Спортивная физеология

2) брадикардия, снижение  артериального давления, адекватные  нагрузки 

на дозированную нагрузку, увеличение насыщения артериальной крови кислородом, снижение частоты дыхания, улучшения легочной вентиляции.

11. Перечислите признаки развития утомления в динамическом порядке их возникновения:

1) нарушение координации  движения;

2) нарушение автоматичности рабочих движений;

3) напряжение вегетативных  функций  и вегетативного компонента.

ГЛАВА 3

 

 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ  МЕХАНИЗМЫ И ЗАКАНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ

 

Двигательная деятельность человека, в том числе спортивная деятельность, характеризуется определенными качественными параметрами. В числе основных физических качеств различают мышечную силу, быстроту, выносливость, ловкость и гибкость. Ряд авторов выделяет в виде основного качества скоростно-силовые возможности человека.

Развитие физических качеств в разной мере зависит от врожденных особенностей. В индивидуальном развитии ведущим является условно-рефлекторный механизм. Этот механизм обеспечивает качественные особенности двигательной деятельности конкретного человека, специфику их проявления и взаимоотношений. При тренировке скелетных мышц (и соответствующих отделов центральной нервной системы) одной стороны тела условно-рефлекторным путем достигаются идентичные реакции отделов нервной системы и мышц другой половины тела, обеспечивающие развитие данного качества на не упражнявшихся симметричных мышцах.

 

3. 1. Формы проявления,  физиологические механизмы и  функциональные резервы развития силы

 

Сила мышцы – это способность за счет мышечных сокращений преодолевать внешнее сопротивление. При оценке силы мышцы различают абсолютную и относительную мышечную силу.

Абсолютная сила – это отношение мышечной силы к физиологическому поперечнику мышцы (площади поперечного разреза всех мышечных волокон). Она измеряется в Ньютонах или килограммах силы на  1см2 (Н∙см-2 или кг∙см-2). В спортивной практике силу мышцы измеряют динамометром без учета ее поперечника.

Относительная сила – это отношение мышечной силы к ее анатомическому поперечнику (толщине мышцы в целом, которая зависит от числа и толщины отдельных мышечных волокон). Измеряется в тех же единицах. В спортивной практике для ее оценки используют отношение мышечной силы к весу тела спортсмена, т.е. в расчете на 1кг веса тела.

Качество силы является одним из ведущих физических качеств спортсмена. Оно необходимо при выполнении многих спортивных упражнений, особенно в стандартных ациклических видах спорта (тяжелой атлетике, спортивной гимнастике, акробатике и др.).

 В собственно-силовых упражнениях необходима абсолютная мышечная сила, где максимальное изометрическое напряжение обеспечивает преодоление большого внешнего сопротивления – при подъемах штанги максимального или околомаксимального веса, при выполнении в гимнастике стойки на кистях, переднего и заднего равновесия на кольцах и упора рук в стороны «крест» и др.     

Успешность перемещения собственного тела определяет относительная мышечная сила (например, в прыжках).

В зависимости от режима мышечного сокращения различают: 1) статическую (изометрическую) силу, проявляемую при статических усилиях, и 2) динамическую силу, проявляемую при динамической работе, в том числе и так называемую взрывную силу.

Взрывная сила определяется скоростно-силовыми возможностями человека, которые необходимы для придания возможно большего ускорения собственному телу или спортивному снаряду (например, при стартовом разгоне). Она лежит в основе таких  важных для спортсмена качеств как прыгучесть (при прыжках) или резкость (в метаниях, ударах). При проявлении взрывной силы важна не столько величина силы, сколько ее нарастание во времени, т.е. градиент силы. Чем меньше длительность нарастания силы до ее максимального значения, тем выше результативность  выполнения прыжков, метаний, бросков, ударов.

Скоростно-силовые возможности человека в большей мере зависят от наследственных свойств организма, чем абсолютная изометрическая сила.

В развитии мышечной силы имеют значение: 1) внутримышечные факторы, 2) особенности нервной регуляции и 3) психофизиологические механизмы.

Внутримышечные факторы развития силы включают в себя биохимические, морфологические и функциональные особенности мышечных волокон.

- физиологический поперечник, зависящий от числа мышечных волокон (он наибольший для мышц с перистым строением);

- состав (композиция) мышечных волокон: соотношение слабых и более возбудимых медленных мышечных волокон (окислительных, мало утомляемых) и более мощных высоко пороговых быстрых мышечных волокон (гликолитических, утомляемых);

- миофибриллярная гипертрофия мышцы – т. е. увеличение мышечной массы, которая развивается при силовой тренировке в результате адаптационно-трофических влияний и характеризуется ростом толщины и более плотной упаковкой сократительных элементов мышечного волокна – миофибрилл.

Нервная регуляция обеспечивает развитие силы за счет совершенствования деятельности отдельных мышечных волокон, двигательных единиц целой мышцы и межмышечной координации. Нервная регуляция включает следующие факторы:

- увеличение частоты нервных импульсов, поступающих в скелетные мышцы от мотонейронов спинного мозга, которые  обеспечивают переход от слабых одиночных сокращений их волокон, к мощным тетаническим сокращениям;

- активация многих ДЕ – при увеличении числа вовлеченных в двигательный акт ДЕ повышается сила сокращения мышцы;

- синхронизация активности ДЕ – одновременное сокращение возможно большего числа активных ДЕ резко увеличивает силу тяги мышцы;

- межмышечная координация – сила мышцы зависит от деятельности других мышечных групп: сила мышцы растет при одновременном расслаблении ее антагониста, сила уменьшается при одновременном сокращении других мышц и увеличивается при фиксации туловища или отдельных суставов мышцами-антагонистами.

Важную роль в развитии силы играют мужские половые гормоны (андрогены), которые обеспечивают рост синтеза сократительных белков в скелетных мышцах. Их у мужчин в 10 раз больше, чем у женщин. Этим объясняется большой тренировочный эффект развития силы у спортсменов по сравнению со спортсменками при одинаковых тренировочных нагрузках.

У каждого человека имеются определенные резервы мышечной силы, которые могут быть включены лишь при экстремальных ситуациях (чрезвычайная опасность для жизни, чрезмерное психоэмоциональное напряжение и т. п.).

В условиях электрического раздражения мышцы или под гипнозом можно выявить максимальную мышечную силу, которая больше силы проявляемой человеком при определенных произвольных усилиях – так называемой максимальной произвольной силы. Разница между максимальной мышечной силой и максимальной произвольной силой называется дефицитом мышечной силы. Эта величина уменьшается в ходе силовой тренировки, так как происходит перестройка морфофункциональных возможностей мышечных волокон и механизмов их произвольной регуляции.

У систематически тренирующихся спортсменов наряду с экономизацией функций происходит относительное увеличение общих и специальных физиологических резервов. При этом первые реализуются через общие для различных упражнений проявления физических качеств, а вторые – в виде специальных для каждого вида спорта навыков и особенностей силы, быстроты и выносливости.

К числу общих функциональных резервов мышечной силы относят следующие факторы: включение дополнительных ДЕ в мышце; своевременное торможение мышц-антагонистов; координация (синхронизация) сокращений мышц - агонистов; повышение энергетических ресурсов мышечных волокон; переход от одиночных сокращений мышечных волокон к  тетаническим сокращениям; усиление сокращения после оптимального растяжения мышцы; адаптивная перестройка структуры, и биохимии мышечных волокон (рабочая гипертрофия, изменение соотношения объемов медленных и быстрых волокон и др.).

 

3. 2. Формы проявления,  физиологические механизмы и  функциональные резервы развития быстроты

 

Значительная часть спортивных упражнений не только требует максимально возможного развития скорости движений, но и происходит в условиях дефицита времени. Достижение успеха в подобных упражнениях возможно лишь при хорошем развитии физического качества быстроты.

Быстрота — это способность совершать движения в минимальный для данных условий отрезок времени. Различают комплексные и элементарные формы проявления быстроты.

В естественных условиях спортивной деятельности быстрота проявляется обычно в комплексных формах, включающих скорость двигательных действий и кратковременность умственных операций, и в сочетании с другими качествами.

К элементарным формам проявления быстроты относятся:

-общая скорость однократных движений (или время одиночных действий) например, прыжков, метаний;

-время двигательной  реакции - латентный (скрытый) период простой (без выбора) и сложной (с выбором) сенсомоторной реакции, реакции на движущийся объект (имеющее особенное значение в ситуационных упражнениях и спринте);

-максимальный темп движений, характерный, например, для спринтерского бега.

Оценка времени двигательной реакции (ВДР) производится от момента подачи сигнала до ответного действия. Она является одним из наиболее распространенных показателей при тестировании быстроты. Это время чрезвычайно мало для передачи возбуждения от рецепторов в нервные центры и от них к мышцам. В основном оно затрачивается на проведение и обработку информации в высших отделах мозга и поэтому служит показателем функционального состояния центральной нервной системы.

У нетренированных лиц величина ВДР при движении пальцем в ответ на световой сигнал укорачивается с возрастом от 500 -800 мс у детей 2 -3-х лет до 190 мс у взрослых людей. Для спортсменов характерны более короткие величины этой реакции: в среднем, 120 мс у спортсменов и 140 мс - у спортсменок. У высококвалифицированных представителей ситуационных видов спорта и бегунов на короткие дистанции эти величины еще меньше - порядка 110 мс, в отличие от бегунов-стайеров, показывающих 200-300 мс и более.

При выполнении специализированных упражнений ВДР у высококвалифицированных спортсменов также очень невелико. Так, стартовое время (от выстрела стартового пистолета до ухода со старта) у бегунов-спринтеров, участников Олимпийских игр и чемпионатов мира, составляет, в среднем, при беге на 50-60 м 139 мс у мужчин и 159 мс у женщин, при беге на 100 м, соответственно, 150-160 мс и 190 мс. Знаменитый спринтер Бен Джонсон мог уходить со старта через 99,7 мс.

По теоретическим расчетам ВДР, равное 80-90 мс, вообще составляет для человека предел его функциональных возможностей.

Факторами, влияющими на ВДР, являются врожденные особенности человека, его текущее функциональное состояние, мотивации и эмоции, спортивная специализация, уровень спортивного мастерства, количество воспринимаемой спортсменом информации.

Другим простым показателем быстроты является максимальный темп постукиваний пальцем за короткий интервал времени — 10 с, так называемый теппинг - тест. Взрослые лица производят 50-60 движений за 10 с, спортсмены ситуационных видов спорта и спринтеры — порядка 60-80 движений и более.

Особым проявлением быстроты является скорость специализированных умственных операций: при решении тактических задач высококвалифицированные спортсмены затрачивают всего 0,5-1,0 с, а время принятия решения составляет у них половину этого периода.

Особенности протекания физиологических процессов в нервной системе и мышечной системе лежат в основе проявления качества быстроты. Быстрота зависит от следующих факторов:

- лабильности - скорости протекания возбуждения в нервных и мышечных клетках;

- подвижности нервных  процессов - скорости смены в коре больших полушарий возбуждения торможением и наоборот;

- соотношения быстрых и медленных мышечных волокон в  скелетных мышцах.

Уровень лабильности и подвижности нервных процессов определяет скорость восприятия и переработки поступающей информации, а лабильность мышц и преобладание быстрых двигательных единиц (ДЕ) — скорость мышечного компонента быстроты (сокращения и расслабления мышцы, максимальный темп движений).

В сложных ситуациях, требующих реакции с выбором, и при увеличении поступающей информации большое значение имеет пропускная способность  мозга спортсмена — количество перерабатываемой информации за единицу времени. Величина ВДР прямо пропорционально нарастает с увеличением числа возможных альтернативных решений — до 8 альтернатив, а при большем их числе оно резко и непропорционально понижается.

При осуществлении реакции на движущийся объект (РДО) большое значение приобретают явления экстраполяции, позволяющие предвидеть возможные траектории перемещения соперников или спортивных снарядов, что ускоряет подготовку ответных действий спортсмена. В особых ситуациях (электрическое раздражение, гипноз, сильное эмоциональное потрясение) у человека  возрастает быстрота его реакций. Так, например, максимальный темп постукиваний достигает 15 раз  в 1 с,  а при произвольных движениях он не превышает 6-12 раз в 1 с. Это доказывает наличие физиологических резервов быстроты даже у нетренированного человека.

В процессе спортивной тренировки рост быстроты обусловлен следующими механизмами:  увеличением лабильности нервных и мышечных клеток, ускоряющих проведение возбуждения по ним; ростом лабильности и подвижности нервных процессов, увеличивающих скорость переработки информации в мозге; сокращением времени проведения возбуждения через межнейронные и нервно-мышечные синапсы; синхронизацией активности ДЕ в отдельных мышцах и разных мышечных группах;  своевременным торможением мышц-антагонистов;  повышением скорости расслабления мышц.