Яроцкий А.И. (ред.), Криволапчук И.А. (ред.) - Эмоции человека в нормальных и стрессорных условиях - 2001 г

эмоционального напряжения: механизмы, действующие во время физической нагрузки (срочные); действующие в период восстановления (отставленные); формирующи-

Психолептики Тимолептики Психом

еся после систематических тренировок (кумулятив-

íûå)а). Большие. Подробнаятранквилизаторы характеристика. Антидепрессанты этих эффектов(данная групп дается

зываются такие упражнения, при выполнении которых энергообеспечение работающих мышц и других активно функционирующих органов происходит за счет окислительных превращений в клетках, связанных с потреблением кислорода. Все физиче-ские упражнения, где вклад аэробного процесса в энергообеспечении мышеч- ной деятельности превосходит 70%, являются аэробными. Наиболее часто интенсивность таких упражнений оценивается по величине максимального потребления кислорода (МПК) и порога анаэробного обмена (ПАНО). Величина этих показателей определяется возможностями кислородтранспортной системы (внешнее дыхание, кровь, сердечно-сосудистая система) и системы утилизации кислорода (мышцы, использующие доставляемый кровью кислород). Следует отметить, что аэробные возможности, как и в целом система энергообеспече- ния мышечной деятельности, развиваются в онтогенезе гетерохронно. В препубертатный период происходит наиболее прогрессивное развитие аэробных возможностей, тогда как на некоторых стадиях полового со-

451

зревания (II и IV стадии) отмечается их регрессивное изменение.

Физическая тренировка аэробной направленности повышает резервные возможности головного мозга, совершенствует регуляцию функционального состояния ЦНС, нейтрализует изменения внутренней среды организма, вызванные нервно-эмоци- ональным напряжением, улучшает общий психологический статус человека, способствует повышению эмоциональной устойчивости. Все это дает основание рекомендовать упражнения аэробной направленности для широкого применения в занятиях с детьми школьного возраста. Однако возникает вопрос: как много надо заниматься физическими упражнениями данного характера для того, чтобы проявился их профилактический эффект? Дело в том, что применение чрезмерных физических нагрузок, превышающих возрастные и индивидуальные возможности занимающихся, может привести к срыву процессов адаптации организма, нарушению регуляции функционального состояния ЦНС, снижению умственной работоспособности и даже к ухудшению здоровья. Использование же недостаточных по величине физических нагрузок, наоборот, не вызовет необходимых адаптационных перестроек. В связи с этим для успешного применения аэробных упражнений на занятиях со школьниками необходимо точно дозировать нагрузку в соответствии с возможностями их организма.

Под нагрузкой понимается дополнительная по сравнению с состоянием относительного покоя степень функциональной активности организма, обусловленная выполнением физиче- ских упражнений. При этом выделяют «внешнюю» (физиче- скую) и «внутреннюю» (физиологическую) стороны нагрузки. Внешнюю нагрузку оценивают на основании таких компонентов, как продолжительность упражнения; скорость выполнения; длительность интервалов отдыха между повторениями; характер отдыха; число повторений и т.д. Внутренняя нагрузка, отражающая функциональные сдвиги в организме при выполнении физических упражнений, наиболее часто характеризуется такими физиологическими показателями, как: ЧСС, потребление кислорода, кислородный долг, артериальное давле-

452

ние, легочная вентиляция, минутный и ударный объем крови, содержание молочной кислоты и мочевины в крови, изменения кислотно-основного равновесия и т.д. Для правильной интерпретации эффектов, применяемых физических упражнений необходимо принимать во внимание как внешнюю, так и внутреннюю стороны нагрузки. Это связано с тем, что одни и те же по внешним параметрам нагрузки в зависимости от подготовленности, пола, возраста, приспособительных возможностей занимающихся будут вызывать различные изменения физиологических функций в организме — от недостаточных для получения положительного эффекта до чрезмерных.

Физические нагрузки принято классифицировать по специализированности, координационной сложности, направленности и величине. В плане решения оздоровительных задач физического воспитания наиболее существенными являются два последних классификатора. Наибольшее распространение получило подразделение нагрузок по направленности на развитие физических качеств (скоростные, ско- ростно-силовые, на выносливость и т.д.) и механизмов энергообеспечения (аэробные, анаэробные и смешанные).

Величина нагрузки может быть оценена исходя из ее интенсивности и объема. Первый показатель отражает силу воздействия, а второй — длительность воздействия.

Самым доступным для регистрации параметром физиче- ской нагрузки является объем. Он с внешней стороны характеризуется суммарным количеством работы, выполненной за время отдельного физического упражнения, серии упражнений и занятия в целом, числом занятий, длиной пройденной дистанции, временем выполнения, числом повторений, общим весом отягощений и т.д. C внутренней стороны объем нагрузки оценивается по пульсовой и энергетической стоимости работы, величине максимального кислородного долга, максимальной концентрации молочной кислоты и т.д.

Существуют общие и частные показатели объема нагрузки. К первым относится время, затраченное на выполнение

453

упражнений и количество занятий, а ко вторым — объем нагрузок, используемых при выполнении физических упражнений различной направленности и интенсивности. Регистрация частных объемов позволяет опреде-

лить наиболее рациональное (с точки зрения оптими-

Химическое название Торговое название Дозиров

зации функционального состояния ЦНС) соотношение

для школьников основной группы (по Ю.Г.Травину)

454

В связи с этим следует подчеркнуть, что для обеспечения достаточного воздействия на аэробный обмен детей школьного возраста продолжительность отдельных упражнений должна составлять не менее трех-пяти минут, т.к. только к концу этого периода заканчивается врабатывание и достигается стационарный уровень потребления кислорода (устойчивое состояние). Общий же объем физических упражнений преимущественно аэробной направленности в занятии должен, по меньшей мере, превышать 10-15 минут, а сами занятия проводиться не реже трех раз в неделю.

Интенсивность физических упражнений характеризуется количеством работы, выполненной в единицу времени. Выделяют абсолютные и относительные показатели интенсивности. Первые оцениваются в физических единицах измерения (м/с, кг, кгм/мин, Вт и т.д.), а также по величине сдвигов в ведущих физиологических системах организма (ЧСС, МПК, МКД, ПАНО, концентрация молочной кислоты и т.д.). Вторые выражаются в процентах по отношению к абсолютным значениям. Поскольку при одних и тех же внешних параметрах интенсивности физиологические сдвиги в организме у различных людей могут существенно различаться, в оздоровительной физической культуре первостепенное значение придается внутренним показателям интенсивности, отражающим цену адаптации (физиологическую стоимость работы).

Самым доступным из них является ЧСС. В качестве наиболее оптимальных для получения аэробного эффекта рассматриваются нагрузки, выполняемые с интенсивностью 70-75% от максимальной ЧСС. Для приблизительного определения максимально возможной ЧСС обычно от 220 вычитается возраст испытуемого и полученное число умножается на 0,7 и 0,75 соответственно. Например, в 9 лет максимальная расчетная ЧСС

455

составляет: 220-9=211 уд/мин. Оптимальный пульс соответствующий 70-75% от максимального возможного в этом случае находится в пределах от 148 до 158 уд/ мин.

Для определения относительной интенсивности отдельного упражнения можно использовать также следующую формулу (M.J.Karvonen с соавт.):

где Jотн — относительная интенсивность в %, ЧССраб — пульс

во время нагрузки. ЧССпок — пульс в покое, ЧССмакс— пульс максимальный (определяется путем вычитания из 220 возрас-

та ребенка в годах)

Например, у школьника 9 лет максимально возможная ЧСС составит 211 уд/мин, средняя ЧСС на дистанции 1000 м — 180 уд/мин, ЧСС покоя — 86 уд/мин. В этом случае относительная интенсивность бега 1000 м будет равна 75%. Зная относительную интенсивность упражнений, включенных в содержание занятия, можно его среднюю относительную интенсивность найти по формуле (М.А.Годик):

где J — средняя интенсивность занятия, Ji — интенсивность i- го упражнения, ti — время его выполнения, i — порядковый номер упражнения.

В последнее время для контроля за интенсивностью используются разработанные, как правило на основе энергетических критериев, шкалы физических нагрузок по зонам интенсивности. Ниже приводится шкала нагрузок для детей 7-14 лет (табл. 15).

При ее разработке принималось во внимание то обстоятельство, что у детей и подростков взаимосвязь между ЧСС и мощностью нагрузки сохраняет линейный характер вплоть до пульса 180-185 уд/мин. В связи с этим в ходе исследования для каждого отдельного испытуемого рассчитывалось уравнение линейной регрессии типа y=a+bx, отражающее индивидуальную зависимость изменений ЧСС от мощности нагрузки в виде простой линии регрессии. В последующем испытуемые выполняли два теста на удержание мощности нагрузки 2-3 и 4-5 Вт/кг. Определялось предельное время работы «до отказа». Между

456

мощностью нагрузки и е¸ продолжительностью в логарифмической системе координат имеется линейная зависимость в широком временном диапазоне. Данное обстоятельство позволило с помощью двух экспериментальных точек построить график, отражающий эту зависимость, и на основании уравнения Мuller (t= K/ Wa) найти предельную продолжительность работы по величине е¸ мощности при ЧСС в устойчивом состоянии от 120 до 185 уд/мин. Полученные данные свидетельствуют о том, что у детей и подростков с увеличением ЧСС со 125 до 180 уд/ мин, мощность нагрузки, выраженная в Вт/кг, увеличивается в среднем на 90%, тогда как ее предельная продолжительность уменьшается примерно на 900%. Поскольку известно, что период эффективной координации функций при нагрузках интенсивностью 40-85% МПК (пульсового резерва) находится в границах 50-75% предельного времени работы, нами за оптимальную длительность тренировочной нагрузки при заданной ЧСС принималась ее продолжительность, также составляющая 50-75%. Эти сведения учитывались при создании шкалы физических нагрузок, пригодной для использования в занятиях со школьниками не занимающимися спортом. Применение данной шкалы позволяет рационально дозировать нагрузки в целях улучшения функционального состояния, нейтрализации отрицательных последствий нервно-эмоциональ- ного напряжения, повышения эмоциональной устойчивости детей и подростков.

457

Âпервую зону (низкая интенсивность) включены нагрузки аэробной направленности не оказывающие существенного влияния на организм и рассматриваемые как восстанавливающие.

Âкачестве субстратов окисления используются жиры, гликоген мышц, глюкоза крови и аминокислоты. Все физиологиче- ские функции не испытывают напряжения, а ЧСС не превышает 100-130 óä/ìèí.

Ко второй зоне (умеренная интенсивность) относятся аэробные упражнения, выполнение которых происходит в условиях истинного устойчивого состояния. Верхней границей данной зоны мощности является нагрузка, соответствующая ПАНО. Последовательность использования субстратов энергообеспечения такая же, как и при работе в зоне низкой интенсивности. Работа в данной зоне может продолжаться у младших школьников свыше 6 мин, а у детей более старших возрастных групп — свыше 20 мин. ЧСС находится здесь в пределах 130-165 уд/мин.

Третью зону (большая интенсивность) составляют упражнения, выполнение которых осуществляется в основном за счет аэробных источников при значительной доле анаэробного гликолиза. Работа в данной зоне мощности вызывает наибольшее напряжение физиологических функций. Нижней границей данной зоны мощности является нагрузка на уровне ПАНО, а верхней — на уровне МПК (критической мощности). Основными энергетическими субстратами служат здесь углеводы (гликоген мышц, глюкоза крови), расщепляемые как с использованием кислорода, так и в бескислородных условиях, а также жиры, подвергающиеся окислительному расщеплению. Предельное время работы для детей 7-8 лет не превышает 6 мин, тогда как у старшеклассников — 20 мин. Работа в данной зоне мощности предъявляет высокие требования к кислородтранспортной системе, с одной стороны, и возможностям анаэробного гликолиза, с другой. ЧСС может находиться в пределах 165-195 уд/мин.

Âчетвертую зону (субмаксимальная интенсивность) входят упражнения, выполняемые преимущественно за счет анаэробного гликолитического механизма энергообеспечения. В качестве основных субстратов энергообеспечения при работе в данной зоне интенсивности рассматриваются углеводы (особенно гликоген мышц), расщепляющиеся анаэробным путем. Пре-

458

дельное время работы в этой зоне в 7-8 лет составляет в среднем 60 с, а в 13-14 лет — 2 мин. ЧСС может превышать 195 уд/мин. Линейная зависимость между пульсом и мощностью нагрузки отсутствует.

Пятая зона (максимальная интенсивность) включает физические упражнения, энергообеспечение которых осуществляется за счет анаэробного алактатного (креатинфосфатного) механизма. В этих условиях АТФ ресинтезируется главным образом за счет макроэргического фосфатного соединения креатинфосфата. Максимальное время работы составляет во всех возрастных группах в среднем 10-12 с.

Из-за небольшой продолжительности работы в зоне максимальной и субмаксимальной интенсивности функциональная активность кислородтранспортной системы не достигает своих максимальных значений.

Наиболее эффективными для развития аэробных возможностей школьников являются нагрузки, относящиеся ко второй и третьей зонам.

В тех случаях, когда интенсивность нагрузки нельзя определить в ходе выполнения двигательного действия (упражнения силового и скоростно-силового характера), ее можно оценить по показателю интенсивности накопления пульсового долга (ИНПД), предложенному В.Д.Сонькиным:

ÈÍÏÄ = f1+ f 2 + f 3 + f 4 + f 5 − 5f 0 , tóä.

где f1 — f5 — частота пульса (уд/мин) на 1-5 минутах восстановления после выполнения физической нагрузки до «отказа», f0 — пульс в покое, tуд.– время удержания (с) заданной нагрузки большой или субмаксимальной мощности.

Таблица 16

Возрастные изменения ИНПД (M ≠ m)после работы

до «отказа» в зонах большой и субмаксимальной мощности (по В.Д.Сонькину)

459

Величина ИНПД позволяет с высокой чувствительностью дозировать нагрузки для детей школьного возраста при выполнении упражнений анаэробного и смешанного характера. При этом следует иметь в виду, что чем выше мощность нагрузки, тем быстрее накапливается пульсовой долг.

Учитывая, что в различных циклических локомоциях (ходьба, бег, плавание, гребля, лыжные гонки, бег на коньках, езда на велосипеде и т.д.) пульсовые характеристики и потребление кислорода, соответствующие ПАНО и критической мощности, не отличаются у одних и тех же испытуемых, можно индивидуально для каждого школьника рассчитать диапазоны скорости передвижения, относящиеся к определенной зоне интенсивности. Это позволит более точно регулировать нагрузку на занятиях с учетом индивидуальных особенностей занимающихся, для чего можно применять широко известный метод графи- ческой экстраполяции, используемый для определения мощности нагрузки при пульсе 170 уд/мин (рис. 19).

Например, нам необходимо определить скорость бега, при которой ЧСС будет соответствовать нижней границе третьей зоны интенсивности для детей 11-12 лет (ЧСС 160 уд/мин). Для этого выполняются две пробежки со скоростью 1,5—2,5 м/с и 3—4 м/с, длительностью 5 мин каждая с трехминутным интервалом отдыха между ними. Пульс за 10 с подсчитывается сразу после окончания бега. Далее сопоставляя полу- ченные значения скорости бега и ЧСС при первой и второй пробежках, находим скорость бега при интересующем нас пульсе. Пробежки выполняются без предварительной разминки, т.к. она может привести к значительному снижению скорости передвижения при указанной ЧСС.

Учитывая, что между ЧСС и интенсивностью нагрузки (в

460