6 Динамика показателей специальной
advertisement
Методическое руководство по проведению мониторинга спортивной работоспособности Москва, 2014 Авторы методического руководства: Р.В. Тамбовцева, д.б.н., профессор; Ю.Л. Войтенко, к.п.н., доцент; В.В. Шиян, д.п.н., профессор; Н.Д. Алтухов, к.б.н.; В.Р. Орел, к.б.н., доцент. При подготовке настоящего методического руководства были использованы результаты научно-исследовательской работы по теме: «Биоэнергетические факторы спортивной работоспособности: разработка индивидуальных программ комплексной оценки аэробной и анаэробной производительности спортсменов высокой квалификации», выполненной в соответствии с приказом минстерства спорта России от 19 декабря 2013 года № 1074 «Об утверждении Федеральному государственному бюджетному образовательному учреждению высшего профессионального образования «Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма (ГЦОЛИФК)», государственного задания на оказание государственных услуг (выполнение работ) на 2014 год и на плановый период 2015 и 2016 годов. 2 СОДЕРЖАНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ..…………………………................. 4 ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………................ 6 1 Проблема диагностики специальной работоспособности спортсменов………………………..…………………………… 2 Эргометрические критерии специальной работоспособности.. 3 Биоэнергетические критерии Показатели выносливости, выводимые по 21 результатам специальных тестов………………………………………........... 5 Динамика показателей спортсменов на специальной различных этапах годового цикла Изменение показателей специальной работоспсобности зависимости от объемов 41 работоспособности тренировки……………………………………………………….. 7 35 Показатели специальной работоспособности выводимые по результатам стандартизированных лабораторных тестов……. 6 11 специальной работоспособности.................................................................... 4 7 применяемых 44 в тренировочных нагрузок........................................................................................... 47 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………… 68 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………….. 71 3 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ АТФ аденозинтрифосфат; км. километр; КрФ креатинфосфат; л литр; мин. минута; сек. секунда; HLa молочная кислота; VО2 уровень потребления O2, л/мин; VСО2 уровень выделения СО2, л/мин; ExsCO2 избыточное (не метаболическое) выделение СО2 л/мин; HR(fh) частота сердечных сокращений, уд/мин; Σ∆fh пульсовая стоимость упражнения; VE уровень легочной вентиляции, л/мин; Σ∆VE вентиляционная стоимость упражнения, л.; АеT АТ анаэробный порог, 50% maxVO2 или 4 мл/моль La; AlT алактатный порог, 2,5 ед. MMR; Wкp критическая мощность, соответствующая maxVO2, Вт/кг; Wист. мощность истощения, 4-6 ед. MMR; MMR максимальный метаболический уровень, RO2/maxVO2; Wmax максимальная мощность, Вт/кг или 10-12 ед. MMR. VE(BTPS) максимальная вентиляция (лиг/мин); R дыхательный коэффициент (отношение уровня выделения аэробный порог, 30% maxVO2 потребления или 2 мл/моль La; СО2 к уровню потребления 02); Vo2/Hr кислородный пульс (эквивалент ударного объёма сердца), (мл/уд.); 4 HR частота пульса; V скорость бега на уровне максимального потребления кислорода (м/сек.); АП анаэробный порог (% maxVo2); La концентрация молочной кислоты в капиллярной крови на 3ей минуте восстановления (ммоль/л). Vo2max/kg относительная величина максимального потребления кислорода в расчёте на килограмм веса тела (мл/мин*кг). 5 ВВЕДЕНИЕ Выносливость - важнейшее качество спортсмена, от уровня ее развития во многом зависит достижение высоких результатов в большинстве видов олимпийской программы. В таких видах легкой атлетики, как бег на средние и длинные дистанции, в велосипедном спорте, плавании, академической гребле и гребле на байдарках и каноэ, в лыжных гонках, скоростном беге на коньках и т.д. эффективность учебно-тренировочной работы, направленной на развитие выносливости, целиком определяет успех в подготовке спортсменов высокой квалификации. Несмотря на значительные сдвиги, происшедшие в научной разработке проблемы выносливости, в практике педагогического и медико- биологического контроля за спортсменами в настоящее время отсутствуют единые методические установки при выборе наиболее информативных критериев и методов диагностики уровня развития этого физического качества. Большинство используемых методов педагогического и врачебномедицинского контроля не обеспечивает получения точной количественной информации о развитии выносливости и ее изменениях под воздействием применяемых средств и методов тренировки. Более углубленные методы физиологического и биохимического контроля, с помощью которых можно получить необходимую информацию о развитии выносливости спортсмена, пока еще не получили широкого распространения из-за их сложности и трудоемкости, а также из-за отсутствия достаточного числа квалифицированных специалистов, способных проводить такие измерения. В связи с этим особую важность приобретают исследования, направленные на поиск и разработку новых высокоинформативных методов определения выносливости спортсменов, а также обоснование и внедрение в практику отдельных видов спорта тех информативных критериев и методов определения выносливости, которые выявлены и обоснованы в результате проводимых теоретических и экспериментальных разработок. 6 1 Проблема диагностики специальной работоспособности спортсменов Обычно выносливость определяют как способность работать не утомляясь и противостоять утомлению, когда оно возникает в процессе выполнения работы [1, 2, 3]. Уже в самом этом определении содержится указание на основные формы проявления выносливости. Во-первых, выносливость может проявляться в форме продолжительной работы на заданном уровне мощности до появления первых признаков выраженного утомления. Во-вторых, выносливость отражается в скорости снижения работоспособности при наступлении утомления. Общим показателем выносливости может быть избрано время работы, выполняемой до отказа [4]. Как известно [5, 6, 7, 8, 9], в условиях напряженной мышечной деятельности выносливость проявляется в виде трех отличных по своей физиологической природе свойств организма: алактатной анаэробной способности, связанной с использованием внутримышечных резервов АТФ и КрФ, гликолитической анаэробной способности, отражающей возможности использования при работе в качестве основного источника энергии процесса анаэробного ферментативного распада углеводов, приводящего к образованию молочной кислоты в работающих мышцах, и аэробной способности, связанной с потреблением кислорода и окислительной деградацией пищевых веществ, главным образом углеводов и жиров. Каждый из этих компонентов выносливости может быть количественно оценен с помощью биоэнергетических критериев трех типов: критериев мощности, критериев емкости и критериев эффективности. Конкретные проявления выносливости у спортсменов всегда носят специфический характер. Специфичность проявлений выносливости определяется соотношением в уровне развития биоэнергетических потенций, устанавливающимся в процессе тренировки в избранном виде спорта [10, 11]. 7 Каждый критерий, определяющий выносливость, может быть оценен по нескольким измерениям. Практическая задача заключается в необходимости отобрать наиболее репрезентативные (представительные) тесты и добиться их однотипного применения. Общая философия определения внутренних свойств организма, связанных с проявлением специальной работоспособности сводится к тому, что среди всего возможного класса показателей выносливости есть репрезенты (наиболее информативные показатели), которые непосредственно отражают уровень развития данного свойства организма. Как правило, в качестве наиболее репрезентативных критериев выносливости обычно используются результаты прямых измерении внешне выполняемой работы. Такого рода показатели могут быть разделены на основные, оцениваемые по предельному времени работы, и дополнительные, которые оцениваются по времени удержания работоспособности и относительной скорости снижения работоспособности под влиянием факторов утомления (константа скорости утомления, коэффициент выносливости и т.д.). Основные и дополнительные критерии могут быть установлены в отдельно взятых упражнениях, тогда они имеют частные (парциальные) значения, или на основе обобщенного анализа выносливости в широком круге упражнений, тогда они оцениваются с помощью обобщенных или зональных показателей. Для вывода обобщенных показателей используются зависимости мощности, общего количества выполняемой работы и общих энергозатрат от показателей предельного времени и относительной мощности выполняемого упражнения. Косвенные показатели выносливости связаны с проведением измерений метаболических сдвигов, происходящих в организме. Они также делятся на частные, регистрируемые в отдельно взятом упражнении (уровень потребления O 2, O2запрос, величина O2-долга, рН, максимум накопления молочной кислоты), и обобщенные, которые выводятся на основе анализа взаимосвязи регистрируемых метаболических показателей от мощности и предельной продолжительности (показатели границы выносливости, ПАНО, мощности 8 истощения, критической мощности, максимальной анаэробной мощности и т.п. (рисунок 1). Рисунок 1 - Схема общей классификации критериев выносливости Конкретные проявления специальной работоспособности у спортсменов всегда носят специфический характер. Эта специфичность зависит от избранного типа упражнений и условий их выполнения. Выносливость как свойство человеческого организма интегрирует в себе большое число разнообразных явлений, происходящих на различных биологических уровнях, начиная с клеточного и кончая уровнем целостного организма [12, 13]. В этой интеграции многих функциональных систем организма в роли ведущего звена, определяющего проявление человеком выносливости, обычно выступает тот орган или функция, которые в первую очередь подвергаются действию утомления и быстрее других выходят из строя [14, 15]. В зависимости от условий мышечной деятельности в роли такого ведущего звена могут выступать разные органы и функции. Поэтому выявление в каждом конкретном случае ведущего звена в проявлениях выносливости имеет важное значение для ее диагностики [16]. Как показывают результаты проведенных исследований [1,5, 8, 9, 12, 13, 17], в преобладающем большинстве случаев ведущую роль в проявлениях 9 выносливости спортсменов играют факторы энергетического обмена. Поддержание высокого уровня функциональной активности в процессе мышечной работы связано с необходимостью постоянных затрат энергии, преобразуемой в ходе метаболических процессов [8, 9, 18]. В наиболее простом случае применительно к явлениям, совершающимся на клеточном уровне или в отдельных органах (например, в изолированной мышце с сохраненным кровотоком, принудительно возбуждаемой к сокращениям вплоть до возникновения ригидного состояния), выносливость определяется общими запасами энергетических веществ и скоростью их расходования в процессе функциональной активности. Как видно из графика, изображенного на рисунке 2, при сокращении изолированной мышцы в наиболее благоприятных для нее условиях (хорошая аэрация, непрерывная подача питательного раствора и т.д.), с заданной нагрузкой и максимальной амплитудой, выделяются две фазы. Рисунок 2 - Пример проявления специальной работоспособности на уровне изолированной скелетной мышцы с сохраненным кровотоком, принудительно возбуждаемой к сокращениям, вплоть до возникновения ригидного состояния Фаза, когда работа выполняется без снижения амплитуды и выходной мощности, и вторая фаза, когда проявляется скрытое утомление, т.е. когда 10 фиксируется снижение выходной мощности. Отсюда следует, что суммарный показатель выносливости - tпр - складывается из двух составляющих: первая это время работы без снижения работоспособности (tуд) и вторая, когда происходит постепенное снижение работоспособности из-за утомления (оценивается по константе скорости развития утомления). 2 Эргометрические критерии специальной работоспособности Как было отмечено ранее, проявление специальной работоспособности обусловлено временем работы до отказа (tпр), которое по своей природе является эргометрическим показателем, отражающим соотношение между емкостью и мощностью доминирующего источника энергии в данном диапазоне предельного времени выполнения упражнения. Дифференцированная оценка специальной работоспсособности по параметрам мощности, емкости и эффективности аэробного и анаэробных источников энергии может быть выполнена на основе прямых измерений показателей внешне выполняемой работы (эргометрические критерии) или же путем непосредственных метаболических измерений в упражнениях, где можно достичь максимальных значений для этих биоэнергетических параметров [19, 20]. В качестве эргометрических критериев выносливости, имеющих прогностическую значимость, наряду с показателями предельного времени и предельного количества выполненной работы хорошо зарекомендовали себя определения критической скорости [21], границы выносливости, порога анаэробного обмена, дистанции «анаэробных резервов», максимальной анаэробной мощности [22, 23]. Эргометрические критерии, используемые для количественной оценки выносливости спортсменов, могут быть разделены на частные (парциальные), отражающие особенности проявления выносливости в какомлибо одном виде упражнений, и обобщенные (зональные), характеризующие особенности проявления выносливости в определенной группе (зоне) 11 упражнений, сходных по какому-либо признаку. Так, к частным показателям выносливости относятся предельное время работы с заданной интенсивностью, рекордное время преодоления заданной дистанции в циклических упражнениях, индекс выносливости по Куретону и т.д. Обобщенные показатели выносливости обычно выводятся путем математического анализа результатов эргометрических определений в широком круге упражнений. Наиболее часто в этих целях используется анализ зависимостей «мощность-предельное время» и «работа-предельное время». Обобщенные эргометрические критерии, выводимые на основе этих зависимостей, имеют существенно большую информативную ценность, чем критерии, выводимые из результатов отдельно взятого упражнения, поскольку они позволяют дать оценку особенностям проявления выносливости в некотором диапазоне изменений предельного времени и относительной мощности упражнений. Для вывода обобщенных критериев выносливости на основе анализа зависимостей «мощность-предельное время» и «дистанция-предельное время» обычно используются результаты выполненных серийных измерений в ряде нагрузок разной предельной продолжительности и относительной мощности. Для вывода таких показателей могут быть использованы как результаты лабораторных испытаний, где четко фиксируются показатели внешней работы, так и результаты полевых испытаний, где возможна столь же четкая фиксация показателей предельного времени и мощности, например в беге, на гребном эргометре, с использованием плавательного эргометра. Сводка данных об изменении показателей предельного количества работы и мощности в упражнениях, выполняемых на велоэргометре до отказа, приведена в таблице 1. Общий вид зависимости «мощность-предельное время», построенной по этим данным, иллюстрирует график на рисунке 3. Изменения мощности в 12 зависимости от предельной продолжительности работы могут быть аппроксимированы степенным уравнением следующего вида: W(t) = W0·t-p, ( 1) где W(t) - мощность, достигаемая при заданном значении предельного времени упражнения, W0 - наибольшая мощность, которая может быть развита в данном виде упражнений при отсутствии утомления, t - время выполнения упражнения, р – константа, названная по предложению B.C. Фарфеля (1945) коэффициентом выносливости, которая характеризует относительную скорость падения мощности упражнения из-за утомления. Таблица количества 1 - Показатели предельного времени, мощности и общего выполненной работы в лабораторных испытаниях на велоэргометре Предельная продолжительность упражнения, с. 5 10 15 20 30 45 60 90 120 180 360 600 Мощность упражнения, Вт. Предельная работа, кДж. 919,3±26,00 797,0±18,41 730,1±23,25 634,8±33,15 538,9±31,65 545,2±20,42 492,7±16,57 425,7±18,63 388,9±15,30 346,3±16,86 303,9±16,02 261,5±14,01 4,14±0,13 7,81±0,38 10,73±0,55 12,44±0,80 15,85±1,18 24,04±0,95 28,97±1,15 37,55±1,28 45,73±2,69 61,09±3,17 107,2±5,08 166,7±8,32 При выполнении упражнений умеренной мощности, где уровень текущего потребления кислорода полностью удовлетворяет энергетические потребности организма и где работа совершается в условиях истинно устойчивого состояния, изменения мощности с увеличением предельного времени упражнения имеют постоянный характер с относительно невысоким градиентом падения. Прямая линия, экстраполированная от этих значений к 13 нулевой ординате, пересекает ее в точке так называемой критической мощности, соответствующей наибольшему усилению аэробного метаболизма при работе (Wкр). Рисунок 3 - Эргометрическая зависимость «мощность-предельное время», рассчитанная по индивидуальным данным спортсменов экспериментальной группы, зарегистрированным в работе на велоэргометре с предельной продолжительностью от 5 до 600 с (арифметические координаты) На рисунке 3 на оси ординат представлена мощность выполнения работы, Вт; на оси абсцисс – время выполнения, сек. При кратковременных интенсивных упражнениях, мощность которых заметно превышает это критическое значение, работа выполняется в основном за счет анаэробных источников энергии. В этих упражнениях из-за малой эффективности процессов анаэробного преобразования энергии и вызванного этим быстрого развития утомления наблюдается наибольшая скорость снижения мощности. Эти особенности изменений мощности в зависимости от предельного времени упражнения наиболее четко обнаруживаются на графике с логарифмическими координатами (рисунок 4). На таком графике монотонно снижающаяся степенная кривая распадается на несколько линейных отрезков, каждому из которых соответствует уравнение: 14 lgW(t) = lgW0 – p·lg t При ( 2) логарифмическом преобразовании степенной зависимости коэффициент выносливости р становится равным тангенсу угла наклона для каждого отрезка прямой. То, что на графике с логарифмическими координатами выделяется несколько прямолинейных отрезков, различающихся углом наклона, свидетельствует о том, что в каждом временном диапазоне упражнений действуют свои отличные друг от друга причины, обуславливающие развитие утомления и определяющие проявление специальной выносливости в данном типе упражнений. Основные причины наблюдаемых различий кроются в биохимической природе и кинетических особенностях процессов энергетического обмена в данном типе упражнений, и в частности в устанавливающемся соотношении аэробного и анаэробного метаболизма в общем энергетическом балансе работы [4]. На рисунке 4 на оси ординат представлен логарифм времени, с; на оси абсцисс - логарифм мощности работы, Вт. Рисунок 4 - Логарифмическая зависимость «мощность-предельное время», рассчитанная по данным лабораторных опытов в работе на велоэргометре В соответствии прямолинейных с отрезков наблюдаемыми на различиями логарифмической кривой в положении зависимости «мощность-предельное время» B.C. Фарфель (1945, 1949) предложил 15 выделять четыре зоны упражнений различной относительной мощности: максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной. Как следует из графика на рисунке 4, диапазон упражнений максимальной мощности для наших испытуемых ограничивается значением предельного времени 20 с. В этом диапазоне значение коэффициента выносливости составило 0,016, а теоретически достигаемая максимальная анаэробная мощность (определяется путем экстраполяции прямой на графике) равнялась 980,7 Вт. В диапазоне упражнений субмаксимальной мощности с предельным временем от 20 до 180 с относительная скорость снижения мощности из-за развивающегося утомления достигает значения р 0,166. В диапазоне упражнений большой мощности с предельным временем от 180 до 600 с значения коэффициента выносливости р равнялось 0,112. Соответствующие значения для основных эргометрических параметров этой зависимости, приведены в таблице 2. Таблица 2 - Эргометрические критерии анаэробной работоспособности спортсменов, выводимые из анализа зависимостей «мощность-предельное время», по данным лабораторных эргометрических испытаний Эргометрические критерии Обозначе- Размерния ность Временной диапазон упражнения (с) Количественная характеристика критерия Максимальная алактатная анаэробная мощность Wал Вт 0-20 980,71 Максимальная анаэробная гликолитическая мощность Wгл Вт 20-45 531,22 Реализуемая анаэробная мощность Wан Вт до 20 825,43 Wкр Вт от 120 с и более 353,06 р1 у.е. 0-20 0,016 Критическая (аэробная) мощность Коэф. выносливости в упражнениях максимальной мощности 16 Коэф. выносливости в упражнениях субмаксимальной мощности Коэф. выносливости в упражнениях большой мощности Коэф. выносливости в упражнениях умеренной мощности р2 у.е. 20-150 0,166 р3 у.е. 150-600 0,112 р4 у.е. от 600 с и более 0,057 Изменение общего количества работы, выполняемой до отказа, в зависимости от предельного времени упражнения обычно представляется уравнением линейного типа: Wпр = a + b·tпр, ( 3) где Wпр - общее количество работы, выполненной до отказа, tпр предельное время упражнения, а и b – константы. Согласно данному уравнению общее количество работы, выполняемой до отказа, имеет две составляющие: работу, выполняемую за счет резервного источника энергии, который не может быть восполнен в процессе упражнения (этой работе соответствует значение нулевого коэффициента а); работу, выполняемую за счет источника энергии, который восполняется по ходу упражнения со скоростью, равной b; это количество работы задается произведением b·tпр. Численное значение углового коэффициента b определяется как тангенс угла наклона прямой на графике и соответствует значению мощности, развиваемой за счет восполняемого (доминантного) источника энергии. На графике рисунка выполняемой в 5, где данные общего количества работы, упражнениях разной мощности и предельной продолжительности, отложены в виде функции предельного времени упражнения, выделяются три участка 17 прямолинейной зависимости, различающиеся по значениям коэффициентов а и b. Эргометрические константы для каждой из этих прямых линий соответствуют значениям емкости и мощности различных источников энергии. В кратковременных упражнениях максимальной мощности результаты эргометрических измерений образуют прямую линию, выходящую из начала координат. Здесь не существует резервного источника энергии, наличные запасы фосфагенов непрерывно расходуются в процессе упражнения. Наклон этой прямой линии на графике соответствует достигаемой в упражнениях максимальной анаэробной (алактатной) мощности и равен 980 Вт. Высота стояния прямой линии, объединяющей результаты эргометрических измерений при выполнении упражнений субмаксимальной мощности, имеет по оси ординат равна общему количеству работы, выполняемой за счет анаэробного алактатного (фосфагенного) источника энергии (6 кДж), а тангенс угла наклона прямой в этом случае характеризует наибольшую мощность упражнения, достигаемую за счет анаэробного гликолиза и составляет немногим более 500 Вт. На графике рисунка 5 на оси ординат представлено время, сек.; на оси абсцисс – работа, кДж. Рисунок 5 - Эргометрическая зависимость «работа-предельное время», рассчитанная по данным лабораторных опытов в работе на велоэргометре При выполнении упражнений с предельной продолжительностью более 2 мин в роли основного (непрерывно восполняемого) источника энергии выступает процесс аэробного окисления углеводов. Мощность, соответствующая этому процессу (критическая мощность), составляет около 18 370 Вт, а емкость резервного источника для этих упражнений, представленная суммарной емкостью алактатного и гликолитического анаэробных процессов, равна 23 кДж. Значения этих эргометрических параметров упражнения суммированы в таблице 3. Фундаментальные зависимости «мощность-предельное время» и «работа-предельное время» могут быть использованы не только для обобщения результатов выполнения эргометрических измерений: они в полной мере приложимы и для установления основных закономерностей проявления выносливости человека в аэробных и анаэробных условиях мышечной деятельности. Таблица 3 - Эргометрические критерии анаэробной работоспособности спортсменов, выводимые из анализа зависимости «работа-предельное время», по данным лабораторных испытаний в работе на велоэргометре Эргометрические критерии Обозначение Размерность Работа выполнена за счет алактатных анаэробных резервов Работа выполнена за счет гликолитических анаэробных резервов Суммарная работа выполнена за счет анаэробных резервов Алактатная анаэробная мощность Гликолитическая анаэробная мощность Критическая (аэробная) мощность Временной диапазон (с) Количественная характеристика критерия а1 кДж 0-10 6,08 а2 кДж 10-45 16,68 а3 кДж 45-150 22,76 Wал Вт 0-10 980,7 Wгл Вт 10-45 510 Wкр Вт 45-150 369,4 Определение обобщенных эргометрических параметров выносливости на основе точных измерений в частных (отдельных) видах упражнений может быть выполнено не только на основе стандартизированных лабораторных тестов, но в специфических для того или иного вида спорта условиях. Примером могут служить данные результатов исследований А.А. 19 Шеп-ва, проведенные на высококвалифицированных борцах [24]. В этом исследовании испытуемые выполняли специфическую работу - бросок чучела определенного веса в разном темпе. Было выполнено три упражнения в темпе 7,5; 10 и 15 бросков в минуту. Результаты этого исследования приведены в таблице 4. Таблица 4 - Эргометрические критерии упражнений различной направленности Эргометрические показатели Предельное время работы, мин Количество работы, броски Объем аэробной работы, броски* Объем анаэробной работы, броски** Упражнение Упражнение Упражнение анааэробной направ- аэробно-анаэробной эробной гликолиленности направленности тической направ(7,5 бр/мин), (10 бр/мин), ленности (15 бр/мин), М±σ М±σ М+σ 9,5±1,5 4.3 + 2,0 2,8±0,5 71,0±3,5 47,0±2,5 31,0±2,9 48,5±2.4 22,0±2,1 10,2±1.5 22,5±2,2 25,0±2,1 20,8±2,0 Доля аэробной работы,% 69±1,8 47.0±2,0 33.0±1.6 Доля анаэробной работы,% 31±1,8 53,0±1,9 67,0±2.6 Примечания: 1 * Объем аэробной работы рассчитывается как произведение b·tпр, 2 ** Объем анаэробной работы рассчитывается как разность Апр – b·tпр. При анализе зависимости «предельное время работы-мощность работы» в вышеописанном опыте показатель выносливости (р), отражающий относительную скорость падения работоспособности с развитием утомления, равняется 0,47±0,12. Его величина определяется соотношением уровня развития аэробных и анаэробных возможностей спортсменов. Чем выше уровень развития выносливости, тем ниже этот показатель. Спортсмены более высокой квалификации характеризуются относительно более низким значением коэффициента р при небольших различиях в абсолютных значениях как анаэробных (коэффициенты а, а/b). так и аэробных (коэффициент b) возможностей. 20 Такие обобщенные критерии выносливости могут быть использованы в качестве зональной оценки этого качества. 3 Биоэнергетические критерии специальной работоспособности Вычисление обобщенных эргометрических критериев выносливости с использованием зависимостей «мощность-время», «дистанция-время» процедура довольно трудоемкая и пока еще не получившая сколь-либо широкого распространения в практике, хотя в научных исследованиях она применяется весьма часто. На практике, для того чтобы определить наиболее информативные критерии выносливости, чаще всего используют эргометрические измерения, выполняемые в так называемых критических режимах мышечной работы. Из опыта физиологических исследований известны некоторые критические режимы, в которых проявляется по преимуществу какой-то один из ведущих компонентов выносливости. Так, в частности, Г. Леман с сотр. [25] предложили использовать критерий «граница выносливости» как показатель, выводимый при критической мощности, когда частота пульса достигает 130 уд/мин. При этом значении частоты сердечных сокращений (ЧСС) происходит изменение зависимости между ЧСС и ударным объемом сердца. До достижения пульса 130 уд/мин увеличение ударного объема сердца происходит в линейной зависимости от изменений частоты пульса. При пульсе 130 уд/мин сердце выходит на максимум своей сократительной мощности. В диапазоне от 130 до 170 уд/мин оно работает с максимальной нагрузкой. Та нижняя граница, при которой сердце впервые выходит на максимум своей сократительной мощности, был обозначен как «граница выносливости». Отсюда начинается диапазон наиболее эффективных нагрузок аэробного характера. Поэтому определение данного показателя всегда производится в серии постепенно увеличивающихся нагрузок с четкой фиксацией значений ЧСС. 21 Второй критический режим, который широко используется в прикладной физиологии - это так называемый порог анаэробного обмена (ПАНО). Этим термином обозначается нагрузка, при которой отмечается быстрое образование лактата при мышечной работе [26]. При выполнении легкой и умеренной работы в основном мобилизуются медленно сокращающиеся мышечные волокна. Они первыми приводятся в действие, пока частота нервной стимуляции становится свыше 18 импульсов в секунду. Критерий ПАНО в условиях физической деятельности умеренной интенсивности оказался намного более информативным в прогностическом отношении, чем определение VO2max [27, 28]. Определение ПАНО заключается в измерении какого-либо анаэробного показателя, например накопления лактата в крови, изменений в показателях кислотно-щелочного равновесия, прироста легочной вентиляции, ЕхсСO2, при выполнении нагрузок с мощностью выше, чем на уровне «границы выносливости». Третий критерий, который устанавливается в критических режимах, это так называемая критическая мощность (Wкр,), соответствующая VO2max. Это наименьшая мощность, при которой человек достигает уровня максимума потребления O2. Четвертый критерий - мощность истощения (Wист). Она была предложена Е. Симонсоном в 1942 г. Это мощность, при которой достигается полное исчерпание анаэробной емкости организма, когда наблюдается наивысшая концентрация молочной кислоты в крови. Симонсон определил, что необходимо 2,5-3,0 мин. непрерывной предельной работы для исчерпания анаэробной емкости. Значение Wист определяется путем измерения какого-либо анаэробного показателя в широком ряду нагрузок выше критической мощности. Пятый критерий – максимальная анаэробная мощность. Это самая высокая мощность, которая может удерживаться в течение от 5 до 10 с. При углубленной оценке функционального состояния, определяющей выносливость, наиболее надежные результаты достигаются при серийном 22 определении критических режимов работы. Как было показано выше, существует как минимум пять достоверных критериев критических режимов, где проявляются особые свойства выносливости, поэтому необходимо проведение по крайней мере пяти стандартных тестовых процедур. Например, показатели границы выносливости, ПАНО, можно определить в тесте ступенчато возрастающей нагрузки, показатель мощности истощения можно измерить при выполнении Вингейт-теста, при беге на дистанцию 1000 м, а показатель МАМ – в тесте Маргариа-Каламена. Определение «границы выносливости» Согласно данным Г. Лемана [25] установление «границы выносливости» возможно при выполнении тех упражнений, где четко фиксируются постоянные значения ЧСС в стационарных условиях работы. Этим условиям в наибольшей мере отвечает тест ступенчатого повышения нагрузки с продолжительностью работы на каждой ступени не менее 2 мин. Результаты изменений частоты пульса в зависимости от мощности выполняемого упражнения приведены в таблице 5 и на рисунке 6. Таблица 5 - Изменение ЧСС в тесте ступенчатого повышения нагрузки (средние значения экспериментальной группы), М±σ Мощность упражнения, Вт 75 (450 кгм/мин) 150 (900 кгм/мин) 225 (1350 кгм/мин) 300 (1800 кгм/мин) 375 (2250 кгм/мин) 450 (2700 кгм/мин) fh , уд/мин 94±11 112±9 126±6 146±8 168+10 190±11 VO2, л/мин; мл/кг/мин 1,74±0,24 20,9±2,1 2,66±0,17 31,8±1,8 3,27±0,21 39,2±2,3 4,43±0,16 53,0±3,1 5,66±0,14 68,0±2,2 6,16±0,28 75,0±1,7 ЕхсСO2 л/мин 0,17±0,04 0,14±0,02 0,43±0,03 0,53±0,06 1,81±0,08 2,13±0,81 R 0,05±0,02 0,80±0,03 0,88±0,01 0,87±0,02 1,07±0,04 1,09±0,06 Как видно на графике рисунка 6, в динамике ЧСС в зависимости от мощности выполняемой работы четко выделяются два различных диапазона линейной зависимости. В первом диапазоне, начинающемся от значений пульса покоя и вплоть до значений 130 уд/мин, видно относительно быстрое 23 увеличение показателей ЧСС, которое при значениях пульса, превышающих 130 уд/мин, видоизменяется в линейную зависимость с несколько меньшим углом наклона, т.е. меньшими темпами прироста ЧСС. Этим данным хорошо соответствует известная зависимость изменения ударного объема сердца от ЧСС (рисунок 7) [29]. Рисунок 6 - Изменение ЧСС в зависимости от мощности выполняемого упражнения На рисунке 6 на оси ординат - ЧСС, уд/мин.; на оси абсцисс - мощность упражнения, Вт. Показатели механической производительности сердца линейно увеличиваются вплоть до значений пульса 130 уд/мин. Главным фактором, обуславливающим такое увеличение ЧСС, служит возрастание возвратного объема крови, которое, по закону Стерлинга [30], приводит к увеличению сократительной мощности сердца. В диапазоне пульса от 130 до 170 уд/мин сердце работает с максимальной механической производительностью, т.е. при наибольших значениях ударного объема сердца, которые у здоровых лиц 24 составляют от 140 до 150 мл. На графике рисунка 7 показаны изменения ударного объёма сердца. Рисунок 7 -Изменение ударного объема сердца в зависимости от ЧСС Рисунок 7 на оси ординат - ударный объем сердца; на оси абсцисс ЧСС, уд/мин. После достижения значений пульса 170 уд/мин возникает так называемая рабочая ишемия сердца, когда время наполнения коронарных сосудов сердца кровью становится неадекватным полному кровенаполнению сердечных сосудов и оказывается недостаточным для полноценного обеспечения повышающейся работы сердца за счет текущей поставки O2, поэтому механическая производительность сердца начинает снижаться. На уровне текущего потребления O2 первоначально это не сказывается, т.к. суммарная сердечная производительность, оцениваемая по изменению минутного объема сердца, поддерживается постоянной или даже увеличивается вместе с увеличением ЧСС. То есть снижение ударного объема сердца компенсируется пропорциональным увеличением пульса, и поэтому минутный объем сердца сохраняется постоянным. Граница, при которой происходит нарушение циркуляторных возможностей сердца и кислородной поставки, обычно локализуется примерно на уровне ЧСС 18025 190 уд/мин. По данным Т. Сьёстранда [31], средний максимальный пульс у европейцев составляет 195 уд/мин, это самое высокое значение, при котором еше возможно поддержание максимального минутного объема сердца, при более высоких значениях частоты пульса минутный объем сердца начинает падать. Поэтому работа сердца при очень высоких значениях ЧСС, которые иногда встречаются при напряженной мышечной деятельности, уже не столь эффективна. Сердце с наибольшей эффективностью работает в диапазоне от 130 до 170 уд/мин. Поэтому граничное значение пульса 170 уд/мин и было выбрано как показатель наивысшей работоспособности, когда сердце сохраняет свою максимальную механическую производительность. Отсюда для повышения аэробных способностей обычно рекомендуется использовать диапазон нагрузок при ЧСС от 130 до 170 уд/мин [25, 32]. Для определения «границы выносливости» важно установить нижнее значение нагрузки, при которой сердце работает с наибольшей механической производительностью и которое соответствует частоте пульса 130 уд/мин. Это значение определяется как точка перегиба на кривой зависимости «пульс-мощность» (рисунок 6). Для наших испытуемых «границе выносливости» соответствовало значение мощности на уровне около 240 Вт. Определение порога анаэробного обмена Для определения режимов работы, при которых выявляются изменения уровня анаэробного метаболизма, обычно строят график, на котором изменение какого-либо анаэробного показателя (в качестве анаэробного показателя обычно берется максимум концентрации молочной кислоты в крови, уровень легочной вентиляции, дыхательный коэффициент, рН, ExcCO2, или вентиляционный эквивалент) откладывается против значений мощности нагрузки или уровня потребления O2. Сводка данных об изменениях максимума содержания молочной кислоты в крови у спортсменов экспериментальной группы при выполнении упражнений различной относительной мощности, приведена в таблице 6. 26 Таблица 6 - Изменения максимум содержания молочной кислоты в крови у спортсменов экспериментальной группы при выполнении упражнений различной относительной мощности (n = 6), М±σ Предельное время, с Мощность, Вт 10 15 20 30 45 60 90 120 180 360 795 720 670 610 550 490 420 390 350 300 Максимум Относительная концентрации мощность, ед. молочной кислоты MMR в крови, мМоль/л 9,45±0,61 10,30±1,02 6,81±0,34 14,01±0,85 5,55±0,56 15,74±1,12 4,45±0,47 17,41±0,96 3,91±0,44 19,55±0,51 3,50±0,31 21,60±0,47 2,51±0,28 22,74±0,38 1,95±0,16 21,35±0,28 1,50±0,21 18,40±0,32 1,21±0,18 16,58±0,22 Значение рН 7,25±0,06 7,23±0,02 7,21±0,01 7,17±0,01 7,16±0,02 7,15±0,04 7,16±0,02 7,18±0,03 7,21±0,02 7,26±0,01 Практически установление ПАНО по результатам лабораторных испытаний в тесте ступенчато увеличивающейся нагрузки часто сталкиваются с дополнительными трудностями, происходящими из-за того, что фиксация значений концентрации молочной кислоты в стационарных условиях в конце каждой ступеньки не следует точно этой зависимости (рисунок 8). Как правило, на начальных ступенях работы, когда еще не произошло полного враба-тывания и имеет место выраженное эмоциональное возбуждение (реакция на непривычную работу), значения концентрации молочной кислоты устанавливаются выше, чем те, которые фиксируются на последующих ступенях работы. 27 Рисунок 8 - Изменение максимума накопления молочной кислоты в зависимости от мощности выполняемого упражнения На графике рисунка 8 на оси ординат - максимум накопления молочной кислоты, μМоль/л; на оси абсцисс - мощность упражнения, В. Существует также большой разброс данных, по которым трудно установить ПАНО. Для того чтобы избежать этих сложностей, обычно используют построение графика изменения анаэробных показателей в логарифмической системе координат. Для этого необходимо провести «сглаживание» прямой, используя способ наименьших квадратов. Пример такой сглаженной кривой приведен на рисунке 9. В диапазоне умеренных, мощностей упражнения, где в основном рекрутируются волокна аэробного типа, увеличение максимума накопления молочной кислоты происходит с невысокой скоростью. Переход от преимущественно аэробного режима к анаэробному происходит постепенно. 28 Рисунок 9 - Изменения усредненных значений максимума молочной кислоты в крови при выполнении упражнений различной мощности На графике рисунка 9 на оси ординат - максимум накопления молочной кислоты, μМоль/л; на оси абсцисс - мощность упражнения, Вт При достижении уровня лактата в крови порядка 2 μМоль/л начинают включаться быстросокращающиеся волокна гликолитического типа и скорость накопления лактата быстро увеличивается. Этот переход от преимущественно аэробного режима к анаэробному обозначается как зона аэробно-анаэробного метаболического перехода. Нижняя граница этой зоны обычно обозначается как-аэробный порог или начало накопления лактата в крови, или порог, соответствующий накоплению лактата в количестве 2 μМоль/л. Верхняя граница обозначается как анаэробный порог, с которого начинается быстро прогрессирующее увеличение анаэробного гликолиза при работе. Первоначально, К. Вассерман, который ввел понятие ПАНО, определял значения анаэробного порога как срединную точку в этой зоне перехода, для этого проводились касательные линии по ветвям, относящимся к умеренным и высоким нагрузкам, где имело место быстрое увеличение лактата. Из точки пересечения опускался перпендикуляр на ось абсцисс и точка, соответствующая пересечению этих прямых, определялась как ПАНО. 29 В большинстве работ последнего времени [33, 34] точка ПАНО локализуется несколько выше (на уровне 4 μМоль/л) и соответствует началу быстрого линейного увеличения содержания лактата в крови. Необходимо также провести проверку соответствия выведенной кривой теоретически ожидаемой экспоненциальной зависимости. Для этого из наиболее высоких значений концентрации лактата в крови, которые достигаются при самой высокой предельной мощности, вычитаются все предыдущие данные и логарифмы этих разностей откладывают на графике с полулогарифмическими координатами (рисунок 10). Из точки перекреста двух пересекающихся линий опускается перпендикуляр на ось абсцисс и эта точка соответствует значению порога анаэробного обмена. Рисунок 10 - Расчетный график для определения WПAHО На графике рисунка 10 на оси ординат - логарифм ΔНLa; на оси абсцисс - мощность упражнения, Вт. 30 Определение значений критической мощности упражнения Установление значений критической мощности производится по результатам измерений уровня потребления O2 в тесте ступенчатого повышения нагрузки. В этом случае устанавливаются те критические значения мощности, при которых происходит резкий перегиб кривой уровня потребления O2 с выходом на максимально высокие значения «steady-state» (рисунок 11). Рисунок 11 - Расчетный график для определения критической мощности упражнения На графике рисунка 11 на оси ординат - уровень потребления O2; на оси абсцисс - мощность упражнения, Вт. Сводка данных об изменениях физиологических показателей в тесте ступенчатого повышения нагрузки при значениях порога анаэробного обмена и критической мощности приведена в таблице 7. 31 Таблица 7 - Изменения физиологических показателей в тесте ступенчатого повышения нагрузки при значениях порога анаэробного обмена и критической мощности (испытуемый – мастер спорта П.Д.) Мощность VF, упражнения, л/мин Вт (кгм/мин) VO2 л/мин мл/кг/ мин R AR ExcCO2 fh, л/мин уд/мин VE/CO2 VE/O2 рH ΔрН Нlа, μМоль/л 75 (450) 32,4 1,74 20,9 0,85 0,10 0,17 94 21,7 18,6 7,401 0,019 3,56 150 (900) 43,2 2,66 31,8 0,80 0,05 0,14 112 20,3 16,2 7,380 0,040 4,22 225 (1350) 56,4 3,27 39,2 0,88 0,13 0,43 126 18,6 17,2 7,355 0,065 4,67 300 (1800) 76,4 4,43 53,0 0,87 0,12 0,53 146 19,8 17,3 7,323 0,097 5,44 375 (2250) 130,0 5,66 68,0 1,07 0,32 1,81 168 21,5 23,0 7,290 0,127 6,56 450 (2700) 178,0 6,80 81,5 1,08 0,33 2,24 190 24,1 26,3 7,256 0,164 8,44 Определение мощности истощения По определению Е. Симонсона [35], мощность истощения устанавливается как мощность, соответствующая достижению самого высокого значения максимума накопления молочной кислоты в крови. Практический способ установления Wист заключается в построении графика, на котором значения максимума накопления молочной кислоты в крови откладываются против мощности выполняемой работы (рисунок 12). Рисунок 12 - Изменение максимума содержания молочной кислоты и рН крови при выполнении упражнений разной относительной мощности На графике рисунка 12 на оси ординат - значения максимума содержания молочной кислоты в крови. μМоль/я, и рН крови, усл. ед., на оси абсцисс - относительная мощность упражнения, ед. MMR На графике с логарифмическими координатами наименьшая мощность, при которой достигается максимум накопления молочной кислоты в крови, и является Wист (рисунок 13), после чего образуется плато и затем происходит некоторое снижение концентрации HLa при дальнейшем увеличении относительной мощности. Пик мощности истощения достигается примерно на уровне 2-4 ед. MMR. Рисунок 13 - Логарифмический график зависимости максимума содержания молочной кислоты в крови от относительной мощности упражнения На графике рисунка 13 на оси ординат - логарифмы значений максимума содержания молочной кислоты в крови, Моль/л; на оси абсцисс логарифмы значений относительной мощности упражнения, ед. MMR Заштрихованная область на графике рисунка 13 соответствует диапазону относительной мощности упражнения, где может быть зафиксировано значение мощности истощения. Определение максимальной анаэробной мощности (МАМ) МАМ определяется как самая высокая мощность (рисунок 14), которую человек может достигнуть в тестах, выполняемых в полную силу с настройкой на выполнение максимальных усилий, т.е. при предельно высокой мотивации испытуемого. Обычно используются несколько различных процедур тестирования; во-первых, это бег вверх по лестнице в тесте, предложенном Маргария, во-вторых, Вингейт-тест, при котором определяют пиковую мощность за 5 с, достигаемую в тесте на велоэргометре с установкой оптимальной величины сопротивления. Широко используется в этих целях на практике также 10-секундный тест с работой на велоэргометре 34 с установкой развить максимальную частоту педалирования. Оправдал себя на практике также вариант определения МАМ при повторном выполнении упражнений максимальной мощности с предельной продолжительностью от 5 до 10 с [33, 34]. Рисунок 14 - Арифметический график для расчета максимальной анаэробной мощности в зависимости от предельного времени упражнения На графике рисунка 14 на оси ординат - мощность упражнения, Вт; на оси абсцисс - предельное время упражнения, с. Показатели алактатной анаэробной работоспособности при повторном беге на 100 м. представлены в таблице 8. 4 Показатели специальной работоспособности выводимые по результатам специальных тестов Большинство тестов, применяемых на практике для оценки выносливости, в основе своей имитируют условия регистрации этого качества в критических режимах работы. В частности, тесты челночного бега на короткие дистанции, применяемые 35 при контроле за уровнем подготовленности в игровых видах, например, повторный бег 6x54 м в хоккее [36], примерно соответствуют условиям выполнения теста повторного МАМ. Тесту ступенчато возрастающей нагрузки по своей направленности соответствуют применяемые в практике легкоатлетического спорта испытания в повторном беге на дистанции 1000 м с постепенно возрастающей скоростью [37]. Более детальная картина изменения эргометричесхих показателей кривой скорости в зависимости от числа повторении максимальных усилий приведена на рисунок 15- 18. На приводимых графиках хорошо видно, что наибольшие значения мощности достигаются при 2-3 повторениях упражнения, а значения предельного времени удержания, которые характеризуют анаэробную емкость, резко понижаются после 5-6-го повторений. Заметные изменения здесь наблюдаются также в показателях константы скорости стартового ускорения и времени развития утомления при выполнении упражнений максимальной мощности (рисунки 17, 18). Достоверные различия между квалифицированными спринтерами и начинающими бегунами обнаруживаются в показателях максимальной и предельно достижимой скорости, а также в показателях времени достижения максимальной скорости (таблица 9). Не отмечено достоверных различий между бегунами разной степени подготовленности в показателях скорости стартового разбега (К1) н скорости развития утомления (К2). Это совпадает с результатами исследований F.M. Henry, который также не обнаружил какихлибо различий в константах К1 и К2 у квалифицированных бегунов на короткие дистанции и у 36 студентов университета. Таблица 8 - Показатели алактатной анаэробной работоспособности при повторном беге на 100 м. Показатели Теоретически возможный максимум скорости, достигаемый при отсутствии затрат на ускорение и преодоление утомления на дистанции ОбознаРазмерность чение Vo м/с Максимальная скорость бега Vmax м/с Время достижения Vmax tmax с Время удержания Vmax tуд с Константа скорости стартового разгона K1 с-1 Константа скорости развития утомления К2 с-1 Время бега на 100 м T100 с Концентрация водородных ионов pH мЭкв/ м Излишек буферных оснований BE мЭкв/ м Результаты в повторном беге на 100 м (№ попытки) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x 12,13 12,25 11,81 11,51 11,24 11,29 11,28 11,19 11,05 11,07 σ 0,64 0,53 0,58 0,67 0,67 0,7 0,7 0,66 0,73 0,79 x 10,05 10,14 9,86 9,68 9,45 9,54 9,33 9,27 9,19 9,2 σ 0,37 0,37 0,59 0,57 0,66 0,24 0,33 0,28 0,31 0,37 x 5,93 5,93 5,57 5,51 5,63 5,71 5,5 5,51 5,47 5,5 σ 0,77 0,83 0,19 0,41 0,77 0,26 0,51 0,41 0,39 0,55 x 9,5 9,13 8,64 8,22 8,5 8,9 8,53 8,1 8,06 8,16 σ 1,16 0,81 1,07 1,25 0,77 1,16 1,21 1,15 1,18 1,24 x 0,487 0,517 0,528 0,516 0,505 0,502 0,518 0,517 0,514 0,516 σ 0,064 0,060 0,077 0,063 0,071 0,051 0,069 0,071 0,06$ 0,069 x 0,22 0,024 0,022 023 0,022 0022 0025 0,024 0 022 0,023 σ 0,003 0,004 0,О04 0,004 0,006 0,005 0,003 0,004 0,005 0,006 x 11,27 11,83 12,1 12,27 12,54 12,59 12,7 12,73 12,81 12,75 σ 0,27 0,28 0,5 0,61 0,75 0,15 0,25 0,19 0,22 0,29 x 7,397 - - - 7,101 - - - - 7,046 σ 0,029 - - - 0,041 - - - - 0,071 x -2,37 - - - -21,26 - - - - -24,66 σ 1,6 - - - 2,2 - - - - 3,13 Рисунок 15 - Динамика изменения максимальной скорости в повторном беге на 100 м в зависимости от числа повторений На графике рисунка 15 на оси ординат - скорость бега, м/с; на оси абсцисс - количество повторений. Рисунок 16 - Динамика изменения времени удержания в повторном беге на 100 м в зависимости от числа повторений. На графике рисунка 16 на оси ординат - время удержания, с; на оси абсцисс - количество повторений. 38 Рисунок 17 -Динамика изменения константы скорости стартового разгона в повторном беге на 100 м в зависимости от числа повторений. На графике рисунка 17 на оси ординат - константа скорости стартового разгона, с-1; на оси абсцисс - количество повторений. Рисунок 18 - Динамика изменения константы скорости развития утомления в повторном беге на 100 м в зависимости от числа повторений На графике рисунка 18 на оси ординат - константа скорости стартового разгона, с-1; на оси абсцисс - количество повторений. 39 Таблица 9 - Значения основных параметров кривой скорости бега у спринтеров разной квалификации (группа А - спортсмены сборной команды России; группа Б - студенты ИФК) Критерии выносливости Уровень Группа А (х±σ) Группа Б (х±σ) достоверности различий Теоретически возможный максимум скорости, достигаемый при отсутствии затрат на ускорение и преодоление утомления на дистанции (V0), м/с 12,008±0,697 10,939±6,588 р ≥ 0,05 Время достижения Vmax, с 4,658±0,362 4,441±0,299 р ≥ 0,05 Время удержания Vmax 6,582±0,39 6,733±0,512 р ≥ 0,05 Константа скорости стартового разгона (К1), с-1 0,604±0,094 0,602±0,046 р ≥ 0,05 Константа скорости развития утомления (К2) с-1 0,027±0,027 0,025±0,015 р ≥ 0,05 Время первых 30 м в беге на 100 м, с 4,229±0,167 4,439±0,193 р ≥ 0,05 Результат в беге на 100 м. с 11,023±0,362 11,722±0,411 р ≥ 0,05 Рекордный результат в беге на 100 м, с 10,77±0,334 11,41±0,392 р ≥ 0,05 Тесты в беге на 1,5 мили, 2 км и в тесте «мини-Купера» (дистанция бега, преодолеваемая за 6 мин) соответствуют условиям достижения критической мощности [38, 39], а тесты рекордного времени проплывания 100 и 200 м или бега на 300 и 400 м, а также применяемые в игровых видах спорта тесты «челночный бег»: «бег к шести точкам», «елочка» и т.п. соответствуют условиям выполнения Вингейт-теста для определения мощности истощения [40]. 40 5 Показатели выносливости, выводимые по результатам стандартизированных лабораторных тестов Согласно ранее приведенному определению к косвенным показателям выносливости следует относить все те физиологические и биохимические показатели, которые в той или иной степени связаны с прямыми определениями мощности, емкости и эффективности энергопреобразующих процессов. Как правило, в качестве показателя мощности аэробного процесса обычно используются величины максимального потребления кислорода, в качестве показателя емкости аэробного процесса - общее содержание гликогена в мышцах или время удержания критической мощности. В качестве показателя эффективности, как правило, используется показатель кислородного эквивалента работы или показатель порога анаэробного обмена. В косвенных измерениях этого показателя обычно используется процент реализуемой доли максимального потребления O2 [5, 17, 41]. В качестве показателей мощности гликолитической анаэробной способности обычно берутся показатели максимальной скорости образования лактата (ΔHLa) или скорости изменения показателей кислотно-щелочного равновесия (ΔpH). В качестве критерия емкости используются измерения максимума накопления молочной кислоты в крови, а показателя эффективности - молочнокислый эквивалент работы [4, 16, 17]. В качестве критерия алакгатной анаэробной мощности обычно берется скорость расщепления креатинфосфата (ΔКрФ) или скорость накопления креатина (ΔКр). Алакгатная анаэробная емкость оценивается по общему количеству КрФ, расщепленного за время максимального упражнения или по общему накоплению креатина за время работы. Аналогично оцениваются н показатели эффективности алактатного анаэробного процесса - это общее количество распавшегося КрФ, приходящегося на каждую единицу выполненной работы [42]. 41 Наибольшей информативностью при оценке биоэнергетических параметров выносливости обладают такие показатели, как максимум потребления О2, максимальный О2-долг, «избыточное» выделение СО2, максимум накопления молочной кислоты в крови и максимальный сдвиг рН. Задача выявления наиболее информативных показателей выносливости и установления их удельного веса в проявлениях спортивной работоспособности обычно решается с применением количественных методов - статистического анализа. Наиболее простым способом оценки значимости косвенных показателей выносливости может служить так называемый «профильный» корреляционный анализ. Результаты такого анализа на примере проведенных нами измерений максимума потребления O2 и максимального О2-долга на различных дистанциях бега приведены на рисунке 19. На приводимом графике видно, что наибольшее влияние со стороны показателя максимальной аэробной мощности на спортивные достижения в беге обнаруживается на дистанциях 5 и 10 км, на коротких дистанциях бега это влияние несущественно [5, 16]. Показатели максимальной анаэробной емкости высокую корреляцию со спортивными результатами обнаруживают на коротких и средних дистанциях бега, на длинных дистанциях удельный вес анаэробных показателей резко снижается. Аналогичные данные были получены нами также и при обследовании ведущих конькобежцев страны (таблица 10). Результаты прямых измерений аэробных и анаэробных биоэнергетических потенций спортсменов здесь тесно коррелируют с эргометрическими показателями выносливости. Как видно из данных таблицы 10, величины максимального потребления O2, измеренные в стандартных лабораторных тестах, обнаруживают высокую корреляцию со спортивными достижениями на длинных дистанциях и с величиной критической скорости. 42 Рисунок 19 - Корреляция показателей максимального потребления О2 и максимального O2-долга со спортивными достижениями (средней скоростью) на различных дистанциях бега На графике рисунка 19 на оси ординат - значения коэффициента корреляции; на оси абсцисс - длина дистанции бега, м. С другой стороны, показатели максимального O2-долга более тесно связаны с уровнем достижений на коротких дистанциях и эргометрическим показателем дистанции анаэробных резервов. Показатель выносливости р не обнаруживает значимой корреляции с измерениями максимума потребления O2 и максимального O2-долга, он больше зависит от соотношения в уровне развития как аэробных, так и анаэробных способностей. Приведенные результаты выполненных исследований указывают на необходимость тщательного отбора тестов и их правильной комплектации при составлении ориентированных комплексных на программ определение выносливости. 43 обследования уровня развития спортсменов, специальной Таблица 10 - Корреляция* показателей МПК и максимального O2-долга с уровнем спортивных достижений и эргометрическими критериями выносливости конькобежцев-многоборцев (n = 22) Максимальное Максимальный потребление кислородный кислорода долг -0,705 -0,650 Эргометрические показатели Рекордное время на дистанции 500 м Рекордное время на дистанции 1000 м -0,810 -0,665 Рекордное время на дистанции 5000 м -0,880 -0,595 Рекордное время на дистанции 10000 м - 0,865 - 0,625 Коэффициент выносливости р - 0.335 - 0,085 Дистанция анаэробных резервов a Критическая скорость b -0,310 -0,860 -0,410 - 0,595 Примечание - Достоверные значения коэффициентов корреляции при 5 % уровне значимости, r = 0,206. 6 Динамика показателей специальной работоспособности спортсменов на различных этапах годового цикла тренировки Эффективность тренировки определяется тем, в какой мере применяемые средства и методы способствуют улучшению «ведущих» качеств спортсмена, от которых в наибольшей степени зависят результаты в данном виде упражнений. Тренировочный эффект определяется величиной и характером изменений, происходящих в организме, а показатели физической нагрузки составляют характеристики исходного стимула, вызывающего эти изменения [43]. Общая направленность воздействия нагрузки, зависящая от избранных дозировок ее основных параметров, наиболее отчетливо проявляется в величине и характере биоэнергетических сдвигов при работе. Поэтому в целях систематизации нагрузок по направленности тренирующего воздействия обычно используют зависимость скорости преобразования энергии в различных метаболических процессах от относительной мощности выполняемого упражнения (рисунок 44 20). Исходя из этой зависимости тренировочные нагрузки, применяемые при подготовке спортсменов, обычно разделяют на следующие категории [13, 16, 44, 45]: нагрузки преимущественно аэробного воздействия, интенсивность которых не превышает значений порога анаэробного обмена. нагрузки смешанного аэробно-анаэробного воздействия: они обычно разделяются на нагрузки субкритической интенсивности (уровень энергетического запроса которых не превышает значений максимального потребления O2) и нагрузки надкритической интенсивности, превышающие значения критической мощности. нагрузки анаэробного гликолитического воздействия, интенсивность которых приближается к значению мощности истощения. нагрузки анаэробного алактатного воздействия с интенсивностью, близкой к значениям максимальной анаэробной мощности. Рисунок 20 - Изменение скорости преобразования энергии в различных метаболических процессах в зависимости от относительной мощности выполняемого упражнения На графике рисунка 20 на оси ординат - уровень энергопродукции, кал/кг/мин; на оси абсцисс - относительная мощность, ед. MMR (RO2 / maxVО2). 45 Физиологические изменения в организме при выполнении нагрузок, интенсивность которых не превышает порога анаэробного обмена, характеризуются наличием устойчивого состояния в процессах аэробного обмена. Энергетическое обеспечение таких нагрузок осуществляется исключительно за счет аэробных превращений при достаточном снабжении тканей кислородом. Нагрузки, интенсивность которых превосходит уровень ПАНО, но еще не превышает значения критической мощности, оказывают одновременное воздействие на развитие как аэробных, так и анаэробных процессов. При выполнении нагрузок, интенсивность которых близка к критической мощности или несколько превышает ее, изменения в сфере аэробного обмена достигают максимума, но одновременно здесь быстро увеличиваются анаэробные сдвиги [46, 47]. Такие нагрузки более всего способствуют увеличению максимальной аэробной мощности, но в то же время улучшают и показатели анаэробной работоспособности [46]. Воздействие нагрузок, относительная интенсивность которых близка к значениям мощности истощения, ориентировано преимущественно на показатели анаэробного обмена. Накопление молочной кислоты и изменения кислотно-щелочного равновесия в крови здесь достигают наибольших значений [13, 46]. Такие нагрузки способствуют повышению гликолиза в тканях и стимулируют развитие тканевых адаптации и работе в условиях значительного кислородного дефицита [46, 48]. Физиологические изменения при выполнении нагрузок, близких к значениям максимальной анаэробной мощности, более всего способствуют увеличению запасов АТФ и КрФ и повышению активности миофибрнплярной АТФ-азы, они также активируют синтез сократительных белков в работающих мышцах [13, 49]. Разделение применяемых средств и методов тренировки по вышеуказанным диапазонам нагрузок и установление объема их применения на каждом этапе подготовки позволяет осуществить точный количественный 46 анализ тренировки и выявить основную стратегию подготовки, характерную для данного вида спорта [16, 17, 43, 50, 51, 52]. Непрерывное отслеживание изменений показателей выносливости в процессе тренировки позволяет установить временной тренд данного показателя. Этот временной тренд позволяет оценить эффективность применяемых тренировочных средств и чувствительность показателей выносливости к применяемым средствам. На основе показателей тренда можно оценить эффективность применяемых построений тренировки. Особенно полезным становится прослеживание изменений показателей выносливости, когда оно производится одновременно с четкой фиксацией количества выполненной тренировочной работы. С помощью зависимости «доза-эффект» можно построить так называемые целевые функции (прирост тренируемого показателя от объема выполненных нагрузок разного воздействия). Изменение происходит применяемых в показателей выносливости основном под влиянием нагрузок, поэтому будет в процессе тренировки направленного воздействия интересным проследить одновременно за динамикой применяемых тренировочных нагрузок и связанными с этим различными показателями выносливости. 7 Изменение показателей специальной работоспособности в зависимости от объемов применяемых тренировочных нагрузок Эффективность тренировочного процесса в спорте обусловлена применением средств и методов, которые вызывают специфические сдвиги тренируемых функций и качеств и стимулируют соответствующие адаптационные перестройки в организме [51, 53, 54, 55]. Развитие адаптационных процессов в результате тренировочного воздействия с возрастающими физическими нагрузками описывает зависимость «дозаэффект» [43, 51, 53, 54, 55]. В качестве «дозы» рассматриваются параметры 47 тренирующего воздействия, а как «эффект» - величина изменения тренируемой функции. В соответствии с характером применяемых средств и методов тренировки в организме спортсменов развиваются лишь те функциональные свойства и качества, которые имеют решающее значение для спортивных достижений. Применительно к бегу на длинные дистанции это означает достижение максимального уровня развития аэробных функций, в частности аэробной мощности [1, 56] и аэробной эффективности [5, 16, 48]. В тренировке спринтеров преимущественное развитие получают мощность и емкость алактатной анаэробной системы [57]. Подтверждением вышесказанного являются данные о влиянии многолетней тренировки на показатели мощности, емкости и эффективности биоэнергетических процессов у спортсменов специализирующихся в разных видах спорта [43, 58, 59]. При анализе воздействия физических нагрузок, мы использовали подсчет выполненной тренировочной работы по времени действия нагрузки, включающему как время выполнения самого упражнения, так и время отдыха между упражнениями, когда происходит активная адаптация к воздействию нагрузки [43, 60, 46]. Эффективность тренировки отражается на изменениях показателей выносливости спортсменов под воздействием выполняемых объемов тренировочной работы, поскольку тренировочные нагрузки неоднотипны по своему воздействию, то наиболее выраженное улучшение показателей выносливости может быть достигнуто только при строго определенном (оптимальном) соотношении применяемых средств и методов тренировки. Динамику тренировочных нагрузок, применяемых при подготовке ведущих бегунов на длинные дистанции, иллюстрирует график рисунка 21. На начальном этапе подготовки постепенное наращивание общего объема выполняемой тренировочной работы в основном осуществлялось за счет увеличения средств, преимущественно аэробного воздействия. 48 Максимальные значения (до 150-200 км в неделю) выдерживались неизменными до февраля, где в период участия спортсменов в ответственных зимних соревнованиях (кубок России и зимний чемпионат страны по легкой атлетики) допускалось некоторое снижение общего объема выполняемой работы за счет снижения доли нагрузок преимущественно аэробной направленности. На втором этапе подготовки (с февраля по май) увеличение общего объема нагрузок достигалось повышением объема применения средств смешанного аэробно-анаэробного воздействия. На этом этапе также был увеличен объем применения темпового бега анаэробного гликолитического воздействия. На третьем этапе (предсоревновательном), охватывающем период с мая по июль, отмечалось некоторое снижение общего объема выполняемых нагрузок при сохранении объема применения средств анаэробного воздействия (как гликолитического, так и алактатного характера). На заключительном этапе (август-сентябрь) после завершения выступления на наиболее ответственных соревнованиях сезона (чемпионат России по легкой атлетике), произошло снижение объема применения интенсивных нагрузок смешанного аэробно-анаэробного и гликолитического анаэробного воздействия и отмечалось некоторое увеличение объема применения средств преимущественно аэробного воздействия. Рисунок 21 - Динамика общего объема тренировочной работы и соотношение нагрузок различной направленности на отдельных этапах подготовки в экспериментальной группе бегунов на длинные дистанции 49 На графике рисунка 21 на оси ординат - объем тренировочных нагрузок, км/месяц; на оси абсцисс - порядковый номер месяца от начала сезона (ноябрь). СОН - суммарный объем нагрузок; I - нагрузки преимущественно аэробного воздействия; II - нагрузки смешанного аэробноанаэробного воздействия; III - нагрузки преимущественно анаэробного гликолитического воздействия; IV - нагрузки преимущественно анаэробного алактатного воздействия. Наиболее важными критериями, оценивающими уровень развития специальной выносливости спортсменов, являются показатели аэробной и анаэробной работоспособности, которые могут быть зарегистрированы в стандартных лабораторных и специальных тестах. Изменение основных биоэнергетических критериев специальной выносливости бегунов на длинные дистанции на отдельных этапах подготовки иллюстрируют графики на рисунках 22, 23. Как свидетельствуют данные углубленных лабораторных обследований, спортсменов, специализирующихся в беге на длинные дистанции характеризует высокий уровень развития аэробной выносливости. Приведенные на графиках рисунка 22 значения критической скорости при беге на тредбане заметно выше тех значений критической скорости, которые были установлены по результатам бега по дорожке стадиона. Причины этого связаны с особенностями техники бега на тредбане, для которой характерны меньшие затраты усилий из-за отсутствия «переднего толчка» при постановке ноги на скользящую опору. Индивидуальные значения VO2max, характеризующие аэробную мощность спортсменов, испытывают определенные изменения в течение сезона, но они имеют хорошую индивидуальную воспроизводимость, как и другие критерии аэробной выносливости (VкpmaxVЕ, ПАНО, КЭР и пр.). Многие из обследованных спортсменов имели относительную величину VO2max, превышающую 70 мл/кг/мин, что служит эталоном уровня международного класса по этому показателю для бегунов на длинные дистанции [1, 5, 61]. 50 В этот период экспериментальной тренировки состав экспериментальной группы по бегу на длинные дистанции отличался крайней нестабильностью и недостаточно высоким уровнем этого важного показателя по сравнению со вторым годом тренировки. Хорошее впечатление об уровне развития выносливости у спортсменов этой группы производят и показатели анаэробной работоспособности, в частности показатели максимального снижения рН при работе и буферной способности крови. У всех обследованных спортсменов эти показатели свидетельствуют о больших возможностях работать в условиях недостаточного снабжения тканей кислородом и претерпевать утомление, возникающее в процессе напряженной мышечной деятельности. Рисунок 22 - Динамика показателей выносливости у бегунов на длинные дистанции в тесте «ступенчатое повышение нагрузки» в ходе сезонной подготовки 51 На графике рисунка 22 на оси ординат - значения показателей: VO2max, л/мин, мл/кг/мин; tпр, мин; Vкр, м/с; рН, усл. ед.; КЭР, мл/кг/мин; ПАНО, % maxVO2; на оси абсцисс - месяцы обследования. Это заключение вполне подтверждается результатами испытаний в тесте «на удержание критической скорости бега», которые приведены на графиках рисунка 23. Рисунок 23 - Динамика показателей выносливости у бегунов на длинные дистанции в тесте «удержание критической скорости бега» в ходе сезонной подготовки На графиках рисунка 23 на оси ординат - значения показателей: VO2max, л/мин, мл/кг/мин; tуд, мин; ΔрН, усл. ед.; на оси абсцисс - месяцы обследования. Как видно из графиков, приведенных на рисунке 23, в ряде случаев при испытаниях спортсмены достигали уровня потребления O 2, превышающего значения VO2max, зарегистрированные при выполнении теста «ступенчатое повышение нагрузки», и в большинстве случаев здесь были 52 достигнуты рекордные для каждого спортсмена изменения показателей ΔрН и BE. У некоторых спортсменов величины максимального снижения рН крови при истощающей нагрузке лежат ниже значения 7,1, что следует признать свидетельством высокого уровня развития их анаэробных возможностей важным является и то, что в условиях предельных величин закисления крове спортсмены сохраняют способность поддерживать максимальный уровень потребления O2 при работе. Такое сочетание в развитии аэробного и анаэробного компонентов специальной выносливости спортсменов позволяет совершать длительные ускорения и поддерживать высокий темп бега на дистанции. Как видно из графиков, приведенных на рисунке 23, показатели аэробной и анаэробной выносливости у бегунов на длинные дистанции достигают наивысших значений в конце подготовительного и в начале соревновательного периодов подготовки. Исходя из приведенных результатов исследования, следует признать, что принятая в экспериментальной группе бегунов основная стратегия подготовки достаточно эффективна в отношении развития основных компонентов выносливости. Пример индивидуального построения тренировки спортсмена Сы. О. из состава экспериментальной группы бегунов на длинные дистанции приведен на графиках рисунка 24. При столь подробном изображении динамики нагрузок четко проявляется определенная последовательность увеличения и спада объема выполняемых нагрузок. Продолжительность каждого отдельного цикла составляет от 4 до 5 недель (около 1 месяца). Резкое увеличение объема тренировочных нагрузок, как правило, приурочено к началу очередного учебно-тренировочного сбора (УТС). Спады на кривой динамики нагрузок относятся к перерывам между УТС, связанным с переездами спортсмена, его участием в соревнованиях и официальными праздниками. Всего в течение 53 сезона выделено до 10 отдельных периодов систематического увеличения и последующего спада нагрузок. Рисунок 24 - Соотношение нагрузок разной направленности при подготовке спортсмена Сы. О. за период экспериментальной тренировки На графике рисунка 24 на оси ординат - объем тренировочных нагрузок, мин за неделю; На оси абсцисс - порядковый номер недели от начала сезона. I - нагрузки аэробной направленности; II - нагрузки смешанной аэробно-анаэробной направленности; III - нагрузки анаэробной гликолитической направленности; IV - нагрузки анаэробной алактатной направленности. Как видно из приведенных графиков, в конце подготовительного периода почти все показатели выносливости достигают своих наивысших значений. И, наоборот, в соревновательном периоде идет снижение этих показателей, за исключением ΔрН и показателей аэробной эффективности (ПАНО и КЭР). Динамика тренировочных нагрузок различной направленности у бегунов на средние дистанции приведена на графиках рисунка 27. Здесь общий объем беговой нагрузки (в км.) имеет два пика нарастание от декабря к январю и от февраля к апрелю. Это отмечается у бегунов как на 800 м, так и на 1500 м. Второй пик повышения общего объема 54 бега у бегунов на 1500 м сопровождается снижением объема тренировочных нагрузок смешанного аэробно-анаэробного характера и значительным увеличением объема нагрузок аэробной направленности. Индивидуальная динамика показателей аэробной и анаэробной выносливости на разных этапах сезонной подготовки у Сы. О. представлена на графиках рисунков 25 и 26. Рисунок 25 - Динамика показателей выносливости у спортсмена Сы.О. в тесте «ступенчатое повышение нагрузки» в ходе сезонной тренировки 55 На графиках рисунка 25 на оси ординат - значения показателей: А - tпр, мин; Б - Vкp, м/с; В и Г - VO2max, л/мин, мл/кг/мин; Д - ПАНО, % VO2max; Е - КЭР, мл/кг/мин; Ж - рН, усл. ед.; на оси абсцисс - месяцы обследования. Рисунок 26 - Динамика показателей специальной работоспособности у спортсмена Сы.О.втесте «на удержание критической скорости бега» в ходе сезонной тренировки На графиках рисунка 26 на оси ординат - значения показателей: А - tпр, мин; Б - и В - VO2max, л/мин, мл/кг/мин; Г - ΔрН, усл. ед.; на оси абсцисс месяцы обследования. 56 У бегунов на 800 м повышение общего объема нагрузки во второй половине подготовительного периода происходит за счет беговой работы, направленной на развитие анаэробных качеств, а у бегунов на 1500 м - за счет нагрузок аэробно-анаэробного характера. Первая группа бегунов показывает свои лучшие результаты после значительного снижения общего объема бега, но при повышении объема нагрузок гликолитической направленности, вторая группа (бегуны на 1500 м) - при снижении общего объема бега, но при повышении объема нагрузок смешанного характера и удержании на достигнутом высоком уровне объема нагрузок гликолитической анаэробной направленности. Наименьшая величина прироста результатов при этом наблюдается в упражнениях, отражающих уровень развития быстроты (таблица 11, рисунок 28). Так, за 9 месяцев тренировки у бегунов на 800 и 1500 м результат в беге на 100 м изменился незначительно (различие составляет соответственно: 0,18 и 0,16 с), чего явно недостаточно для дальнейшего роста результатов на основной дистанции. Малый рост результатов выявлен и в беге на 400 м (мощность анаэробного гликолитического процесса), что может послужить причиной медленного улучшения результата на основной дистанции. Особенно слабая динамика результата на 400 м отмечается на 3-м этапе экспериментального исследования у бегунов на 800 м, в то время как у бегунов на 1500 м обнаружено достоверное увеличение этого показателя. Значительно больший прирост результатов наблюдается в тех видах контрольных испытаний, которые связаны с проявлением аэробной выносливости. Например, в беге на 5000 м у бегунов на 1500 м разница средних значений между 1 -м и 3-м этапом исследования составила 69 с, или 7,6 %. Наиболее существенный прирост результатов был выявлен в упражнениях, характеризующих специальную выносливость бегуна. Так, в тесте максимальной анаэробной мощности - бег 2x60 с - прирост составил 57 33,7 м, в тесте 4x60 с - 63,8 м, что составляет 5,3 и 4,1%. Выявленные различия имеют высокую значимость на всех этапах исследования. Рисунок 27 - Динамика тренировочных нагрузок различной направленности у бегунов на 800 м (А) и 1500 м (Б) за период эксперимента На графиках рисунка 27 на оси ординат - объем выполненной нагрузки, км; на оси абсцисс – месяцы. СОН - общий объем нагрузок; Смеш - нагрузки смешанной аэробноанаэробной направленности; Глик - нагрузки анаэробной гликолитической направленности; Алакт - нагрузки анаэробной алактатной направленности 58 Более детальная картина изменения показателей выносливости в годичном цикле подготовки у бегунов на средние дистанции показана на графиках рисунка 28. Динамика показателей физической подготовленности и функционального состояния бегунов на средние дистанции в период экспериментата представлена в таблице 11 Таблица 11 - Динамика показателей физической подготовленности и функционального состояния бегунов на средние дистанции в период эксперимента Результаты испытаний Достоверность различий Показатели 1-й этап (ноябрь) 2-й этап (февраль) 3-й этап (июль) 1-2-й этап 1-3-й этап 2-3-й этап Бегуны на 800 м 100 м, с 11,32±0,08 11,23+0,11 11,14±0,09 р>0,05 р<0,05 р>0,05 400 м, с 52,4±0,43 50,6±0,4 49,9±0,41 р<0,05 р<0,05 р>0,05 800 м, с 120,6±1,2 114,9±1,01 112,6±0,94 р<0,01 р<0,001 р<0,05 Бег 2x60 с, м 830,8±6,3 852,0±8,6 874,5±7,9 р<0,05 р<0,001 р<0,05 Vкр, м/с 4,89±0,06 4,96±0,04 4,98±0,05 р>0,05 р>0,05 р>0,05 451±16 577±34 488±24 р<0,01 р>0,05 р>0,05 tуд, с Бегуны на 1500 м 100 м, с 12,1±0,09 12,04±0,08 11,94±0,06 р>0,05 р<0,05 р<0,05 400 м, с 54,9±0,38 54,2±0,32 53,2±0,26 р>0,05 р<0,05 р<0,05 800 м, с 147,2±2,61 139,5+2,58 134,8±2,63 р<0,05 р<0,01 р<0,05 Бег 4x60 с, м 1573±15,1 1615,3±13 1636,8±9,6 р<0,05 р<0,01 р<0,05 Vкр, м/с 5,37±0,05 5,45±0,03 5,57±0,04 р<0,05 р<0,001 р<0,001 615±23 884±89 669±28 р<0,01 р>0,05 р<0,05 tуд, с 59 Показатели аэробной производительности (критическая скорость и время ее удержания) значительно возрастают на 2-м этапе эксперимента (февраль - март), при этом Vкр приближается к максимальным значениям уже на 2-м этапе эксперимента и удерживается на этом уровне весь период у бегунов на 800 м и значительно повышается в дальнейшем у бегунов на 1500 м. Рисунок 28 - Динамика специальной работоспособности в годичном цикле подготовки бегунов на средние дистанции: а - бегуны на 800 м, б - бегуны на 1500 м. 60 На графиках рисунка 28 на оси ординат - значения показателей: в контрольном беге на 100 м, 400 м и 800 м, с; Vкр, м/с; tуд, с; на оси абсцисс – месяцы обследования: 1- ноябрь, 2- февраль, 3- июль. Другой показатель аэробной производительности - длительность удержания критической скорости - своего максимума достигает в конце 2-го этапа (февраль - март), но закономерно снижается почти до исходных величин у бегунов обеих групп в соревновательном периоде (июнь - июль). Это, очевидно, является причиной, во-первых, неустойчивых спортивных результатов у бегунов в соревновательном периоде и, во-вторых, не позволяет с большей эффективностью проводить тренировочные занятия изза плохого восстановления после напряженных тренировок. При этом время удержания критической скорости на разных этапах тренировки у бегунов на 1500 м обнаруживает высокую связь с общим объемом выполняемой беговой нагрузки (r = 0,745). Динамику тренировочных средств различной направленности у бегунов на короткие дистанции в течение сезонной иллюстрируют графики, представленные на рисунке подготовки 29. Как видно из графика нагрузок, подготовка бегунов экспериментальной группы была типичной для одноциклового периода. Участие в зимнем первенстве страны по легкой атлетике наложило некоторый отпечаток на использование средств различной направленности (прежде всего аэробной и гликолитической анаэробной направленности), однако общая картина динамики нагрузок принципиально не изменилась. Наибольший объем нагрузок аэробной и смешанной аэробно-анаэробной направленности приходится на осеннезимний период подготовки. В дальнейшем, начиная с марта, объем применения этих средств непрерывно понижается. Объем применения средств анаэробной алактатной направленности быстро увеличивается в первый месяц после начала подготовки и затем сохраняется на относительно постоянном уровне в течение всего сезона. 61 Рисунок 29 - Динамика тренировочных нагрузок в годичном цикле подготовки экспериментальной группы бегунов на короткие дистанции На графике рисунка 29 на оси ординат - объем выполненной нагрузки, мин; на абсцисс – месяцы. ООН - общий объем направленности; Смеш • направленности; Глик - нагрузки; нагрузка нагрузка Аэр - смешанной анаэробной нагрузка аэробной аэробно-анаэробной гликолитической направленности; Алакт - нагрузка анаэробной алактатной направленности. Графики, иллюстрирующие работоспособности изменения показателей специальной бегунов на короткие дистанции, представлены на рисунке 30. Как можно видеть из приводимых графиков, наиболее высокие показатели максимальной аэробной способности этих спортсменов обнаруживаются в начале сезона. При третьем тестировании, приуроченном к началу соревновательного периода, отмечено значительное понижение показателей VO2max. В этот же период заметно ухудшились и показатели анаэробной выносливости, в частности степень закисления крови. 62 Рисунок 30 - Динамика показателей специальной работоспособности у бегунов на короткие дистанции в годичном цикле тренировки На графике рисунка 30 на оси ординат - величины показателей: VO2max, л/мин, мл/кг/мин: ExcCO2max, л/мин; рН, усл. ед.; Vкр, м/с и tпр, мин; на оси абсцисс - месяцы обследования Определенное ухудшение показателей аэробных способностей у бегунов на короткие дистанции, наступающее под влиянием специализированной тренировки, которая носит преимущественно алактатный анаэробный характер, неоднократно отмечалось в ряде исследований [62, 63, 64]. Значительное увеличение объема применения средств скоростно-силовой подготовки в тренировке спринтеров оказывает отрицательное воздействие на состояние их аэробных функций. В тех случаях, когда это снижение достигает значительных величин, 63 оно может ухудшить общую переносимость тренировочных нагрузок и привести к нестабильности спортивных результатов. Изменение показателей специальной работоспособности бегунов на короткие дистанции, обнаруженное в результате этапных тестировании, приведено на графиках рисунка 31. Как видно из приводимых данных, показатели алактатной анаэробной выносливости заметно улучшаются на первом этапе подготовки и сохраняются на высоком уровне в течение всего соревновательного периода. Особенно отчетливо эта тенденция прослеживается в изменении показателей бега на 30 м с низкого старта, Vmax, tуд и результатов бега на 150 м. Улучшение показателей, отражающих уровень развития алактатных анаэробных возможностей бегунов, является следствием кумулятивного эффекта специализированной тренировки и применения специальных средств. Здесь в каждом полугодичном цикле выделяются подготовительный и соревновательный периоды. В свою очередь, подготовительный период состоит из обще подготовительного и специально подготовительного этапов. Для каждого из этапов характерно определенное соотношение тренировочных нагрузок разной направленности и степень специфичности применяемых тренировочных средств. Наибольшую долю на всех этапах подготовки составляют нагрузки аэробной и смешанной аэробно-анаэробной направленности. Существенные изменения объема нагрузок смешанной аэробно-анаэробной направленности на протяжении годичного цикла свидетельствуют о том, что этот вид тренировочных упражнений используется как основной регулирующий элемент при развитии выносливости спортсменов. Рекомендации относительно необходимости повышения доли интенсивных нагрузок смешанного аэробно-анаэробного воздействия для улучшения показателей общей выносливости спортсменов можно найти в работах разных авторов. 64 Рисунок 31 - Динамика показателей специальной работоспособности у бегунов на короткие дистанции на отдельных этапах сезонной подготовки На графиках рисунка 31 на оси ординат - результаты в беге на 30 м, 100 и 150 м, с; V^, м/с; 1уд. с; на оси абсцисс - месяцы обследования. Уровень общей выносливости (тест Купера) на всех этапах подготовительного периода довольно высок, хотя имеет тенденцию к снижению в соревновательном периоде. Показатели PWC170, VO2max в годичном цикле подготовки у игроков передней линии значительно изменяются по сравнению с таковыми у игроков задней линии, достигая максимальных значений в марте. Проведенный анализ динамики показателей выносливости в зависимости от динамики объемов тренировочных нагрузок показал, что кумулятивный эффект тренировки зависит не только от рационального 65 подбора тренировочных средств, но в столь же значительной степени от эффективности построения тренировочного процесса в целом (правильного распределения тренировочных средств по дням и периодам тренировки, умелого использования климатических условий, рельефа местности и т.п.), а также от индивидуальных особенностей спортсмена и условий его жизни. Поэтому столь трудно бывает сравнивать результаты исследований влияния тренировки, выполненных в различных условиях. Но даже при наличии всех этих трудностей не составляет большого труда выявить положительный эффект систематической тренировки на показатели аэробной и анаэробной выносливости игроков. На различные компоненты выносливости спортсменов в равной мере воздействуют как неспециальные, так и специальные механизмы адаптации. Основываясь на результатах проведенных исследований, можно полагать, что улучшение уровня результатов в видах спорта, требующих значительного проявления выносливости, в первую очередь зависит от правильного применения комплекса специальных мероприятий, направленных на достижение более выраженного тренировочного эффекта, и от оптимизации всего тренировочного процесса в целом. Адаптационные изменения, возникающие в ответ на применяемые физические нагрузки, происходят неодновременно: они развиваются с разной скоростью и выражены в разной степени (явление гетерохронности) [43]. В процессе тренировки начальные этапы развития адаптационных изменений в организме обычно осуществляются за счет показателей мощности биоэнергетических процессов, затем за счет показателей биоэнергетической емкости и лишь на заключительном этапе - за счет улучшения показателей биоэнергетической эффективности. Развитие деадаптации после прекращения тренировки происходит в обратном порядке: прежде всего снижаются показатели биоэнергетической эффективности, затем показатели биоэнергетической емкости и лишь в последнюю очередь показатели биоэнергетической мощности [43]. 66 В спортивной практике проявление закономерностей последовательной адаптации хорошо прослеживается в особенностях построения сезонной подготовки. В подготовительном периоде тренировки основной объем нагрузок, как правило, приходится на долю средств, направленных на развитие аэробных возможностей спортсмена [65, 66]. По достижении необходимого уровня общей выносливости (аэробных качеств) объем применения нагрузок аэробной направленности постепенно уменьшается, вплоть до некоторого минимального уровня, обеспечивающего поддержание достигнутого уровня функций. В то же время в предсоревновательном периоде, как правило, заметно увеличивается объем применения тренировочных средств, способствующих развитию скоростно-силовых качеств и анаэробных компонентов специальной выносливости. 67 ЗАКЛЮЧЕНИЕ При комплексной оценке специальной работоспособности спортсменов необходимо применение адекватных тестов и использование наиболее информативных как прямых, так и косвенных показателей этого качества. Наилучшие результаты на практике достигаются при использовании батареи тестов, поскольку в отдельно взятой тестирующей процедуре не возможно совместить все необходимые требования для определения основных параметров выносливости (мощности, емкости н эффективности). Оптимальная комплектация специальных тестов и количество измеряемых показателей определяются специфическими условиями данного вида спорта, и особенностями присущей ему факторной структуры работоспособности. Как правило, на отдаленных этапах подготовки (в подготовительном периоде и т.д.) обычно используются показатели стандартизированных лабораторных тестов, на этапах, приближенных к моменту участия в основных соревнованиях сезона, более важное значение приобретают показатели специальных тестов, которые более полно отражают готовность спортсмена к достижению наивысших результатов в избранном виде упражнений. Как свидетельствуют результаты проведенных исследований, наибольшей информативностью при оценке выносливости на отдельных этапах подготовки в годичном цикле обладают результаты прямых биоэнергетических измерений, выполняемые в критических режимах мышечной деятельности, а именно показатели ПАНО, максимального потребления О2, максимального O2-долга, максимума накопления молочной кислоты в крови и наибольшей скорости расщепления КрФ. В соответствии с характером применяемых средств и методов тренировки у спортсменов преимущественное развитие получают лишь те функциональные свойства н качества, которые имеют решающее значение для достижения спортивных результатов в избранном виде упражнений. 68 Применительно к бегу на длинные дистанции это положение в наибольшей степени приложимо к показателям максимального уровня развития аэробных функций, в частности аэробной мощности и аэробной эффективности. В тренировке бегунов-спринтеров преимущественное развитие получают показатели алактатной анаэробной мощности и емкости. Динамика показателей выносливости демонстрирует выраженные изменения в течение сезона и имеет существенные различия у представителей разных видов спорта, что связано с характером и распределением применяемых тренировочных средств. Сравнительный анализ динамики тренировочных нагрузок и показателей выносливости выявил, что, как правило, показатели выносливости изменяются несколько отставлен, но от изменения показателей объема применяемых тренировочных средств, т.е. сначала изменяются объемы тренировочных средств и лишь несколько позже это сказывается на изменениях показателей выносливости. В подготовительном периоде тренировки основной объем нагрузок, как правило, приходится на долю средств, направленных на развитие аэробных возможностей спортсмена. В то же время в предсоревновательном периоде обычно заметно увеличивается объем применения тренировочных средств, способствующих развитию скоростно-силовых качеств и анаэробных компонентов специальной выносливости. Непрерывное отслеживание изменений показателей выносливости в процессе тренировки позволяет оценить эффективность применяемых тренировочных средств и выявить оптимальные варианты построения тренировки тренируемого на основе показателя изучения целевых выносливости функций, сопоставлены где приросты с объемами выполненных нагрузок разного воздействия. Как показывают результаты исследования динамики показателей выносливости у бегунов на короткие дистанции, пловцов (спринтеров) и представителей игровых видов спорта, применение специфических средств 69 скоростно-силовой подготовки в традиционных объемах обеспечивает быстрый прирост показателей алактатной анаэробной мощности, но отрицательно сказывается на состоянии аэробных функций спортсменов. В беге на длинные дистанции и скоростном беге на коньках кумулятивный эффект применения нагрузок аэробного и смешанного аэробно-анаэробного воздействия выражается в значительном улучшении показателей аэробной работоспособности при одновременном ухудшении показателей анаэробных гликолитических возможностей спортсменов. В то же время кумулятивное воздействие нагрузок гликолитического анаэробного характера у пловцов высокого класса выражается в улучшении как анаэробных гликолитических, так и аэробных возможностей. 70 СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Волков, Н.И. Биохимические основы выносливости спортсмена // Теория и практика физ. культуры. 1967. №4. С. 19-24. 2. Фарфель, B.C. Исследования по физиологии предельной мышечной работы и выносливости: дис. ... д-ра биол. наук /В.С. Фарфель.; М., 1945. 516 с. 3. Фарфель, B.C. Физиология спорта. М.: Физкультура и спорт, 1970. – 361 с. 4. Волков, Н.И. Тесты и критерии для оценки выносливости спортсменов: Учебное пособие для слушателей Высшей школы тренеров ГЦОЛИФКа. М., 1989. 44 с. 5. Волков, Н.И. Энергетический обмен и работоспособность человека в условиях напряженной мышечной деятельности: Дис. ... канд. биол. наук. М., 1969. 608 с. 6. Astrand P., RodahlК. Textbook of work physiology. New York. 1970. 669 p. 7. Hochachka P. The biochemical limits of muscle work // Biochemistry of Exercise Vn / A. Taylor, P. Gollnick, S. Green, Eds. Champaign: Human Kinetics, 1990. P. 1-8. 8. Keul J., Doll E., Keppler D. Energy metabolism on human muscle. Baltimore, Univer Park Press. 1972. - 332 p. 9. Margaria R. Biomechanics and energetics of muscular exercise. - Oxford: Clarendon Press, 1976. 184 p. 10. Neumann G., Pfutzner A., Berbalk A. OptimiertesAusdauertraining. - 3 Aufl. Aachen: Meyer & Meyer, 2001. 320 p. 11. Williams L.R.T. The specificity of endurance training in performance // N.Z.J, of Health, PhysEducatRecreat. 1972. №5. P. 31-39. 12. Яковлев, Н.Н. Биохимия спорта. М.: Физкультура и спорт, 1974. 288 с. 71 13. Gollnick P., Hermansen L. Biochemical adaptations to exercise. Anaerobic metabolism // Exercise and Sport Sciences review / J.H. Wilmore, ed. London: AcademicPress, 1973 P. 457-461. 14. Яковлев, Н.Н. Физиологические аспекты выносливости при мышечной деятельности /Н.Н. Яковлев// Физиологический журнал СССР им. И.М. Сеченова. 1970. т. 56. № 9. С. 1263-1275. 15. Hollman W. Hochst und Dauerleistungsfahigkeit des Spoolers. Munchen: J.Bart. 1963. 324 s. 16 Волков Н.И. Биохимический контроль в спорте: проблемы и перспективы / Н.И. Волков // Теория и практика физ. культуры. 1975. № 1. С. 28-37. 17. Волков, Н.И. Об энергетических критериях работоспособности спортсменов / Н.И. Волков, Е.А. Ширковец // Биоэнергетика. Л., 1973. С. 18-30. 18. Shephard R.J., Astraitd P.-O. (Eds). Endurance in sport. Oxford: Blackwell, 1992. 637 p. 19. Шепард, Р. Максимальное потребление кислорода. Международный эталон кардиореспираторной способности / Р. Шепард, С. Элин, А. Бинейд// Бюлл. ВОЗ. 1968, т. 38. №5. С. 760-768. 20. Fox E.L. Measurement of the maximal alactic (phosphagen) capacity in man ii Med. Sci. Sports. 1973. V. 5. P. 66-71. 21. Lloyd B.B. The energetics of running: an analysis of world records // Advancement Sci. 1966. V. 22. P. 515-530. 22. Fox E.L., Mathews D.K. The physiological basis of physical education and athletes, 3-d ed. - Philadelphia: CBS College Publ, 1981. 677 p. 23. Wasserman K., Burton G.G., Vas Kessel A.C. The physiological signify cance of the "anaerobic threshold" // Physiologist. 1964. №7. P. 279-284. 24. Шепилов, А.А. Выносливость борцов / А.А. Шепилов, В.П. Климин. М.: ФиС, 1979. 128 с. 72 25. Lehmann G. Das physische der leistungsvennogen des Menschen / Handbuch der gesamtehArbeitsmedizin «IBd» Arbeitsphysiologie / G. Lehmann, Hbr. Berlin, Urban, Schwarzenberg. 1961. P. 320-362. 26. Wasserman К., Mcllroy M. Detecting the threshold of anaerobic metabolism // Amer J Cardiology. 1964. V. 14. P. 844-852. 27. Mader A , Heck H. A theory of the metabolic origin of anaerobic threshold // Int. J. Sports Med. 1986. №7. P. 45-65. 28. Wehman A., Katch V., Sady S. Onset of metabolic acidosis // Res. Quart. 1978. №2. P. 163-172. 29. Physiological Basis for Exercise and Sport – 6th eds. / M.L. Foss, S.J. Ketey-ian, eds. Boston: WCBMcGraw-Hill, 1998. 620 p. 30. Карпман, В.Л. Изменения кровообращения при мышечной работе / В.Л. Карпман // Руководство по физиологии. Физиологиямышечнойдеятельности, трудаиспорта. Л.: Наука, 1969. С. 252267. 31. Sjstrad T. Functional capacity and exercise tolerance in patients with impaired cardiovascular function // Clinical cardiopulmonary physiology, 2nd ed. Grune, Stratton. N.Y., I960. p. 201 32. Карпман, В.Л. Тестирование в спортивной медицине. М.: ФиС, 1988. 208 с. 33. Physiological Tests For Elite Athletes / C.J. Gore, ed. - Australian Sports Commission. Champaign, IL: Human Kinetics, 2000. 465 p. 34. Withers T.T., Telford R.D. The determination of maximum anaerobic power and capacity / Physiological guidelines for lite assessment of the elite athlete / G. Gass (Ed). - Canberra, Australia: Australian Sports Commission, 1987. P. 105-124. 35. Simonson E. Physiology of work capacity and fatigue. Springfield, IL.: Ch. Nhomas. 1971. 571p. 73 36. Сарсания, С.К. Тест для оценки анаэробной мощности /С.К. Сарсания// Хоккей: Ежегодник. 1981. С. 62-63. 37. Коробов, А.Н. Бег на средние дистанции. Факторы результативности / А.Н. Коробов, Н.И. Волков //Легкая атлетика. 1983. № 11. С. 6-8. 38. Cooper K.H. A means of assessing maximal oxygen intake // JAMA. 1968. V. 203. P. 135-138. 39. Shephard R.J. Standard tests of aerobic power // Frontiers of fitness / R.J.Shephard, Ed. Springfield: Ch. ThomasPubl, 1971. P. 233-264. 40. Карасев, А.В. Динамика показателей физической работоспособности в процессе долговременной адаптации к тренировочным нагрузкам / А.В. Карасев // Военно-мед. журнал. 1985. № 11. С. 70-71. 41. Аулик, И.В. Порог анаэробного обмена и его роль при тренировке выносливости / И.В. Аулик, И.Э. Рубана // Научно-спортив. вестник. 1990. № 5. С. 15-19. 42. Faulkner J.A., Jones DA., Round J.M., Edwards H.T. Dynamics of energetics and gas exchange / P. Ceretelli, B.J. Whipp, eds. - Amsterdam, NY Oxford: El-sevier-North-Holland Biomedical Press, 1980. P. 81-90. 43. Волков, Н.И. Закономерности биохимической адаптации в процессе спортивной тренировки (лекции для слушателей ВШТ). М.: РИОГЦОЛИФК, 1986. 64 с. 44. Волков, Н.И. Биоэнергетика напряженной мышечной деятельности человека и способы повышения работоспособности спортсменов : дис. ... д-ра биолог. наук в форме науч. докл. : 14.00.17 / Волков Николай Иванович; НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина. М., 1990. 101 с. 45. Годик, М.А. Контроль тренировочных и соревновательных нагрузок. М.: ФиС, 1980. 136 с. 46. Биохимия мышечной деятельности : учеб.для студентов вузов физ. воспитания и спорта / Волков Н.И. [и др.]. Киев: Олимп. лит., 2000. 503 с. 74 47. Enema J.E. Limits of Human Performance and Energy production // Int. 2. angewPhysiol, einschlArbeitphysiol. 1966. V. 22. № 1. S. 45-54. 48. Costill D.L. Inside running: basics of sports physiology. - Indianopolis: Benchmark Press, Inc. 1986. 186. 49. Jacobs J., Bar-Or O., Dotan R. Changes in muscle ATF, CP, glycogen and lactate after performance of the Wingate anaerobic test / Biochemistry of exercise / H.G.Knuttgen, J.A.Vogel, J.Poortmans, Eds. - Champaign, 111.: Human Kinetion Publ. 1983. P. 234-238. 50. Волков, Н.И. Физиологические критерии для оптимизации тренировочного процесса /Н.И. Волков, Л.П. Ремизов // Теория и практика физ. культуры. 1975. № 5. С. 12-14. 51. Желязков, Ц. Основи на спортната тренировка. София: НСА Прес, 1998. 335 с. 52. Матвеев, Л.П. Некоторые черты динамики нагрузок в процессе многолетней тренировки / Л.П. Матвеев, В.Б. Гилязова // О структуре многолетней тренировки (многолетняя динамика тренировочных нагрузок): Сб. науч. работ / Сост. и общ. ред. Л.П. Матвеев. М.. ГЦОЛИФК, 1974. С. 5-29. 53. Матвеев Л.П. Основы общей теории спорта и системы подготовки спортсменов. Киев: Олимпийская литература, 1999. 318 с. 54. Платонов, В.Н. Общая теория подготовки спортсменов в олимпийском спорте : учеб.для студентов вузов физ. воспитания и спорта : доп. М-вом Украины по делам молодежи и спорта / В.Н. Платонов. Киев: Олимп. лит., 1997. 583 с. 55. Bompa T. Periodizatioa: Theory and Methodology of training. Champaign: Human Kinetics, 1999. 412 c. 56. Costill D.L. Distance running - AAHPER. Washington, 1968. P. 112. 57. Fox L.E. Physiology of exercise and physical fitness // In Sports Medicine / R.H.Strauss, Ed. Phyladelphia, 1984. P. 381-456. 75 58. Kohort W., Morgan D., Bates B. Physiological responses of triathletes to maximal swimming, cycling and running // Med. Sci. Sports Exerc. 1987. №10. P. 30. 59. Szogy A. The influence of speed and strength characteristics on the anaerobic capacity of adolescent cyclists // Children and exercise XIII. International series on sport sciences / S. Oseid, K-H. Carlsen, Eds - Champaign: Human Kinetics, I989. C.67-73. 60. Красовская, С.В. Соотношение тренировочных нагрузок разной направленности в подготовке спортсменов высокой квалификации в циклических видах спорта : автореф. дис. ... канд. пед. наук / Красовская С.В.; ГЦОЛИФК. М., 1992. 23 с. 61. Brooks С, Fahey Т. Exercise physiology: human bioenergetics and its applications - New York: MacWillanPubl.Comp., 1989. 726 p. 62. Арзуманов, Г.Г. Влияние тренировочных режимов на изменение показателей структурных компонентов техники бега и специальной работоспособности спринтеров: Автореф. дис.... канд. пед. наук. М., 1982. 25 с. 63. Волков, Н.И. Метаболические факторы, определяющие уровень достижений в спринтерском беге / Н.И. Волков, В.Н. Лапин, Ю.И. Смирнов // Теория и практика физ. культуры. 1972. № 2. С. 22-26. 64. Левченко, А.В. Специальная силовая подготовка бегунов на короткие дистанции в годичном цикле : автореф. дис. ... канд. пед. наук : 13.00.04 / Левченко Александр Владимирович; ГЦОЛИФК. М., 1982. 23 с. 65. Волков, Н.И. Основные вопросы теории и практики конькобежного спорта // Проблемы конькобежного спорта. М.: Физкультура и спорт. 1970. С. 5-46. 66. Волков Н.И. Тренировка сильнейших конькобежцев мира / Волков Николай Иванович, Стенин Борис Андрианович. М.: ФиС, 1970. 120 с. 76