1.10. Физические нагрузки

Будущая практическая деятельность курсанта - это и сложнейшая моторика как различных движений рук, так и многообразные двигательные функции, осуществляемые с по­мощью всей мышечной системы. Вопрос об оптимальном количестве полезной мышечной работы можно рассматривать по-разному: с точки зрения ин­тенсивной работы в короткий промежуток времени, либо ра­боты того же объема, но растянутой во времени. Мышечная работа характеризуется также выраженностью дина­мики (силы) движения. В отличие от механики машин и механизмов в биомехани­ке учитываются особенности мышечной деятельности и био­энергетики. Последнюю следует рассматривать как главный параметр, характеризующий эффективность этой деятельно­сти. Биоэнергетические затраты - это оценка эффективности двигательной активности путем определения так называемого физиологического коэффициента полезного действия (КПД), который тем выше, чем интенсивнее энергозатраты (за исключением случаев на уровне полного истоще­ния энергетических ресурсов организма). В процессе активной профессиональной деятельности, когда нормальный уровень здо­ровья определяется резервными возможностями энергообме­на, известная формула «здоровье – это зеркало нагрузок» абсо­лютно справедлива.

Известное всем выражение: «Жизнь - это движе­ние» следует рассматривать не вообще, а на всех его уровнях: макробиологическом (сокращение элементов мышечного ап­парата) и микробиологическом (биохимия обменных процес­сов). Процессам обмена веществ принадлежит главная роль в обеспечении жизнедеятельности организма. В период развития организма обмен веществ как бы запрограммирован генетически. После пере­хода в следующую стадию, когда гормон роста уходит с «жиз­ненной сцены», интенсивность обменных процессов посте­пенно затухает по причине уменьшения спроса на основные компоненты обмена веществ.

Собственный обмен вещества - это минимальное количество необходимых организму энергоносителей, обеспечивающих работу сердеч­ной мышцы, дыхательной и центральной нервной системы, тепловой баланс, тонус кровеносных сосудов и т. д. Однако наиболее крупным потребителем энергии являет­ся мышечная система. Это возможность перемещаться в пространстве и полезная мануальная (ручная) работа, без которой не обходится ни одна из профессий. Особенность энергетики мышц заключается в том, что они служат регулятором интенсивности энергообмена: если мышцы расслаблены, то капилляры, по которым доставляют­ся и передаются клеткам энергоносители, закрыты и обмен, практически отсутствует, что приводит к снижению интенсивности обмена веществ. При этом клеточные структуры организма сохраня­ют нормальный уровень функциональной активности, только при условии когда интенсивность энергообменных процессов превосходит уро­вень «собственного обмена» веществ, т.е. его минимальный уровень, обеспечивающий функции всех систем организма.

Интенсивность нагрузок и время выполнения работы – одни из основных параметров выбора величин пороговых тренирующих нагрузок. При этом чем больше мощность выполняемой работы, тем быстрее происходят биохимические изменения в клетках, ведущие к утомлению, тем меньше время работы. По классификации В.С. Фарфеля различают зоны относительной мощности работы: максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной. Предельная длительность работы в зоне максимальной мощности составляет 15-20 с, в зоне субмаксимальной мощности – от 20 с до 2-3 мин, в зоне большой мощности – до 30 мин, в зоне умеренной мощности – до 4-5 ч.

Работа в зоне максимальной мощности обеспечивается энергией в ос­новном за счет АТФ и КрФ, частично - за счет гликолиза. Кислородный запрос может состав­лять 7-14 л, а кислородный долг - 6-12 л, то есть 90-95 %от кислородного за­проса.

Работа в зоне субмаксимальной мощности энергетически обеспечива­ется в основном за счет анаэробного гликолиза. Кислородный запрос при такой работе может вырасти до 20-40 л, а уровень энергетических затрат в 4-5 раз превышать максимум аэробного производства энергии. К концу работы возрастают доля аэробных реакций в ее энергообеспечении. Кислородный долг в этой зоне мощности наиболее велик по абсолютным значениям (до 20 л) и составляет 50-90 % от кислород­ного запроса. Усиливается мобилизация гликогена печени, уровень глюкозы в крови может достигать 2 г/л. Под влиянием продуктов анаэробного распада меняется проницаемость клеточных мембран для белков, увеличивается их содержание в крови, они могут выделяться с мочой, в которой их концентра­ция может достигать 1,5 %.

В зоне большой мощности основное значение имеют аэробные источ­ники энергии при достаточно высоком уровне развития гликолиза. Доля ана­эробных процессов в энергообеспечении работы быстро снижается по мере увеличения ее продолжительности. При такой работе кислородный запрос может доходить до 50-150 л, а уровень энергетических затрат в 1,5-2 раза превышать максимум аэробного производства энергии.

Наиболее интенсивные упражнения в зоне умеренной мощности со­вершаются при максимуме аэробного производства энергии. Кислородный запрос может равняться 500-1500 л. Кислородный долг не превышает 5 л. Вследствие усиленного расхода запасов гликогена в печени содержание глюкозы в крови падает ниже 0,8 г/л. Отмечается большая потеря организмом воды и минеральных солей.

Функционирование мышечной системы в основном осуществляется с помощью команд, поступающих из центральной нервной системы (спинного мозга и двигательного центра коры головного мозга). Корковая моторная область организована так, чтобы обеспечивать определенные положения сустава, а не просто активизировать те или иные мышцы. Мышцы прикрепля­ются к костям с помощью сухожилий. Напряжения, возни­кающие в мышцах, опосредовано (через сухожилия) переда­ются на локальные участки костей и, следовательно, на сус­тавные соединения. В зависимости от исходной позиции сустава идет воздействие либо на мышцы–сгибатели, либо на разгибатели, чтобы придать суставу желаемый угол, т.е. кора кодирует движения человека путем команд, обеспечивающих определенное положение суставов. Чем выше степень мышечного напряжения, тем больше сказывается его воздействие на структуре связок и суставов. Поэтому, просто мышечная работа, без выраженной динамики, не адресованная конкретно определенной группе мышц, имеет низкий полезный физио­логический эффект.

Мышечная работа с ярко выраженной динамикой - это наработка ре­зервного количества здоровья, которое можно рассматривать как «запас биологической прочности» организма.

Полнота движений, т.е. амплитуда пространственных перемещений костных рычагов - это естественный диапазон подвижности суставов, позволяющий «проработать» их контактные поверх­ности. Для мышц - это максимальная амплитуда работы со­кратительных элементов мышечной ткани, при которой дос­тигается наибольший физиологический КПД. Для тренинга мышц на диапазоне естественной подвижности суставов необходима регулярная работа мышц как эффективная биоэнергетическая терапия, а, сле­довательно, надежное средство развития личностных и профессиональных качеств, профилактики и коррекции различных негативных состояний.

В основе определения мощности нагрузок лежит прямая связь между величиной (интенсивностью) нагрузки и частотой сердечных сокращений (ЧСС): чем больше величина аэробной нагрузки, тем выше ЧСС. В физкультурно-спортивной деятельности чаще используются относительные величины ЧСС. Выраженное в процентах отношение ЧСС во время нагрузки к максимальной для данного человека определяется:

Приблизительно ЧСС максимальную можно рассчитать по формуле: ЧССмакс = 220 - возраст (в годах).

Чем ниже уровень физической подготовленности, тем меньше должна быть интенсивность (абсолютная и относительная) тренировочной нагрузки. Так в начале занятий интенсивность физической нагрузки не рекомендуется задавать более 50-60 % ЧССмакс. По мере повышения физической подготовленности интенсивность тренирующих нагрузок (в пульсовом исчислении) повышают до 70 и далее 80 % от максимальной ЧСС.

В трактовке психофизической подготовки на первый план выходят промежуточные звенья - элементы психофизического сопряжения и взаимодей­ствия биологической составляющей и социально-технической сре­ды. Чем выше интенсивность воздействия стресс-формирующих элементов, тем более значимым должно быть внимание к промежуточным звеньям - характеристике изменений внимания, памяти, скорости восстановительных процессов.

Таким образом, прямо или косвенно эффективность учебно-профес­сиональ­ной деятельности обусловлено психофункциональным состоянием, как интегральной характеристики функций и качеств человека. В то же время функциональное состояние во многом определяется характером выполняемых физических нагрузок. При этом энергетика выступает главным фактором жизнедеятельно­сти, а произвольное управление ею в форме психомышечной деятельности является наиболее дос­тупным способом проявления способностей и свойств курсантов и слушателей, укрепления их физического здоровья.