III. Характеристика рухової витривалості, як фізичної якості

3.1. Поняття про рухову витривалість

Витривалість традиційно зв'язується з необхідністю боротьби з втомою і підвищенням стійкості щодо негативних змін внутріш­нього середовища організму.

Різні люди мають різну здатність виконувати певні види робіт. Одні успішно виконують високоінтенсивну роботу і зазнають труднощів при тривалій роботі. Одні виконують роботу тривалий час не знижуючи інтенсивності, інші — швидко знижують інтенсивність і припиняють роботу. Окремі особи (включаючи і дітей) мають дивовижну працездатність. Фізкультурно-спортивні події багаті на такі факти, як наприклад: норвежець Дік Тот за 24 години пробіг 261 км. В міжнародних змаганнях зі спортивної ходьби на 100 км у Женеві в 1983 році взяла участь 7-річна швейцарка Наталі Ліндер, 10-річний американець. 42-річний австралієць Рон Грант подолав відстань 400 км по розпечених до 40-60° С піщаних дюнах австралійської пустелі за 3 доби 17 годин і 52 хвилини. 11-річний англійський школяр Томас Грегорі за 12 годин переплив протоку Ла-Манш. Що дозволило їм продемонструвати такі високі показники працездатності? Очевидно, кожен читач відповість — витривалість. І насправді: витривалість людського організму має величезні ресурси, які за певних умов можна реалізувати. Щоб переконатися в цьому, досить згадати ще такі факти: більше 6 діб (142 год15 хв) безперервно грали в теніс два молоді американці, а австралієць Яніс Курас у 1987 році подолав 1005 км за 5 діб, 14 годин і 47 хвилин.

Хто ж витриваліший? Той, хто за рівних умов може ефективніше виконувати фізичну роботу , чи той, хто за визначений час виконає більшу кількість роботи ? І в першому, і у другому випадку якість роботи чітко обумовлюється, але її критерії дещо інші. Витривалість є немов би зворотньою стороною втоми. Більш витривалим є той, хто за інших рівних умов менше втомлюється, або втома в нього наступає пізніше.

Отже, фізична витривалість як рухова якість людини — це її здатність долати втому у процесі рухової діяльності.

Фізична витривалість має велике значення для життєдіяльності людини, бо дозволяє: тривалий час підтримувати високий рівень інтенсивності рухової діяльності; виконувати значний обсяг роботи; швидко відновлювати сили після навантажень.

Залежно від об'єму м'язів, які беруть участь у роботі, розрізняють три види фізичної втоми, а отже, витривалості:

• локальну, якщо до роботи залучено менше третини загального об'єму м'язової маси;

• регіональну, коли в роботі бере участь від третини до двох третин м'язової маси;

• тотальну, якщо одночасно працює більше двох третин скелетних м'язів.

Між названими видами втоми (витривалості) немає прямої залежності. Найчастіше у професійній, побутовій, спортивній діяльності ми стикаємось із тотальною втомою, тому надалі будемо розглядати переважно питання вдосконалення витривалості стосовно роботи, що вимагає функціонування більшої частини опорно-рухового апарату.

Втома розвивається поступово, і в її розгортанні можна умовно виділити три фази:

• фаза звичайної втоми;

• фаза компенсованої втоми;

• фаза декомпенсованої втоми.

Залежно від специфіки роботи розрізняють загальну та спеціальну витривалість.

Загальна витривалість як рухова якість людини—це її здатність тривалий час виконувати м'язову роботу помірної інтенсивності за участю переважної більшості скелетних м'язів.

Загальна витривалість базується на удосконаленні роботи вегетативних систем організму, і це створює умови для її широкого переносу з одного виду рухової діяльності на інший. При цьому встановлено, що перенос загальної витривалості з циклічних вправ на ациклічні більш виражений, ніж навпаки.

Загальна витривалість є також необхідною передумовою високого рівня розвитку інших спеціальних видів витривалості. Проте переоцінювати вплив загальної витривалості на спеціальну не варто.

З відомих причин у деяких публікаціях загальну витривалість називають "аеробною", або "вегетативною".

Витривалість стосовно конкретного виду рухової діяльності (в тому числі виробничої) називають спеціальною.

Серед спеціальних видів витривалості найважливішими є швидкісна, силова та координаційна.

Швидкісна витривалість людини — це її здатність якомога довше виконувати м'язову роботу з біляграничною та граничною інтенсивністю.

Вона має важливе значення для забезпечення ефективності циклічних рухових дій, спортивних ігор.

Перенос швидкісної витривалості спостерігається переважно у подібних за структурою вправах.

Силова витривалість людини — це її здатність якомога продуктивніше тривалий час долати помірний зовнішній опір.

Мається на увазі різноманітний характер функціонування м'язів (утримання пози, повторне виконання вибухових зусиль, циклічна робота певної інтенсивності). Прикладом надзвичайно високого рівня силової витривалості може бути досягнення 12-річного Р.Рагушенка, який у 1993 р. на чемпіонаті України за 1 годину 1007 разів підняв 16-кілограмову гирю.

Розрізняють статичну і динамічну силову витривалість. Статична — пов'язана з необхідністю тривалий час напружувати м'язи або утримувати пози (ковзанярський спорт, гімнастика, боротьба, парусний спорт).

Динамічна силова витривалість характерна для циклічних вправ (біг, веслування), спортивних ігор, поєдинків.

Координаційна витривалість — це здатність людини тривалий час виконувати складнокоординаційні вправи без порушення ритму їх виконання, рівноваги та взаємоузгодженості. Вона проявляється у спортивних видах гімнастики, фігурному катанні тощо.

Немає радикальнішого способу підвищити витривалість організму, ніж систематичне стомлення. Якщо позбавити організм втоми, витривалість поступово згасає. Стомлюючи організм, ми стимулюємо відновлювальні процеси, внаслідок чого підвищується наша витривалість.

Важливим для вчителя є знання факторів, що зумовлюють витривалість, оскільки їх врахування, розвиток і вдосконалення лежать в основі методики виховання витривалості. Такими факторами є:

• структура м'язів. Люди, у яких переважають червоні м'язові волокна, мають генетичні задатки до тривалої роботи. Проте змінити структуру м'язів ми не в змозі, і тому цей фактор можна лише враховувати;

• внутрішньом'язова координація проявляється у почерговому залученні до роботи рухових одиниць м'язів при тривалому виконанні вправ із неграничною інтенсивністю. Вона добре розвивається при виконанні вправ на тлі помірної

втоми. При жорстких режимах навантаження та відпочинку до роботи залучається щораз більша кількість рухових одиниць м'язів, що несугь основне навантаження у відповідній вправі. Це, в свою чергу, прискорює розвиток втоми;

• міжм'язова координація допомагає у залученні до роботи лише тих м'язів, що несуть основне навантаження при виконанні певної вправи. Це сприяє економії енергії, а, отже, забезпечує можливість виконувати більшу за обсягом і інтенсивністю роботу. Хороша міжм'язова координація зовні проявляється у плавності, злитості рухів, відсутності скутості. При недостатній тренованості на тлі втоми знижується активність основних (необхідних) м'язових груп і підвищується активність м'язів, які не повинні брати участь у виконанні даної рухової дії. Це призводить до зниження ефективності рухів, збільшення енерговитрат, поглиблення втоми і, як наслідок, падіння працездатності.

Міжм'язова координація удосконалюється при виконанні тренувальних завдань лише на тлі помірної втоми;

• продуктивність роботи систем енергозабезпечення. В досягненні високих показників витривалості важливе значення має фактор енергозабезпечення м'язової діяльності, яке досягається ефективним функціонуванням системи постачання кисню до організму (аеробне джерело).

Показниками ефективності роботи цієї системи є її потужність, ємність, рухливість та економічність:

• потужність — визначається рівнем МПК (провідні атлети світу у видах спорту на витривалість мають МПК: жінки 70 мл/кг/хв та чоловіки 80 мл/кг/хв);

• ємність системи енергозабезпечення визначається об'ємом запасів субстратів окислювальних реакцій, що можуть бути використані при тривалому виконанні напруженої роботи;

• рухливість системи аеробного енергозабезпечення характеризується швидкістю розгортання процесів окислення на початку інтенсивної і довготривалої роботи та при значних змінах інтенсивності виконання тривалої безперервної роботи (рваний біг). Чим швидше розгортаються аеробні процеси до оптимального рівня, тим економніше проходить енергозабезпечення і продуктивнішою є робота. У нетренованих осіб розгортання функціональних можливостей аеробної системи триває 3-5 хв., а у добре тренованих — починається в кінці першої хвилини;

• економічність рухових дій. Чим менше енергії витрачає людина на одиницю виконаної роботи, тим продуктивнішою вона буде.

Економічність рухових дій — це комплексний показник, що включає: функціональну економічність, зумовлену ступенем узгодженості в роботі вегетативних систем та здатністю тривалий час працювати у стійкому стані; технічну економічність, обумовлену раціональною структурою рухових дій і їх автоматизацією; фізичну економічність, зумовлену запасом сили, швидкості, гнучкості та координації рухів.

Значний вплив на прояв витривалості мають психічні якості, що характеризуються силою мотивів та стійкістю установки на результат діяльності.

Фізичні вправи як основний засіб удосконалення витривалості повинні відповідати таким вимогам:

• бути простими за технікою виконання і доступними для всіх учнів;

• при їх виконанні повинні активно функціонувати більшість скелетних м'язів;

• їх виконання повинно викликати активність функціональних систем, що лімітують прояв витривалості;

• їх виконання дозволяє дозувати та регулювати тренувальні навантаження;

• їх можна виконувати тривалий час (від кількох хвилин до кількох годин).

Перерахованим вимогам найбільше відповідають циклічні вправи (ходьба, біг, плавання, лижі тощо), але монотонність та низький рівень емоційності роблять їх малоефективними для дітей і підлітків. Для них досить ефективним засобом розвитку загальної витривалості є спортивні та рухливі ігри, танці та аеробіка.

Допоміжним засобом комплексного розвитку витривалості є спеціальні дихальні вправи. Вони полягають у регулюванні зміни частоти, глибини та ритму дихання, легеневій гіпервентиляції та нормованій затримці дихання, доцільній синхронізації дихання з фазами рухових дій, вибірковому застосуванні дихання різного типу — ротового і носового, грудного і черевного.

Ці ж вправи доцільно застосовувати для розвитку швидкісної витривалості [12, с. 51].

Для розвитку силової витривалості застосовують циклічні вправи в ускладнених умовах (біг угору, плавання проти течії) та ациклічні вправи з додатковими обтяженнями.

Підвищенню ефективності вправ з розвитку витривалості сприяє цілеспрямоване використання факторів зовнішнього середовища: температура повітря, відносна вологість, ультрафіолетова радіація, атмосферний тиск тощо.

Серед них найбільший вплив має гірський клімат. Оптимальна висота, на якій доцільно тренувати витривалість, є зона від 1500 до 2500м над рівнем моря.

Розпочинати удосконалювати загальну витривалість доцільно із застосування методу безперервної стандартизованої вправи.

Цей метод дозволяє підвищити рівень МПК, забезпечити швидше розгортання систем енергозабезпечення, привчити учнів переносити негативні зміни у внутрішньому середовищі організму.

Оптимальна тривалість вправи — 20-30 хв. у початківців і кілька годин у спортсменів, що тренуються у видах на витривалість.

Але підходити до цієї тривалості безперервного навантаження необхідно поступово. При цьому варто пам'ятати, що втома більше залежить від інтенсивності, ніж від тривалості навантаження, тому спочатку необхідно досягнути необхідної тривалості безперервного навантаження на нижній межі його впливової інтенсивності (120-130 уд/хв).

Удосконалення витривалості традиційно пов'язується головним чином з підвищенням максимального споживання кисню (МСК), оскільки вважалося, що цей показник дає узагальнену оцінку рівня розвитку фізіологічних функцій, що забезпечують надходження, транспорт і утилізацію кисню в організмі.

Ця традиція підтримувалася гіпотезою про антагоністичні від­носини, які характерні нібито механізмам аеробної і анаеробної продуктивності. Звідси вважалося доцільним утворення деякого запасу аеробної потужності до кінця підготовчого періоду із тим, щоб її неминуче зниження в змагальному періоді менш впливало на спеціальну працездатність спортсмена.

В останній час накопичено багаточисельні експериментальні дані, які свідчать про те, що в змагальному сезоні МСК, як прави­ло, знижується, а його кореляція зі спортивним результатом змен­шується. Однаково високі результати показують спортсмени з різ­ним (і навіть відносно невисокими) МСК. За останні десятиріччя зростання спортивних досягнень не супроводжується підвищен­ням МСК видатних спортсменів.

Основний принциповий висновок, до якого призводять всі ці відомості, укладається в тому, що витривалість визначається не тільки і не стільки кількістю кисню, що доставляється до працюю­чих м'язів, скільки адаптацією самих м'язів до тривалої напруженої роботи.

Напружена м'язова діяльність пов'язана, як відомо, з накопи­ченням в організмі недоокислених метаболічних субстратів, зок­рема, лактата і піровиноградної кислоти (пірувата). Це викликає значні зміни кислотно-основної рівноваги крові (метаболічний ацидоз), призводить до пригнічення всіх життєво забезпечуючих фізіологічних систем організму і негативно впливає на скорочення м'язів, викликаючи їхню швидку втому.[ 8, с. 43 ]

Рівень метаболічного ацидоза знаходиться у прямій залежності від інтенсивності і тривалості м'язової діяльності. З підвищенням рівня тренованості величина ацидотичних зрушень у стандартних навантаженнях помірної інтенсивності зменшується. При на­вантаженні максимальної і субмаксимальної потужності ступінь ацидотичних зрушень і зміни кислотно-лужних параметрів, слу­гуючих для підтримки активної реакції крові в фізіологічних ме­жах, виявляється здебільшого у більш кваліфікованих спортсменів.

Таким чином, працездатність (витривалість) залежить від на­копичення продуктів обміну у м'язах та крові. Навантаження, що складає 50—60 % від МСК, є межою швидкого накопичення лактата у нетренованих спортсменів і 70—80 % — у висококваліфікованих спортсменів.

Розглянемо одну із причин накопичення лактата.

Значне число експериментальних фактів свідчить на користь того, що продукція лактата визначається головним чином пери­ферійними факторами, зв'язаними з метаболізмом у м'язах.

Гіпотеза перша. Окислювальні процеси не в стані використати кисень, що доставляється.

Гіпотеза друга. Збільшення рекрутованих швидких (гліколітичних) м'язових волокон, у процесі підвищення навантаження, приз­водить до більш значної концентрації лактата.

Гіпотеза третя. Причина зниження концентрації лактата у ви­конанні стандартної роботи криється не в зменшенні продукції лактата м'язами, а в збільшенні швидкості його усунення в самих м'язах.

Зупинимося на експериментальних даних, підтверджуючих викладені вище гіпотези.

Перше. Встановлено, що стійкий стан по лактату (лактатний або анаеробний поріг) досягається, якщо утворення лактата і його спо­живання рівні. Це, у свою чергу, залежить як від маси м'язів, що утя­гуються в роботу, інтенсивності утворення лактата, так і від індиві­дуального співвідношення швидких і повільних волокон у м'язах.

Друге. Робота, яка вимагає витривалості, утягує в діяльність го­ловним чином волокна І типу. Цей висновок базується на добре відомих фактах про те, що у тренованих і витривалих спортсменів виявляється тенденція до більш високого процентного вмісту волокон І типу і що у довготривалих навантаженнях з низькою м'язовою напругою і незначним споживанням О₇ передусім витрачаються резерви глікогену повільних волокон.

Третє. Прогресивне утягнення в скорочування швидких м'я­зових волокон призводить до збільшення концентрації лактата, що перевищує рівень анаеробного порога. Відомо, що волокна II типу більш схильні до продукції лактата, а волокна І типу беззупинно екстрагують лактат з крові і волокон II типу і окисляють його. Знай­дена зворотна залежність між процентною часткою волокон І типу і градієнтом наростання концентрації лактата між м'язом і кров'ю. Хоч концентрації лактата в крові і м'язах були однаковими, концен­трація лактата у волокнах II типу була втроє більше, ніж у волокнах І типу [ 14, с. 136].

Таким чином, у процесі підвищення інтенсивності наванта­ження, чинником, який лімітує працездатність, стає можливість мітохондральної системи утілізувати піруват. Чим вище ця здіб­ність, тим менш пірувата перейде у лактат, тим менш лактата на­копичиться у м'язах і перейде в кров. Встановлено, що в зв'язку з тренуванням у спортсменів збільшення потужності мітохондрій в працюючих м'язах значно перевищує зростання МСК. Підвищен­ня витривалості корелює саме із зростанням числа мітохондрій і оксідативної спроможності м'язів, але не з величиною МСК. Внаслідок тренування витривалість зростає у 3—5 раз, кількість мітохондрій і оксідативна спроможність скелетних м'язів — у 2 рази, а МСК — тільки на 10—14 %.