Виды спорта и физические нагрузки
Все виды физических нагрузок подразделяются по величине нагрузки, среди которых различают большие (предельные), значительные (околопредельные), средние и малые. Перечисленные степени интенсивности нагрузок соответствуют разным уровням спортивной квалификации: спортсмены экстракласса (олимпийские чемпионы и чемпионы мира), мастера спорта международного класса, мастера спорта, разрядники, далее — лица, занимающиеся и не занимающиеся физической культурой и, наконец, те, кто прибегает к лечебной физкультуре с целью реабилитации тех или иных функций организма с помощью дозированной двигательной активности. Однако на каждом уровне имеются пределы своих возможностей, ограничивающие физическую работоспособность человека. Следует иметь в виду, что факторы, лимитирующие работоспособность, зависят от вида физической деятельности, которая может быть подразделена в соответствии с классификацией видов спорта на шесть основных групп.
1. Циклические виды спорта (беговые дисциплины легкой атлетики, плавание, лыжные гонки, велосипедный спорт, шорт-трек, скоростной бег на коньках, гребля академическая и на байдарках и каноэ и др.). Они требуют преимущественного проявления выносливости, поскольку предполагают многократное повторение стереотипных циклов движений. Эти виды деятельности вызывают расходование большого количества энергии.
2. Скоростно-силовые виды спорта (все легкоатлетические прыжки и спринтерские дистанции, метания, тяжелая атлетика и др.). Отличительная особенность этих видов — взрывная, короткая по времени и очень интенсивная физическая деятельность. В большинстве случаев скоростные способности зависят от генетических детерминант и мало поддаются как тренировке, так и влиянию лекарственных средств.
3. Спортивные единоборства (фехтование, все виды борьбы, бокс, восточные единоборства и др.). Характерной чертой расходования энергии при единоборствах является непостоянный, циклический уровень физических нагрузок, зависящих от конкретных условий соперничества и достигающих иногда очень высокой интенсивности.
4. Спортивные игры (хоккей, футбол и др.). Они характеризуются постоянным чередованием интенсивной мышечной деятельности и отдыха (в моменты, когда спортсмены не задействованы непосредственно в игровых эпизодах). При этом помимо выносливости, большое значение имеют координация движений и психическая устойчивость.
5. Сложнокоординациоиные виды спорта (фигурное катание, катание на коньках, парусный спорт, конный спорт, фристайл, гребной слалом, гимнастика, прыжки в воду, стрельба).
Сложнокоординационные виды физических нагрузок основаны на тончайших элементах движения, что требует значительной выдержки и внимания. При этом физические нагрузки варьируют в широких пределах. Например, чтобы сделать сложный прыжок, требуется большая взрывная сила, а при стрельбе необходимо уметь сконцентрировать внимание и уменьшить тремор.
6. Многоборья и комбинированные виды спорта (современное пятиборье, легкоатлетическое десяти- и семиборье, триатлон, биатлон и др.). Для данной категории видов спорта характерна комбинированная структура движений, в которых сочетается работа циклического и ациклического характера.
В соответствии с другими классификациями, выделяют группы видов спорта, в которых деятельность спортсменов носит характер абстрактно-композиционного мышления (шашки, шахматы). Такие виды физических нагрузок требуют особого подхода при восстановлении и поддержании как интеллектуального уровня, так и физической формы.
Двигательные (физические) качества спортсменов, специализирующихся в видах спорта разной направленности, подразделяются на скоростные способности, гибкость, силу, координационные способности и выносливость.
Под скоростными способностями спортсмена понимают комплекс функциональных свойств, обеспечивающих выполнение двигательных действий в минимальное время. Различают элементарные и комплексные формы проявления скоростных способностей.
Элементарные формы проявляются в латентном времени простых и сложных двигательных реакций, скорости выполнения отдельного движения при незначительном внешнем сопротивлении, частоте движений.
Комплексные формы проявления скоростных способностей в сложных двигательных актах, характерных для тренировочной и соревновательной деятельности в различных видах спорта, обеспечиваются элементарными формами проявления быстроты в различных сочетаниях и в совокупности с другими двигательными качествами и техническими навыками.
Гибкость — морфофункциональные свойства аппарата движения и опоры, определяющие амплитуду движения спортсмена. Термин "гибкость" более приемлем для оценки суммарной подвижности в суставах всего тела. Когда речь идет об отдельных суставах, правильнее говорить об их подвижности (подвижность в голеностопных суставах, подвижность в плечевых суставах и др.).
Различают активную и пассивную гибкость. Активная гибкость — это способность выполнять движения с большой амплитудой за счет активности групп мышц, окружающих соответствующий сустав. Пассивная гибкость — способность к достижению наивысшей амплитуды движений в результате действия внешних сил. Показатели пассивной гибкости всегда выше показателей активной гибкости.
Под силой человека следует понимать его способность преодолевать сопротивление или противодействовать ему за счет деятельности мышц.
Сила может проявляться при изометрическом (статическом) режиме работы мышц, когда при напряжении они не изменяют своей длины, и при изотоническом (динамическом) режиме, когда напряжение связано с изменением длины мышц. В изотоническом режиме выделяют два варианта: концентрический (преодолевающий), при котором сопротивление преодолевается за счет напряжения мышц при уменьшении их длины, и эксцентрический (уступающий), когда осуществляется противодействие сопротивлению при одновременном растяжении, увеличении длины мышц.
Выделяют такие основные виды силовых качеств: максимальную силу, скоростную силу и силовую выносливость.
Под максимальной силой следует понимать наивысшие возможности, которые спортсмен способен проявить при максимальном произвольном мышечном сокращении. Уровень максимальной силы проявляется в величине внешних сопротивлений, которые спортсмен преодолевает или нейтрализует при полной произвольной мобилизации возможностей нервно-мышечной системы. Максимальную силу человека не следует отождествлять с абсолютной силой, которая отражает резервные возможности нервно-мышечной системы. Как показывают исследования, эти возможности не могут полностью проявляться даже при предельной волевой стимуляции, а могут быть обнаружены лишь в условиях специальных внешних воздействий (электростимуляция мышц, принудительное растягивание предельно сокращенной мускулатуры). Максимальная сила во многом определяет спортивный результат в таких видах спорта, как тяжелая атлетика, легкоатлетические метания, прыжки и спринтерский бег, различные виды борьбы, спортивная гимнастика. Достаточно велика роль максимальной силы в спринтерском плавании, гребле, конькобежном спорте, некоторых спортивных играх.
Скоростная сила — это способность нервно-мышечной системы к мобилизации функционального потенциала для достижения высоких показателей в максимально короткое время. Решающее влияние скоростная сила оказывает на результаты в спринтерском беге, спринтерском плавании (50 м), велоспорте (трек, спринт и гит на 1000 м с места), конькобежном спринте (500 м), фехтовании, легкоатлетических прыжках, различных видах борьбы, боксе. Скоростную силу следует дифференцировать в зависимости от величины проявлений силы в двигательных действиях, предъявляющих различные требования к скоростно-силовым возможностям спортсмена. Скоростную силу, проявляемую в условиях достаточно больших сопротивлений, принято определять как взрывную силу, а силу, проявляемую в условиях противодействия относительно небольшим и средним сопротивлениям с высокой начальной скоростью, принято считать стартовой силой. Взрывная сила может оказаться решающей при выполнении эффективного старта в спринтерском беге или плавании, а стартовая сила — при выполнении ударов в бадминтоне, боксе, уколов в фехтовании и др.
Силовая выносливость — это способность длительное время поддерживать достаточно высокие физические нагрузки. Уровень силовой выносливости проявляется в способности спортсмена преодолевать утомление, в достижении большого количества повторений движений или продолжительного приложения силы в условиях противодействия внешнему сопротивлению. Силовая выносливость является одним из важнейших качеств, определяющих результат во многих видах соревнований циклических видов спорта. Велико значение этого качества и в гимнастике, различных видах борьбы, горнолыжном спорте.
В структуре координационных способностей спортсмена, прежде всего, следует выделять восприятие и анализ собственных движений, наличие образов, динамических, временных и пространственных характеристик движений собственного тела и различных его частей в их сложном взаимодействии, понимание поставленной двигательной задачи, формирование плана и конкретного способа выполнения движения. При всех этих составляющих может быть обеспечена эффективная эффекторная импульсация мышц и мышечных групп, которые необходимо привлечь к высокоэффективному с точки зрения координации выполнению движения. Важным фактором, определяющим уровень координации, является также оперативный контроль характеристик выполняемых движений и обработка его результатов. В этом механизме особую роль играет точность афферентных импульсов, поступающих от рецепторов мышц, сухожилий, связок, суставных хрящей, а также зрительного и вестибулярного анализаторов, эффективность их обработки центральной нервной системой.
Рассматривая мышечно-суставную чувствительность как важнейшую предпосылку эффективности афферентной импульсации, следует отметить избирательность ее формирования в строгом соответствии со спецификой видов спорта, техническим арсеналом конкретного спортсмена.
Уровень координационных способностей во многом зависит от моторной (двигательной) памяти — свойства ЦНС запоминать движения и воспроизводить их в случае необходимости. Важным фактором, предопределяющим уровень координационных способностей, является эффективная внутри- и межмышечная координация. Способность быстро активизировать необходимое количество двигательных единиц, обеспечить оптимальное взаимодействие мышц-синергистов и мышц-антагонистов, быстрый и эффективный переход от напряжения мышц к их расслаблению присущи квалифицированным спортсменам, отличающимся высоким уровнем координационных способностей.
Важнейшим элементом координационных способностей спортсмена является совершенство механизма нервно-мышечной передачи импульсов, предусматривающее возможность повышения импульсации мотонейронов, рекрутирование дополнительных мотонейронов - в одних случаях, снижение импульсации мотонейронов, сокращение количества мотонейронов, посылающих импульсы — в других.
Выносливость - это способность к эффективному выполнению физических нагрузок, преодолевая развивающееся утомление. В самой общей форме утомление характеризуют как обратимое нарушение физиологического и биохимического гомеостаза, которое компенсируется в посленагрузочном периоде.
Выносливость измеряется временем и напрямую зависит от интенсивности выполняемой нагрузки. Уровень развития выносливости обусловливается энергетическим потенциалом организма спортсменов и его соответствия требованиям вида спорта. Выносливость подразделяют на общую и специальную, тренировочную и соревновательную, локальную, региональную и глобальную, аэробную и анаэробную, алактатную и лактатную, мышечную и вегетативную, сенсорную и эмоциональную, статическую и динамическую, скоростную и силовую. Специфика развития выносливости в виде спорта должна исходить из анализа факторов, ограничивающих уровень проявления этого качества в соревновательной деятельности с учетом требований к регуляторным и исполнительным органам.
В спортивной физиологии термин "выносливость" включает два отдельных, но взаимосвязанных понятия — мышечную и кардиореспираторную выносливость, значение каждой из которых в различных видах спорта неодинаково.
Мышечная выносливость особенно характерна для бегунов. Она выражается в способности отдельной мышцы или группы мышц выдерживать нагрузку в течение длительного времени — повторяющуюся (бег) или статическую (тяжелая атлетика, борьба). При этом мышечная деятельность может быть ритмичной или повторяющейся (бокс) или статической (борьба). Мышечная выносливость тесно связана с мышечной силой, анаэробной и аэробной производительностью. Исследовать мышечную выносливость можно как в статике, так и в динамике, используя свободные отягощения и изокинетические приборы в стендовом эксперименте. Показателем статической выносливости является время, в течение которого спортсмен может удерживать определенную массу, и его связывают с абсолютной силой мышц. Показателем динамической выносливости является число повторений, выполненных с определенным сопротивлением за определенное время. Скоростно-силовую выносливость рук оценивают по выполнению пятиминутной предельной мышечной работы. Регистрируемые показатели позволяют рассчитать механическую мощность работы и мощность однократного движения.
Кардиореспираторная выносливость связана со способностью организма выдерживать длительную циклическую нагрузку и характеризует возможности всего организма в целом. Этот тип выносливости характерен для бегунов, велосипедистов, пловцов, преодолевающих длинные дистанции с относительно высокой скоростью. Кардиореспираторная выносливость зависит от развития и функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем и характеризуется аэробными возможностями организма. При нагрузочном тестировании данного вида выносливости используют непрерывную, ступенеобразно повышающуюся нагрузку без интервалов отдыха, при которой кардиореспираторные показатели достигают устойчивого состояния в каждой ступени. Для проведения тестов в условиях стендового эксперимента используют велоэргометр или тредбан.
С учетом приведенного выше были разработаны пробы с сердечно-сосудистыми препаратами и дана оценка проб, влияющих на кардиореспираторную выносливость (Карпман и соавт., 1983). Эти средства влияют на проводимость (КСl, амилнитрит) импульсов в пучках Гисса, на коронарные сосуды и вегетативную нервную систему (атропин, анаприлин, индерал).
По принципу фармакологического тестирования указанные пробы принято делить на нагрузочные и пробы выключения. К нагрузочным относят пробы, в которых применяемый фармакологический препарат оказывает стимулирующее действие на исследуемый физиологический или патофизиологический механизм.
В различных видах спорта выносливость определяют одни и те же физиологические и биохимические механизмы, которые необходимо анализировать при исследовании отдельных видов спортивных нагрузок и влияния на их переносимость различных лекарственных средств. Используемые на практике тестовые процедуры должны обеспечивать оценку показателей выносливости (работоспособности) и биоэнергетических возможностей спортсмена в стандартных условиях лабораторного эксперимента и количественно оценить степень реализации этих показателей в специфических условиях соревнования по отдельным видам спорта. В практике контроля за развитием выносливости спортсменов в настоящее время широкое распространение получили стандартизованные эргометрические испытания, позволяющие получить количественные оценки работоспособности или мощности, аэробных и анаэробных возможностей.
Наряду с регистрацией эргометрических показателей выносливости важное значение при избирательной оценке отдельных компонентов этого качества имеют прямые измерения биоэнергетических параметров мощности, емкости и эффективности аэробных и анаэробных возможностей. Как известно, функциональные возможности спортсмена зависят в значительной степени от его аэробной и анаэробной производительности. Аэробная производительность определяется целым рядом факторов, которые способствуют, в конечном счете, наиболее быстрой доставке кислорода тканям и его эффективному использованию. Основной показатель эффективности кардиореспираторной системы — максимальное потребление кислорода (МПК или V02max) — наибольшее количество кислорода, которое человек способен потреблять в течение одной минуты или максимальная интенсивность его утилизации в случае предельной изнурительной нагрузки.
При напряженной мышечной деятельности на определенном этапе наступает несоответствие между потребностью в кислороде работающих мышц и его доставкой. В этих условиях активируются бескислородные (анаэробные) пути энергообеспечения. Накопление недоокисленных продуктов обмена (метаболиты углеводного и липидного обмена) приводит к нарушению кислотно-основного состояния крови, снижению емкости буферных оснований и рН крови. Устранение кислых метаболитов связано с повышенным потреблением кислорода в восстановительном периоде. Эта излишняя, по сравнению с уровнем покоя, величина потребления кислорода называется общим кислородным долгом (КД), поэтому величина КД определяется количеством метаболитов анаэробного обмена. Анаэробная производительность спортсмена зависит как от возможности тканевых систем к энергообразованию в условиях гипоксии, так и от способности спортсмена продолжать работу при критических изменениях рН внутренней среды организма. Из наиболее валидных физиологических и биохимических показателей, служащих оценками мощности, емкости и эффективности аэробных и анаэробных процессов, прежде всего следует указать на прямые измерения МП К, КД, максимума накопления молочной кислоты в крови, наибольшего сдвига рН крови.
