Формы проявления, физиологические механизмы и функциональные резервы развития выносливости
Выносливостью называют способность наиболее длительно или в заданных временных границах выполнять специализированную физическую нагрузку без снижения эффективности ее работы.
Различают две формы проявления выносливости — общую и специальную.
Физиологической основой общей выносливости является высокий уровень аэробных возможностей человека — способность выполнять работу за счет энергии окислительных реакций.
Аэробные возможности зависят: от аэробной мощности, которая определяется абсолютной и относительной величиной максимального потребления кислорода (МПК); и от аэробной емкости — суммарной величины потребления кислорода на всю выполненную работу.
Специальная выносливость определяется теми требованиями, которые предъявляются конкретными физическими нагрузками организму спортсмена.
Общая выносливость зависит от доставки кислорода к работающим мышцам и, главным образом, определяется функционированием кислородтранспортной системы: сердечно-сосудистой, дыхательной и системой крови.
Развитие общей выносливости обеспечивается разносторонними перестройками в дыхательной системе. Повышение эффективности дыхания достигается:
- увеличением (на 10-20%) легочных объемов и емкостей (ЖЕЛ достигает 6-8 л и более);
- нарастанием глубины дыхания (до 50-55% от ЖЕЛ);
-увеличением диффузионной способности легких, что обусловлено увеличением альвеолярной поверхности и объема крови в легких, протекающей через расширяющуюся сеть капилляров;
-увеличением мощности и выносливости дыхательных мышц, что приводит к росту объема вдыхаемого воздуха по отношению к функциональной остаточной емкости легких (остаточному объему и резервному объему выдоха).
Все эти изменения способствуют экономизации дыхания: большему поступлению кислорода в кровь при меньших величинах легочной вентиляции. Повышение возможности более выгодной работы за счет аэробных источников энергии позволяет спортсмену дольше не переходить к энергетически менее выгодному использованию анаэробных источников, т.е. повышает вентиляционный порог анаэробного обмена (ПАНО).
Решающую роль в развитии общей выносливости играют морфо - функциональные перестройки в сердечно-сосудистой системе, отражающие адаптацию к длительной работе:
-увеличение объема сердца («большое сердце» особенно характерно для спортсменов-стайеров, утолщение сердечной мышцы - спортивная гипертрофия);
-рост сердечного выброса (увеличение ударного объема крови);
-замедление частоты сердечных сокращений в покое (до 40-50 уд/мин и менее) в результате усиления парасимпатических влияний - спортивная брадикардия, что облегчает восстановление сердечной мышцы и последующую ее работоспособность;
-снижение артериального давления в покое (ниже 105 мм рт. ст.) - спортивная гипотония.
В системе крови повышению обшей выносливости, способствуют:
- увеличение объема циркулирующей крови (в среднем на 20%) за счет, главным образом, увеличения объема плазмы, при этом адаптивный эффект обеспечивается: 1) снижением вязкости крови и облегчением кровотока и 2) большим венозным возвратом крови, стимулирующим более сильные сокращения сердца;
- увеличение общего количества эритроцитов и гемоглобина (следует заметить, что при росте объема плазмы показатели их относительной концентрации в крови снижаются);
- уменьшение содержания лактата (молочной кислоты) в крови при работе, связанное, во-первых, с преобладанием в мышцах выносливых людей медленных волокон, использующих лактат как источник энергии, и, во-вторых, обусловленное увеличением емкости буферных систем крови, в частности, ее щелочных резервов. При этом лактатный порог анаэробного обмена (ПАНО) также нарастает, как и вентиляционный порог ПАНО.
Несмотря на указанные адаптивные перестройки функций, в организме стайера происходят значительные нарушения постоянства внутренней среды (перегревание и переохлаждение, падение содержания глюкозы в крови и т.п.). Способность спортсмена переносить весьма длительные нагрузки обеспечивается его способностью «терпеть» такие изменения.
В скелетных мышцах у спортсменов, специализирующихся в работе на выносливость, преобладают медленные мышечные волокна (до80-90%). Рабочая гипертрофия протекает по саркоплазматическому типу, т.е. за счет роста объема саркоплазмы. В ней накапливаются запасы гликогена, липидов, миоглобина, становится богаче капиллярная сеть, увеличивается число и размеры митохондрий. Мышечные волокна при длительной работе включаются посменно, восстанавливая свои ресурсы в моменты отдыха.
В центральной нервной системе работа на выносливость сопровождается формированием стабильных рабочих доминант, которые обладают высокой помехоустойчивостью, отдаляя развитие запредельного торможения в условиях монотонной работы. Особой способностью к длительным циклическим нагрузкам обладают спортсмены с сильной уравновешенной нервной системой и невысоким уровнем подвижности — флегматики.
Специальные формы выносливости характеризуются разными адаптивными перестройками организма в зависимости от специфики физической нагрузки.
Специальная выносливость в циклических видах спорта зависит от длины дистанции, которая определяет соотношение аэробного и анаэробного энергообеспечения.
Специальная выносливость к статической работе базируется на высокой способности нервных центров и работающих мышц поддерживать непрерывную активность (без интервалов отдыха) в анаэробных условиях. Торможение вегетативных функций со стороны мощной моторной доминанты по мере адаптации спортсмена к нагрузке постепенно снижается, что облегчает дыхание и кровообращение. Статическая выносливость мышц шеи и туловища, содержащих больше медленных волокон, выше по сравнению с мышцами конечностей, более богатых быстрыми волокнами.
Силовая выносливость зависит от переносимости нервной системой и двигательным аппаратом многократных повторений натуживания, вызывающего прекращение кровотока в нагруженных мышцах и кислородное голодание мозга. Повышение резервов мышечного гликогена и кислородных запасов в миоглобине облегчает работу мышц. Однако почти полное и одновременное вовлечение в работу всех ДЕ лишает мышцы резервных ДЕ, что лимитирует длительность поддержания усилий.
Скоростная выносливость определяется устойчивостью нервных центров к высокому темпу активности. Она зависит от быстрого восстановления АТФ в анаэробных условиях за счет креатинфосфата и реакций гликолиза.
Выносливость в ситуационных видах спорта обусловлена устойчивостью центральной нервной системы и сенсорных систем к работе переменной мощности и характера - «рваному» режиму, вероятностным перестройкам ситуации, многоальтернативному выбору, сохранению координации при постоянном раздражении вестибулярного аппарата.
Физиологические резервы выносливости включают в себя:
- мощность механизмов обеспечения гомеостаза — адекватную деятельностьсердечно-сосудистой системы, повышение кислородной емкости крови и емкости ее буферных систем, совершенство регуляции водно-солевого обмена выделительной системой и регуляции теплообмена системой терморегуляции, снижение чувствительности тканей к сдвигам гомеостаза;
- тонкую и стабильную нервно-гуморальную регуляцию механизмов поддержания гомеостаза и адаптацию организма к работе в измененной среде (гомеокинез).
Развитие выносливости связано с увеличением диапазона физиологических резервов и большими возможностями их мобилизации. Особенно важно развивать в процессе тренировки способность к мобилизации функциональных резервов мозга спортсмена в результате произвольного преодоления скрытого утомления. Более длительное и эффективное выполнение работы связано не столько с удлинением периода устойчивого состояния, сколько с ростом продолжительности периода скрытого утомления. Волевая мобилизация функциональных резервов организма позволяет за счет повышения физиологической стоимости работы сохранять ее рабочие параметры — скорость локомоции, поддержание заданных углов в суставах при статическом напряжении, силу сокращения мышц, сохранение техники движения.
3. 4. Понятие о ловкости и гибкости: физиологические механизмы и закономерности их развития
Ловкость и гибкость относят к числу основных физических качеств. Ловкость достаточно хорошо развивается в процессе индивидуальной жизни человека, в том числе при спортивной тренировке. В противоположность этому гибкость находится под значительным генетическим контролем и требуется тщательный отбор и раннее ее развитие в онтогенезе.
Качество ловкости представляет собой сложный комплекс способностей.
Ловкостью считают:
- способность создавать новые двигательные акты и двигательные навыки;
- быстро переключаться с одного движения на другое при изменении ситуации;
- выполнять сложнокоординационные движения.
Под ловкостью понимают определенные творческие способности человека незамедлительно формировать двигательное поведение в новых, необычных условиях, а также их координационные возможности.
Критериями ловкости является координационная сложность, точность движения и быстрое их выполнение. Для развития ловкости в процессе тренировки требуется варьировать различными условиями, выполняя одни и те же двигательные действия, использовать срочную дополнительную информацию о результате движений, быстрее принимать решение в условиях дефицита времени.
Гибкость – это способность человека совершать движения в суставах с большой амплитудой, т.е. суставная подвижность. Она зависит от способности к управлению двигательным аппаратом и его морфофункциональными особенностями (вязкостью мышц, эластичностью связочного аппарата, состоянием межпозвоночных дисков). Гибкость улучшается при разогревании мышц и ухудшается на холоде. Она снижается в сонном состоянии и при утомлении. Величина гибкости минимальна утром, и достаточно максимальна к середине дня (12-17 часов). Во время предстартового возбуждения повышается ЧСС и происходит улучшение гибкости. В результате разминки нарастает кровоток через мышцы и происходит их разогревание. Различают активную гибкость при произвольных движениях в суставах и пассивную гибкость – при растяжениях мышц с помощью внешней силы. Пассивная гибкость превышает активную гибкость. У женщин мышечно-связочный аппарат обладает большей гибкостью по сравнению с мужчинами, им легче осваивать многие сложные упражнения на гибкость (например, поперечный шпагат). У лиц зрелого и пожилого возраста раньше всего снижается гибкость позвоночника, а гибкость пальцев и кистей сохраняется дольше всего.
Вопросы для самоконтроля
1.Дайте определение мышечной силы.
2.Что такое абсолютная и относительная сила?
3.Дайте характеристику статической, динамической и взрывной силы.
4.Перечислите факторы, влияющие на развитие мышечной силы.
5.Расскажите о значении нервной регуляции на развитие силы. 6.Опишите факторы влияющие на функциональные резервы силы (максимальная мышечная сила, максимальная произвольная сила, дефицит мышечной силы).
7.Дайте характеристику общей и специальной выносливости (статической, силовой, скоростной, к вращениям и ускорениям, к гипоксии, в ситуационных видах спорта).
8.Охарактеризуйте изменения, происходящие в сердечно-сосудистой системе, системе дыхания и системе крови при развитии общей выносливости.
9.Расскажите о морфофункциональных перестройках физиологических систем организма спортсменов при развитии общей выносливости (гипертрофия сердца и мышц, гипотония).
10. Назовите физиологические системы, обеспечивающие резервы выносливости организма.
11. Описаны два типа рабочей гипертрофии мышц: миофибриллярный и саркоплазматический. Чем они отличаются?
12 .Что такое быстрота, и в каких, формах она проявляется?
13. Назовите физиологические основы быстроты.
14. Опишите физиологические резервы развития быстроты в экстремальных ситуациях.
15. Какие средства и методы способствуют развитию скоростных способностей в спорте?
16. Что вы знаете о возрастных особенностях развития скоростных способностей?
17. Что понимают под ловкостью, назовите ее критерии?
18. Назовите физиологические основы гибкости, виды гибкости и ее проявления.
19. Опишите средства и методы развития гибкости.
20. Расскажите об возрастных особенностях изменения гибкости.
Лабораторная работа № 5
Тема. Исследование силовых способностей человека.
Цель: изучение мышечной и становой силы человека и их взаимосвязи.
Объект исследования: человек.
Оборудование: весы, кистевой и становой динамометры.
Ход работы
1) определить вес испытуемого;
2) определить мышечную силу руки испытуемого (участвуют все);
3) определить становую силу испытуемого (участвуют все);
4) определить абсолютную и относительную кистевую и становую силу;
5) определить силовые индексы;
6) определить показатели развития мышц спины;
7) занести в таблицу результаты измерений кистевой и становой силы;
8) выяснить взаимосвязь между мышечной и становой силой «v»;
9) построить графики, отражающие полученные результаты исследований;
10) сделать анализ полученных результатов исследований и выводы.
Методика измерений
1. Мышечная сила кисти измеряется кистевым динамометром Колена (в кг). С его помощью определяют силу мышц – сгибателей кисти и пальцев (кистевая динамометрия). При измерении силы мышц-сгибателей пальцев динамометр располагают на поверхности ладони так, чтобы его стрелка была обращена к запястью. Стоя, испытуемый отводит правую руку в сторону и сжимает динамометр с максимальной силой, делает 3 попытки, фиксируется максимальный результат. Показатель зависит от возраста, пола и вида спорта, которым занимается обследуемый.
Установлено, что сила мышц в течение дня колеблется и ее максимальное проявление наблюдается при внешней температуре +200С.
Развитие мышечной силы происходит к 25-35 годам, после чего начинается ее снижение. В результате тренировки мышечная сила значительно возрастает, но при утомлении она снижается (особенно хроническом), а также снижается при различных заболеваниях опорно-двигательного аппарата, и во время посещения бани (сауны) и др.
2. Силовые индексы (зависимость между массой тела и мышечной силой) получают делением показателей силы на массу тела и выражают в процентах. Чем больше мышечная масса, тем больше мышечная сила: сила кисти (кг): массу тела (кг)∙100%. Средней величиной силы кисти у мужчин считают 70-75% от веса.
3. Становая сила определяет силу разгибателей мышц спины, она измеряется становым динамометром (кг). Противопоказаниями для измерения становой силы являются грыжи (паховая, пупочная), гипертоническая болезнь, миопатия, беременность и т.д.
Становой динамометр фиксируется к доске. Испытуемый встает на доску, наклоняется вперед (ноги должны быть выпрямлены), берет ручки динамометра (они должны располагаться на уровне коленных суставов) и тянет их вверх.
Средняя становая сила у мужчин 200-220% от веса, у женщин 135-150%, у спортсменов 260-300% и у спортсменок -150-200%.
4. Показатель развития мышц спины равен становой динамометрии (кг): массу тела∙100%. Меньше 175% своего веса – малая сила спины; от 175 до 190%- сила ниже средней; от 190 до 210%- средняя сила; от 210 до 225%- сила выше средней; свыше 225% своего веса – большая сила.
5. Взаимосвязь между мышечной и становой силой основана на взаимодействии между признаками физического развития. При изменении одного признака меняется другой. Чтобы вычислить взаимосвязь «v» между признаками, нужно абсолютную кистевую мышечную силу разделить на абсолютную становую силу. Затем по группе нужно сложить все показатели (например, по абсолютной величине кистевой силы) и разделить на число участников. Связь между признаками будет положительная, если при увеличении одного признака увеличивается другой (например, при увеличении кистевой силы, становая сила тоже увеличивается), отрицательная - при увеличении одного признака, другой уменьшается. Предельное значение взаимосвязей «v» равно ±1, чем ближе «v» к единице, тем теснее связь между признаками; от 0,1 до 0,4 связь отсутствует; от 0,.4 до 0.6- связь слабая; от 0,6 до 0,8 - средняя; от 0,8 до 0,9 - сильная. Например, кистевая сила 20 кг, становая 60 кг. Взаимосвязь между признаками физического развития «v» = 20 : 60 = 0,33 - связь отсутствует.
Результаты исследования
Протокол №5
Таблица 13