хромосомных наборов и др.

Ус л о в н ы е м а р к е р ы менее обусловлены наследственно (их Н 0,80–0,95). К ним относятся: соматотип человека, его темпе рамент (тип высшей нервной деятельности), доминирование пра вого или левого полушария, особенности сенсорной и моторной функциональной асимметрии и тип индивидуального профиля асимметрии, соотношение быстрых и медленных мышечных во локон в скелетных мышцах, гормональный статус и др.

Использование генетических маркеров позволяет значитель но расширить возможности и точность прогнозирования и отбо ра в спорте, особенно на начальных его этапах. Раннее начало занятий многими видами спорта (гимнастика, фигурное катание, плавание, прыжки в воду и др.) не позволяет у детей 5–6 летнего возраста различить спортивно важные качества, характерные для взрослых спортсменов в избранном виде спорта, так как они еще не сформированы на данном этапе онтогенеза.

С целью спортивной ориентации и отбора генетические мар керы можно использовать в двух основных направлениях: 1) поиск спортсменов с адекватными для данного вида спорта признаками организма; 2) отбор среди них не только спортсменов с высокой, но и с быстрой тренируемостью в избранном виде спорта.

Для каждого тренера важно не только подготовить спортсме на высокого класса, но и сделать это без вреда для его здоровья и с наименьшими затратами времени. В связи с этим особую ценность в настоящее время приобретает выявление наиболее информативных генетических маркеров, позволяющих дифферен цировать спортсменов по их тренируемости в каждом отдельном виде спорта, т.е. отличить высоко и быстротренируемых от вы соко и медленнотренируемых, низко и быстротренируемых и, тем более, низко и медленнотренируемых спортсменов.

Так, например среди юных спортсменов, специализировавших ся в таэквон до и занимавшихся у одного тренера по одной и той же методике на протяжении 10 лет, лишь часть достигла уровня черного пояса, а некоторые выполнили лишь нормативы низкого разряда, т.е. отстали на 6 лет подготовки.

При этом установлено, что наиболее информативными пока зателями – абсолютными и условными генетическими маркера ми, позволяющими определить спортсменов таэквондистов

396

в группу высоко и быстротренируемых (в отличие от группы низ ко и медленнотренируемых) являются следующие:

•спортивно%педагогические: достижение более высокого уров ня квалификации при затрате в среднем на 3–4 года меньше на выполнение нормативов одного и того же уровня по срав нению с низко и медленнотренируемыми;

•генеалогические (анализ родословных): высоко и быстро тренируемые таэквондисты имеют достоверно больше род ственников спортсменов, в том числе единоборцев, и являют ся практически исключительно первенцами по порядку рождения в семье;

•морфологические: отличительным признаком является дос товерно меньшая доля жирового компонента в составе тела, большая обезжиренная масса, а также принадлежность к мор фотипу долихоморфов;

•принадлежность к определенной группе крови системы АВ0:

преобладание III(В) группы крови, достоверно меньшая встречаемость I(0) группы крови и отсутствие со II(А) и IV(AB) группой (принадлежность ко II(А) группе крови до стоверно характеризует лишь спортсменов с низкой и мед ленной тренируемостью);

•показатели физических качеств: достоверно большая быстро та в теппинг тесте и большая мышечная сила рук, особенно правой руки;

•физиологические показатели: более высокие анаэробные воз можности (достоверно большая длительность задержки ды хания на вдохе и на выдохе) и специфика функциональной асимметрии – доминирование правой руки, правой ноги, правого глаза и, соответственно, достоверное преобладание одностороннего (правого) индивидуального профиля асим метрии;

•психофизиологические и психические характеристики темпе% рамента и личностных особенностей: достоверное преоблада ние экстравертов, более высокий уровень нейротизма, боль шая выраженность холерического темперамента и отсутствие флегматиков, а также более высокая субъективная оценка

самочувствия.

Выявление подобных информативных комплексов генетичес ких маркеров для отдельных видов спорта позволит разработать более эффективные технологии спортивного отбора высоко и быстротренируемых спортсменов. При этом важно выявлять

397

в каждой специализации быстро тренируемых спортсменов. Об наружено, что такой информативный маркер, как групповая при надлежность крови, позволяет дифференцировать спортсменов по скорости обучения в различных видах единоборств. В требую щем особой быстроты боксе среди быстротренируемых высоко квалифицированных спортсменов достоверно преобладают лица с I(0) группой крови (и отсутствуют лица со II(А) и IV(AB) группой); в таэквон до, отличающемся высокой координацией и ловкостью, быстротренируемые спортсмены – это главным об разом лица с III(В) группой (лица со II(А) и IV(AB) группой также отсутствуют); в кикбоксинге, для которого важна хорошая специальная выносливость, среди быстротренируемых спортсме нов преимущество имеют лица со II(А) группой, а среди медлен нотренируемых – лица с I(0) группой крови.

16.ВЛИЯНИЕ ГЕНОМА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ, РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И ЗДОРОВЬЕ СПОРТСМЕНОВ

В1953 г. нобелевские лауреаты Ф. Крик и Д. Ватсон (США) расшифровали генетический код наследственной информации.

Вконце ХХ века во многих странах основным направлением ге нетических исследований стало изучение структуры и функций ДНК у человека. В результате проведенной работы был открыт

геном человека, который представляет собой всю совокуп ность генетической информации, содержащейся в хромосо мах. Нобелевские премии в области естественных наук в послед ние годы чаще присуждаются по генетике.

16.1.ХРАНЕНИЕ, ПЕРЕДАЧА НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ

ИРАСШИФРОВКА ГЕНОМА

Наследственные признаки передаются с помощью двух основных молекул – дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и рибонуклеиновой кислоты (РНК). ДНК содержится в клеточ ных ядрах и является носителем генетической информации, а РНК служит для передачи информации. Это огромные молеку лы с молекулярной массой от 10 тыс. до нескольких миллионов атомных единиц.

ДНК представляет собой спираль из двух цепочек, каждая из которых состоит из последовательности более простых соедине

398

ний – так называемых оснований, или нуклеотидов. Имеется 4 вида этих базовых элементов ДНК – аденин, гуанин, цитозин

и тимин

ваны по три основания в так называемые триплеты.

дый триплет несет информацию об одной аминокислоте, а их

лот в синтезируемые белки или ферменты.

Рис. 42. Схема структуры ДНК.

Парные структуры ДНК с основаниями: А – аденин, С – цитозин, G – гуанин, Т – тимин

Созданные образования под контролем триплетов лежат

ции – г е н о в .

тельностью оснований, который содержит информацию об элементарном признаке. В каждой клетке организма имеется

разованиях – хромосомах. Непрерывная двойная спираль ДНК, содержащая гены, проходит по всей длине хромосом.

Хромосомы сгруппированы попарно,

гда четное. В каждой паре хромосомы имеют сходную форму

иразмеры. Число хромосом постоянно для каждого вида живых существ. У человека в ядрах клеток содержится 23 пары, или

46 хромосом.

Хромосомы подразделяют на две группы:

1)аутосомы – попарно идентичные и одинаковые у мужчин

иженщин, их 22 пары;

2)половые хромосомы –

организме две одинаковые хромосомы (ХХ), а в мужском – две различные хромосомы (ХY).

Выполненные в последние годы исследования генетиками

ровке генома человека. В хромосомах генома содержится весь

399