Семинар по физиологии на тему: «Физиология мышечной деятельности»

Семинарское занятие

Задание 1. Раскройте следующие  вопросы:

1. Общий адаптационный синдром (Г.Селье). Срочная и долговременная адаптация.
2. Стереотипные ациклические движения. Ситуационные движения.
3. Состояния организма при спортивной деятельности.
4. Биологические факторы, обусловливающие развитие физических качеств силы, быстроты и выносливости.
5. Физиологические принципы построения спортивной тренировки.
6. Физиологические основы тренировки женщин и юных спортсменов
7. Физиологические механизмы влияния массовых форм физических упражнений на организм человека.

Методические указания к семинарскому занятию

Тема «Физиология мышечной деятельности»

 

Общий адаптационный синдром (Г.Селье). Срочная и долговременная адаптация

Адаптация – совокупность физиологических реакций, обеспечивающих приспособление строение организма или его органа к изменению окружающей среды (к общеприродным, производственным или социальным условиям, в том числе и к занятиям физической культурой и спортом).

При действии любых значимых для организма факторов в нем происходят неспецифические психофизиологические проявления адапционной активности, обозначаемые термином «стресс» (напряжение). Совокупность защитных реакций организма, направленных на ликвидацию стресса, получила название «общего адаптационного синдрома», который является неспецифическим (организм аналогично реагирует в ответ на действия различных раздражителей).

Г. Сельд выделил три стадии:

1. Первая стадия (реакция тревоги) развивается через 6 часов после стрессового воздействия, происходит мобилизация защитных сил, которая длится до 1-2 суток. Ни один организм не может находиться в состоянии тревоги длительное время, и если он выживает, то возникает стадия резистентности или устойчивости, т.е. приспособление к трудной ситуации.
2. Если стессорное воздействие продолжается, то может наступить третья стадия – стадия истощения, в течение которой происходит снижение секреции глюкокортикоидов. При сильном и длительном стрессе такое воздействие может привести к болезни или смерти. Воздействие экстремальных факторов на организм вызывает у него большие энергетические траты и преобладание процессов катаболизма над процессами анаболизма, при этом адаптация организма достигается «дорогой ценой».
3. Резкое изменение условий внешней среды, несущее угрозу организму, запускает его сложную адаптивную реакцию. Основой регуляторной системы является гипотоламо-гипофизарно-андреналовая система, ее деятельность перестраивает активность висцеральных систем организма, что обеспечивает устранение сдвига гомеостаза или заблаговременное его прекращение.

Срочная и долговременная адаптация

Срочная адаптация, но не всегда совершенная адаптация, реализуется на основе ранее сформированных физиологических механизмов, а функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма, при почти полной мобилизации всех резервов, но наиболее оптимальный адаптивный эффект не обеспечивается.

Долговременная (совершенная) адаптация к длительно воздействующему раздражителю возникает постепенно на основе многократной реализации срочной адаптации. Переход от срочной к долговременной адаптации осуществляется при формировании адаптивных морфологических и физиологических изменений, основанных на активации синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетках тех органов и систем, где произошло нарушение функций при действии экстремальных факторов на организм человека. Развивающиеся при этом структурные изменения обозначаются системный структурный след. Даже при однократном воздействии раздражающих факторов внешней среды на организм человека возникают подобные следы, приводящие к изменению вегетативных функций. Эти изменения сопровождаются перестройкой регуляторных механизмов и формируют в организме «вегетативную память», в основе которой лежит своеобразная взаимосвязь между отдельными элементами тканевой, сосудистой, эндокринной, иммунной систем.

Процесс индивидуальной адаптаций обеспечивается формированием ряда изменений в организме, нередко носящих характер предпатологических или даже патологических реакций. Эти изменения, как следствие общего стресса или напряжения отдельных физиологических систем, представляют собой своеобразную «цену адаптации». При адаптации человека к факторам внешней среды в условиях севера, высокогорья, жаркого климатав его организме могут проявляться патологические изменения.  Расстройства адаптации обозначают термином дизадаптация. После прекращения действий на организм факторов, вызывающих адаптацию, происходит постепенное снижение адаптированности с возвратом функций к условной норме, что обозначается как физиологическая деадаптация.

Стереотипные ациклические движения. Ситуационные движения

 Стереотипные ациклические движения – это однократные, имеющие четкое завершение и состоящие из определённой последовательности элементов разнообразных движений, в которых проявляется максимум силы, скорости или точности движений.

Продолжительность такого движения измеряется секундами или даже долями секунды, поэтому функции дыхания и кровообращения значительно усилиться не могут и даже уменьшаются (задержка дыхания; затруднение кровообращения).

Ко ним относятся скоростно-силовые виды спорта (прыжки, метания), собственно-силовые (поднимание штанги) и прицельные (стрельба во всех ее разновидностях). В их основе лежит однократные, состоящие из разных фаз, имеющие четкие начало и конец движения.

Ситуационные (нестандартные) движения – характеризуется нестандартностью, постоянством условий, отсутствием жесткой стереотипности в совершаемых движениях. Это – единоборства (борьба, бокс, фехтование), спортивные игры и кроссы. Характер движения спортсмена, взаимодействующего с противником или с участниками команд, не определен заранее и изменяется в соответствии с действиями противников и партнеров. Движение спортсмена основаны на постоянном решении задачи – как поступить в данный момент, какое движение целесообразнее всего совершить в соответствии с возникшей в данный момент ситуацией.

Упражнения со стандартным характером делятся на две группы. В первую включаются движения количественного значения, они направлены на развитие силы, быстроты и выносливости, их показатели измеряются в единицах пространства, силы и времени. Во вторую группу входят движения качественного значения, оцениваются в баллах, а не в точных мерах пространства и времени. Основная задача спортсмена при их выполнении – показать способность управлять своими своими движениями, проявить умение сочетать их координированные акты разной степени сложности, использовать для движений различные группы мышц и т. п.. К этим видам спорта относят спортивную и художественную гимнастику, акробатику, фигурное катание, прыжки в воду и на батуте.

Движение количественного значения также делятся на две группы: циклические и ациклические. К циклическим относят легкоатлетический бег и бег на лыжах, плавание, конькобежный и велосипедный спорт, греблю. В основе движения лежит повторение одного и того же цикла – круга движений. Все элементы движений, составляющих один цикл, обязательно присутствуют в одной и той же последовательности во всех циклах. Каждый цикл движений тесно связан с предыдущим и последующим. Упражнения имеют постоянную структуру и мощность.

Состояния организма при спортивной деятельности

Во время тренировочного занятий или соревнований функциональное состояние человека изменяется, что позволяет выделить три периода: предрабочий, рабочий и послерабочий (восстановительный).

Предрабочий период включает предстартовое состояние и разминку.

Рабочий период включает врабатывание, устойчивое состояние, «мертвую точку», «второе дыхание» и утомление.

В послерабочем периоде происходят восстановительные процессы.

Предстартовое состояние объединяет комплекс функциональных изменений, возникающих в организме спортсмена до начала упражнений. В нем различают раннее предстартовое и собственно стартовое состояния. Первое возникает за несколько часов и даже дней до начала работы, а собственно стартовое состояние – за несколько минут до старта.

Предстартовые изменения функций являются условно-рефлекторными реакциями. Они готовят организм к предстоящей работе и ускоряют процессы врабатывания. Большое значение  в предстартовом состоянии имеют эмоции, возникновение которых связано с деятельностью лимбической системы, усиливается деятельность симпато-адреноловой системы, о чем свидетельствует повышение концентрации норадреналина и адреналина в крови еще до начала работы. Выделяют три вида предстартовых состояний.

Боевая готовность — характеризуется умеренным эмоциональным возбуждением и оптимальными в функциональном состоянии центральной нервной системы: повышается возбудимость нервных центров и их лабильность. Отмечается оптимальное усиление частоты и глубины дыхания и частоты сердцебиений.

Предстартовая лихорадка – характеризуется резко выраженным возбуждением ЦНС, что приводит к нарушению механизмов межмышечной координации, излишним энергозатратам из-за значительных вегетативных сдвигов (учащение сердечных сокращений, повышение температуры тела и увеличение газообмена). Данное состояние может привести как к повышению, так и понижению спортивной работоспособности. Чаще отмечается повышается нервозность и фальстарты.

Предстартовая апатия – характеризуется преобладание тормозных процессов, приводящих, как правила, к снижению спортивного результата. Уровень возбудимости ЦНС недостаточен, увеличивается время двигательной реакции. Спортсмен  подавлен и неуверен в своих силах.

Способы регуляции предстартовых состояний:

1. Разминка  (используется для установления оптимальных взаимоотношений между возбудительными и тормозными процессами в ЦНС).
2. Словесные воздействия на вторую сигнальную систему.
3. Массаж и гипервентиляция (усиливают поток афферентных импульсов и способствуют оптимизации возбудительных процессов).
4. Аутогенная и психорегулирующая тренировки.

Разминка – это комплекс упражнений, выполняемых перед тренировкой или соревнованием и способствующих ускорению процесса врабатывания и повышению работоспособности.

Физиологические эффекты разминки разнообразны:

• повышение возбудимости и активности сенсорных, моторных и вегетативных центров ЦНС;
• усиление деятельности эндокринных желёз, что способствует регу­ляции вегетативных и моторных функций при последующей работе;
• повышение температуры тела и особенно — работающих мышц, что обеспечивает увеличение активности ферментов и скорости биохими­ческих реакций в мышечных волокнах, возбудимости и лабильности мышц, а также скорости их сокращения и расслабления;
• усиление кожного кровотока и снижение порога начала потоотделения, что облегчает теплоотдачу и предотвращает чрезмерное перегревание тела во время выполнения последующих упражнений.

Разминка усиливает также работу систем, обеспечивающих транс­порт кислорода к работающим мышцам: повышается лёгочная венти­ляция, скорость диффузии кислорода из альвеол в кровь, увеличи­вается минутный объём кровообращения, расширяются артериаль­ные сосуды скелетных мышц, раскрываются капилляры в них, уве­личивается венозный возврат, повышается интенсивность диссоциа­ции оксигемоглобина в тканях и артериальное давление. Разминка состоит из общей и специальной части.

Общая разминка включает упражнения, способные повысить возбудимость централь­ной нервной системы, активизировать систему транспорта кислорода, усилить обмен веществ в мышцах и других органах. Очень часто используется бег.

Специальная разминка по своей структуре дол­жна быть как можно ближе к характеру предстоящей деятельности. Обычно она включает сложные в координационном отношении уп­ражнения, обеспечивающие необходимую настройку центральной нервной системы, то есть «оживление» двигательного динамического стереотипа,

Длительность разминки от 10 до 30 минут, сигналом к её прекра­щению может быть начало потоотделения, свидетельствующее о готовности терморегуляционных механизмов к повышенным требова­ниям во время работы. Разминка не должна вызывать утомления, поэтому она строится строго индивидуально. Также следует нагру­жать мышцы, которые не будут участвовать в предстоящей основной работе. После разминки остаются «следовые» явления, которые спо­собствуют улучшению работоспособности при последующей деятель­ности и могут сохраняться в течение 15 минут. Затем эффект размин­ки начинает утрачиваться и после 45 минут перерыва её следует повторить.

Роль разминки в разных видах спорта и при разных внешних условиях неодинакова. Её положительное влияние наиболее заметно при скоростно-силовых упражнениях относительно небольшой про­должительности (легкоатлетические метания), а перед бегом на длин­ные дистанции оно выражено значительно меньше, чем на средние и короткие. При высокой температуре воздуха обнаружено отрица­тельное влияние разминки на терморегуляцию во время бега на длинные дистанции, B.C. Фарфель говорил, что разминка — это врабатывание, вынесенное за линию старта.

Биологические факторы, обусловливающие развитие физических качеств силы, быстроты и выносливости

Физические качества – это врожденные морфофункциональные качества, благодаря которым возможна физическая активность человека, получающая полное проявление в целесообразной двигательной деятельности (Матвеев, 1991). К основным физическим качествам относят мышечную силу, быстроту, выносливость, гибкость, ловкость. Для овладения методикой развития силы, быстроты, выносливости и других физических качеств, необходимо знать, что они собой представляют.

Силовая выносливость характеризуется способностью противостоять утомлению продолжительным мышечным напряжениям значительной величины. В зависимости от режима работы выделяют динамическую (рывок гири, академическая гребля) и статическую (удержание руки при стрельбе из пистолета) силовую выносливость.

Быстрота – способность человека совершать двигательные действия в минимальный для данных условий отрезок времени. Существуют три основные формы быстроты:

• латентное время двигательной реакции;
• скорость одиночного сокращения (при малой величине сокращения);
• частота движения.

Элементарные формы проявления быстроты относительно независимы друг от друга. Время реакции не связано с быстротой одиночного движения и с максимальной частотой движений.

В практике физического воспитания наибольшее значение имеет скорость выполнения целостных действий (в беге, плавании, лыжных гонках и т. д.), а не элементарные формы ее проявления. Например, в спринтерском беге результат зависит от времени реакции на старте (латентного), скорости отдельных движений и темпа шагов. Однако скорость в целостном сложно-координированном движении зависит не только от уровня быстроты, но и от других причин. Например, в беге скорость передвижения зависит от длины шага, а длина шага зависит от длины ног и силы отталкивания. Отсутствие связи между характеристиками скоростных движений приводит к тому, что перенос качества быстроты с одного упражнения на другое, как правило, не наблюдается. Так, между скоростями в различных по координации движений у одних и тех же лиц (в беге и плавании) не обнаруживается корреляции. Перенос качества быстроты можно выявить в сходных по координации движениях. Поэтому нужно говорить не о развитии качества быстроты вообще, а о конкретных скоростных способностях движений человека.

Выносливость – способность к длительному выполнению какой-либо деятельности без снижения эффективности. Время, в течение которого человек способен поддерживать заданную интенсивность деятельности, является мерилом выносливости. Чем интенсивнее деятельность, тем ниже выносливость человека.

Развитие выносливости – это в значительной мере развитие биохимических процессов, способствующих к более длительному выполнению работы, а также к устойчивости нервной системы к возбуждению большой интенсивности.

Различают общую и специальную выносливость. Общая выносливость – это способность длительно выполнять работу умеренной мощности при глобальном функционировании мышечной системы (свыше 2/3 мышц тела). Общая выносливость проявляется в гонках на лыжах, беговых дисциплинах, академической гребле и т. п. Специальная выносливость – это выносливость по отношению к определенной двигательной деятельности.

Выносливость различают по интенсивности работы и особенностям упражнений, выполняемых в процессе этой работы. Выделяют скоростную, силовую, выносливость по отношению к статическим усилиям и т. п. В сходных по интенсивности видах деятельности наблюдаются явления «переноса» выносливости, которые обусловлены общими физиологическими и биохимическими механизмами. Например, в циклических видах спорта, где решающий фактор – это уровень развития аэробных возможностей организма и явление «переноса» выносливости очевидней.

Установлено, что способности (физические и психические) человека развиваются и проявляются специализированно в ответ на воздействие определенных раздражителей. В спорте и физической культуре такими раздражителями являются физические упражнения. Существует взаимосвязь и взаимозависимость в уровнях развития выносливости, силы, быстроты, гибкости и ловкости. Недостаточное или чрезмерное развитие какого-либо одного из них мешает проявлению в нужный момент другого качества или же тормозит дальнейший его прогресс. Развитие силы отрицательно влияет на выносливость и наоборот. Хорошая гибкость позволяет более полноценно реализовать в действиях рациональную технику. От гибкости зависит проявление быстроты движений.

Развитие каждого физического качества, обусловленное специфическими изменениями в организме, обеспечиваются специальными физическими упражнениями. Для оценки степени развития физических качеств применяются различные педагогические и физиологические методы. К педагогическим методам относятся контрольные испытания с помощью контрольных упражнений или тестов. Например, тестирование физической подготовленности осуществляется при помощи беговых упражнений, прыжков, подтягиваний на перекладине из положения «вис», подъема туловища из положения лежа в сед, становой и кистевой динамометрии и т. д. При помощи физиологических методов определяют работоспособность организма состояние системы крови, работу сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Для этого существуют тест РWC-170, Гарвардский степ-тест, тест Руфье, номограмма Астранда и т. д.

Физиологические принципы построения спортивной тренировки

Спортивная тренировка– основная часть многогранного процесса спортивной подготовки. С.Т. – процесс использования спортивных упражнений, направленный на решение определенных задач (развитие физических и психических возможностей организма и достижение максимальных спортивных результатов).

В процессе С.Т осуществляется постоянная коррекция совершаемых движений и обеспечивается их координация – идет постоянный процесс совершенствования техники движений.

Основную роль в процессе спортивной тренировки играет нагрузка (ее качество, направленность, интенсивность и длительность).

Правильность выбора нагрузки определяет функциональные эффекты тренировки:

• Возрастание функциональных возможностей и резервов организма;
• Экономичность функций.

Закономерности повышения функциональных возможностей:

1. Выполнение нагрузки – трата энергии – активация процессов восстановление (суперкомпенсация) – восстановление несколько выше исходного уровня, соответственно постепенное повышение функциональных потолков (кумулятивный эффект).
2. Закономерности повышения экономичности (процесс адаптации играет решающую роль).
3. Основа этих эффектов – структурно-функциональные изменения в деятельности ведущих систем, совершенствование центрально-нервной, нейрогуморальной регуляции, автономной клеточной регуляции функций.
4. Тренировочное занятие это структурная единица тренировочного процесса.

Структура тренировочного занятия определяется поставленными задачами и состоит из трех взаимосвязанных частей:

• вводно-подготовительной (разминки);
• основной;
• заключительной (снижение интенсивности выполнения упражнения).

Тренировочное занятие включает различные физические упражнения, выполняемые в определенной последовательности, с определенными паузами отдыха. Однако общая схема тренировки остается постоянной.

С позиций физиологии тренировочное занятие представляет собой серии последовательных нагрузок чередующихся с определенными паузами отдыха.

При определении влияния тренировки на организм надо учитывать такие факторы:

• характер и интенсивность нагрузок;
• особенности ближайших восстановительных процессов;
• влияние предыдущих тренировочных нагрузок.

Всякие нагрузки связаны с рабочим возбуждением ЦНС, повышением обмена веществ и изменениями в различных функциональных системах. Тренировочное занятие оказывает последействие, длительность которого определяется объемом и интенсивностью выполняемых нагрузок.

Физиологический механизм эффекта последействия

Во-первых, рабочее возбуждение нервной системы достигает уровня доминанты, которая характеризуется выраженной инертностью. Это рабочее возбуждение не прекращается мгновенно. Оно затухает постепенно и волнообразно.

Во-вторых, постепенное возвращение к исходному уровню объясняется восстановлением энергоресурсов, что объясняет несколько повышенный уровень обмена веществ, усиленное потребления кислорода и после прекращения выполнения упражнения.

Два основных метода спортивной тренировки (основаны на чередовании и длительности выполнения нагрузки с интервалами отдыха).

Непрерывный (дистанционный) – применяется в условиях равномерной работы и способствует развитию аэробных возможностей (ЧСС 145-180 уд/мин с постоянной скоростью выполнения упражнения). Применение этого метода в переменном режиме способствует развитию специальной выносливости и аэробных возможностей.

Интервальный (равномерный) – предполагает равномерное выполнение работы одинаковой продолжительности с постоянной интенсивностью и строго регламентированными паузами отдыха.

Успешность тренировочных занятий обеспечивается соблюдением определенных требований:

Чем интенсивнее нагрузка, тем уже задачи занятия (чем интенсивнее нагрузка, тем выше доминантный характер нервных процессов обеспечивающий этот вид работы, и перестроится на результативное выполнение другого вида работы очень тяжело в силу физиологических особенностей координации и регуляции нервных процессов в ЦНС).

При постановке нескольких задач, снижают интенсивность

Чередование упражнений для различных мышечных групп, что обеспечивает активный отдых и частичное восстановление в мышцах, которые выполняли предыдущую нагрузку.

Тренировочное занятие регламентируется величиной нагрузки.

Физиологические основы тренировки женщин и юных спортсменов

Анатомо-физиологические особенности и функциональные возможности организма женщин
Биологические различия между мужчинами и женщинами влияют на спортивные результаты. Начнем с рассмотрения основных морфофункциональных различий мужского и женского организма и их влияния на проявления физических качеств.

Строение скелета. Разница в размерах женщин (средняя длина тела взрослой женщины на II см меньше, чем у мужчин), по мнению Я.М. Коца (1986), предопределяет различную работоспособность мужчин и женщин (максимально возможная мощность работы пропорциональна квадрату линейных размеров тела или его массе в степени 2/3). Конечности у женщин относительно короче, чем у мужчин, поэтому у первых короче и чаще шаги при беге. Грудной отдел позвоночника у женщин относительно короче, чем у мужчин, но длиннее шейный и поясничный отделы, что обеспечивает его большую подвижность, этому же способствует повышенная эластичность связочного аппарата. Грудная клетка короче и шире, что обусловливает более высокое расположение диафрагмы. У женщин ширина плеч меньше, чем у мужчин, зато ширина и глубина таза больше, поэтому меньшая эффективность бега у женщин связана с большими вращательными движениями тазом. Центр тяжести у женщин располагается ниже. В целом женский скелет более лёгкий, эластичный, подвижный и менее прочный.

Масса и состав тела. Средняя масса тела женщины на 11кг меньше, чем у мужчины. Жировой компонент тела составляет у женщин в среднем 28-30%, а у мужчин — около 16-20%. Абсолютное количество жира у женщин также больше приблизительно на 4-8 кг. Жир у женщин откладывается в основном в областях бёдер, живота и задней поверхности плеч, у мужчин — бёдер, голеней, под лопатками и на животе. В процессе спортивной тренировки количество жира уменьшается, но даже у спортсменок — стайеров оно может только достигнуть его уровня у нетренированных мужчин. Меньшее количество жира даёт преимущество в беге, но в плавании женщина расходует меньше энергии для прохождения с одинаковой скоростью равных дистанций. Мышечная масса у взрослых женщин в среднем составляет около 30-35% массы тела (в среднем 18 кг), а у мужчин — 40-45% (в среднем 30 кг). Общая мышечная сила (сумма максимальных силовых показателей основных мышечных групп) составляет примерно 2/3 величины у мужчин.

Деятельность ЦНС. В деятельности ЦНС также проявляются особенности женского организма. Скорость двигательной реакции у спортсменок ниже, чем у спортсменов, но выше, чем у нетренированных мужчин. Способность тонко дифференцировать мышечные усилия и различать изменения в положении тела развита несколько выше у женщин. Они имеют большую эмоциональную возбудимость, им свойственна повышенная чувствительность к замечаниям тренера.

Система крови. Количество циркулирующей крови по сравнению с мужчинами у женщин меньше на 8,2 мл на 1кг массы тела, число эритроцитов в 1 мм куб. — на 0,5 млн, концентрация гемоглобина на 10-15%, скорость оседания эритроцитов больше на 3-4 мм в час. В целом кислородная ёмкость крови у женщин меньше.

Сердечно-сосудистая система. Средняя масса сердца, объём его полостей и систолический объём меньше, частота сердечных сокращений (ЧСС ) на 6- 8 ударов в минуту выше, минутный объём кровотока (МОК) ниже. При работе субмаксимальной и большой мощности увеличение МОК достигается менее эффективным путём за счёт повышения ЧСС.

Система внешнего дыхания. У женщин наблюдается грудной тип дыхания, а у мужчин — брюшной. ЖЕЛ у первых ниже, минутный объём дыхания (МОД) равен 3-5 л/мин в покое, а у мужчин — 6-8 л/мин. При мышечной работе одинаковые МОД достигаются менее выгодным соотношением частоты и глубины дыхания. В определённой мере это связано с меньшими лёгочными объёмами и более слабой дыхательной мускулату-рой. Максимальная величина МОД у женщин на 20% ниже, чем у мужчин. Диффузионная способность лёгких для кислорода у женщин также меньше.

Энергетические системы. Емкость анаэробных энергетических систем у женщин ниже, чем у мужчин. Для фосфагенной системы это объясняется меньшей мышечной массой. Емкость лактацидной системы у женщин зависит не только от меньшего объёма мышечной массы, поэтому они имеют больше ограничений по сравнению с мужчинами на средних дистанциях и работают ближе к своему «кислородному потолку». При одинаковой скорости потребления кислорода в условиях естественных локомоций физиоло-гические сдвиги у женщин выше, что объясняется большей относительной физиологической нагрузкой на женский организм. Общие энергозатраты у женщин выше, чем у мужчин из-за различий в строении тела и менее экономичной техники выполнения спортивных упражнений.

Двигательные и физические способности женщин. Кислородтранспортные возможности женского организма ниже, что находит отражение в величине МПК, которая в процессе спортивной тренировки повышается, но у физически более подготовленных женщин она такая же, как у физически менее подготов-ленных мужчин. Если же МПК соотнести с активной мышечной массой, то различия между мужчинами и женщинами практически исчезают. У женщин более низкая аэробная работоспособность, и женские рекорды снижаются по мере увеличения беговой дистанции. В аэробных условиях работы женщины больше, чем мужчины способны утилизировать жиры, но при этом менее экономно расходовать кислород, что лимитирует выполнение работы субмаксимальной и большой мощности.

У женщин слабее мышцы верхних конечностей, плечевого пояса и туловища, максимальная произво-льная сила (МПС) которых составляет 40-70% от силы этих мышц у мужчин. Зато МПС нижних конечностей у женщин всего на 27% меньше, чем у мужчин. Если абсолютные показатели МПС отнести к весу «тощей массы тела» (мышцы, кости и внутренние органы), то сила сгибателей и разгибателей бедра в среднем не отличается от таковой у мужчин. При таком же сравнении изометрическая и динамическая сила при малой скорости движения у них почти одинакова, а женщины даже несколько «быстрее» мужчин, когда скорость их бега соотносят с массой их тела. Если показатели силы у женщин ниже, чем у мужчин, то первые превосходят в точности, координации, пластичности движений. Они выносливее мужчин к длительной ритмической рабо-те. Процентное соотношение быстрых и медленных волокон в мышцах нетренированных мужчин и женщин одинаковое, а толщина мышечных клеток у последних в среднем меньше. Силовая тренировка вызывает менее выраженную, чем у мужчин рабочую гипертрофию, уменьшая больше жировую ткань, что объясняется мень-шей концентрацией андрогенов (мужских половых гормонов) у женщин по сравнению с мужчинами.

На развитие большинства двигательных показателей у женщин (абсолютная и относительная мышечная сила, частота движений, аэробная производительность, гибкость) наследственность оказывает более значительные влияния, чем на мужской организм. Организм женщины сильнее мужского в некоторых общебиологических аспектах (женщины меньше подвержены ряду заболеваний, легче переносят кровопотери), но мужской организм имеет больше биологических резервов при адаптации к физическим нагрузкам.

Физиологические основы тренировки юных спортсменов

Возрастные особенности формирования двигательных навыков и развития физических качеств.
Двигательная активность растущего организма обеспечивает развитие всех его систем, стимулируя обмен веществ и энергии. Окостенение скелета (замена хрящевой ткани на костную) происходит в различных его частях в разные сроки, при этом развитие костной ткани связано с ростом мышечной ткани. Рост тела очень быстро увеличивается в первые два года жизни ребенка. К двум годам ребенок может достигать 50 % роста взрослого человека. После этого интенсивность увеличения роста замедляется и снова значительно повышает-ся ближе к периоду достижения половой зрелости.

Пик интенсивности увеличения роста у девочек — 12,0 лет, у мальчиков — 14,0 лет. Окончательный рост тела достигается первыми, как правило, в 16,5 лет, вторыми — в 18,0 лет. Пик интенсивности увеличения массы тела у девочек приходится на возраст 12,0 лет, у мальчиков —14,5 лет. Развитие каждой мышцы или группы мышц также происходит неравномерно: наиболее высокими темпами роста обладают мышцы ног, наименее высокими — мышцы рук. Темпы роста мышц — разгибателей опережают темп развития мышц — сгибателей. Мышцы, начинающие раньше функционировать и являющиеся более нагруженными, особенно быстро увеличивают свою массу.

До достижения физической зрелости максимальная вентиляция легких и максимальная минутная вентиляция возрастают прямо пропорционально увеличению размеров тела. Артериальное давление ниже у детей, однако в юношеском возрасте постепенно увеличивается до показателей, характерных для организма взрослого человека. Дети более восприимчивы к тепловой нагрузке, чем взрослые. Для детского организма характерна пониженная способность отдачи тепла испарением ввиду ограниченного потоотделения (каждая активная потовая железа образует меньшее количество пота). Процесс акклиматизации юношей к условиям высокой температуры окружающей среды длится дольше, чем процесс акклиматизации взрослых мужчин. Повышенная отдача тепла проведением по сравнению со взрослыми, что увеличивает степень риска гипотер-мии у детей в условиях пониженной температуры окружающей среды.

С первых дней жизни ребёнка по механизму временных связей происходит формирование новых движений (двигательных навыков). Овладение ходьбой происходит в течение всего второго года жизни. Элементы бега появляются с двух лет, совершенствование бега происходит благодаря удлинению фазы полёта. От 3 до 10 лет фаза полёта увеличивается более чем в 2 раза. Прыжок формируется лишь на третьем году жизни. С возрастом результат в прыжках увеличивается благодаря повышению мышечной координации, развитию силы мышц и быстроты. Это увеличение происходит неравномерно. Наибольший рост результатов в прыжках отмечается у мальчиков до 13 лет, а у девочек до 12-13 лет.

Увеличение двигательных способностей наблюдается в первые 18 лет жизни; для девочек характерно плато увеличения в пубертатном периоде, обусловленное, очевидно, повышением уровней эстрогена, что приводит к отложению большего количества жира, а также менее подвижным образом жизни девочек в период полового созревания. Развитие физических качеств в процессе онтогенеза происходит неравномерно и гетерохронно, поэтому каждому возрасту свойствен определённый уровень развития двигательных качеств.

Увеличение силовых качеств зависит от мышечной массы и зрелости нервной системы, поскольку нервно-мышечный контроль до завершения процесса миелинизации (обычно в период полового созревания) несовершенен.

Развитие силы происходит относительно равномерно с 8 до 10 лет, а наиболее интенсивный прирост максимальной произвольной силы — в период от 13-14 до 16-17 лет.

Быстрота нарастает до 13-15 лет  если в это время её не развивать, то в последующие годы возникшее отставание трудно ликвидировать. Время двигательной реакции особенно быстро уменьшается в

9-11 лет, приближаясь к данным взрослых в 13-14 лет; скорость одиночных движений наиболее эффективно развивается в 9-13 лет, максимальная частота движений достигается в 13 лет, но может увеличиваться до 17 лети даже до 20 лет.

Наибольший прирост результатов в прыжках наблюдается от 12 до 13 лет. С улучшением функций респираторной и сердечно-сосудистой систем в процессе развития ребенка повышаются и его аэробные возмо-жности. Пик МПК наблюдается у мужчин в возрасте 17 — 21 года, у женщин — в возрасте 12—15 лет и затем снижается.

Различные проявления ловкости развиваются в разные возрастные периоды: наибольший рост способности управлять пространственными параметрами движений отмечается от 7 до 10 лет, временными (дифференцировка темпа движений) — к 13-14 годам, силовыми (дифференцирование мышечных усилий) — к 15-17 годам.

Наибольшая гибкость отмечается у мальчиков в 15 лет, у девочек  в 14 лет, но изменения ее неравномерны. Подвижность позвоночника при разгибании заметно повышается у мальчиков с 7 до 14 лет, а у девочек с 7 до 12 лет, а его подвижность при сгибании заметно возрастает у мальчиков с 7 до 10 лет, а в 11-13 лет уменьшается.

Возрастные особенности динамики состояний организма при спортивной деятельности

Динамика состояния организма при спортивной деятельности имеет возрастные особенности.

Предстартовые реакции у юных спортсменов более выражены, чем у взрослых, т.е. у них выше функциональные сдвиги. При словесной информации о предстоящей мышечной деятельности условнорефле-кторно вызываются изменения частоты дыхания и сокращений сердца, повышение артериального давления. Период врабатывания у детей несколько короче, чем у взрослых. У юных спортсменов раньше происходит стабилизация некоторых показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем, т.е. устойчивое состояние достигается быстрее, но длится оно меньше, чем у взрослых.

«Мёртвая точка» у юных спортсменов выражена сильнее, так как их организм более тяжело переносит состояние гипоксии и ацидоза. Кроме того сила воли подростков часто оказывается недостаточной, чтобы преодолеть это состояние. Дети вынуждены прекращать работу при меньших изменениях внутренней среды организма, в условиях значительно меньшей кислородной задолжности. У них практически отсутствует «компенсированное утомление».

При утомлении у детей работоспособность и быстрота движений снижаются в большей мере, чем у взрослых, а при выполнении упражнений умеренной мощности больше дискоординируются функции дыхания и кровообращения, в большей мере повышается энергетическая стоимость упражнений. После непродолжи-тельных, преимущественно анаэробных упражнений восстановление работоспособности, вегетативных функций, ликвидация кислородного долга происходит быстрее, чем у взрослых. Но это не даёт им преиму-ществ перед взрослыми, так как при продолжительных и утомительных нагрузках или при многократных повторениях упражнений восстановительные процессы у детей протекают медленнее и длятся дольше, чем у взрослых. Например, продолжительность восстановления у юных велосипедистов после гонки на 25 км примерно такая же, как у взрослых спортсменов после гонки на 50 км.

В процессе тренировки у юных спортсменов развитие двигательных и вегетативных функций, повыше-ние работоспособности происходит на фоне ещё не закончившихся процессов роста и формирования организ-ма. Спортивная тренировка с увеличением стажа занятий позволяет приобрести значительно большую рабо-тоспособность по сравнению со сверстниками, что выражено в большей степени у девочек, хотя последние показывают меньшую работоспособность, чем мальчики. Увеличение работоспособности и улучшение с возрастом адаптации к упражнениям, требующим при своём выполнении выносливости, в значительной мере связано с ростом величины МПК.

У юных спортсменов меньше как аэробные, так и анаэробные возможности. Максимальный кислородный долг как показатель анаэробной производительности с возрастом увеличивается, но у детей он составляет больший процент от кислородного запроса. Величина как быстрой (алактатной), так и медленной (лактатной) фракций кислородного долга у них меньше. Они менее, чем взрослые, способны работать в анаэробных условиях, на что указывает повышение содержания молочной кислоты в крови с возрастом при упражнениях максимальной интенсивности.

Формирование аэробного механизма энергообеспечения у детей происходит раньше, чем анаэробного, поэтому у них отмечается незначительное использование анаэробных процессов в энергообеспечении мышечной деятельности.

При выполнении одинакового объёма работы со взрослыми у детей регистрируются более высокая частота дыхания и сердечных сокращений, то есть деятельность висцеральных систем более напряжённая и менее эффективная. В связи с выше изложенным, особую опасность представляет форсированная подготовка юного спортсмена, использование узкого круга физических упражнений, чрезмерное и несвоевременное увеличение тренировочных нагрузок.

Физиологические механизмы влияния массовых форм физических упражнений на организм человека

Занятия физическими упражнениями оказывают профилактическое действие только при следующих условиях:

• частота сердечных сокращений (ЧСС) должна быть не ниже пороговой, обеспечивающей тренировочный эффект,
• более 60% от оптимальной ЧСС (220 уд/ мин минус возраст) в начале занятий, а далее 130 уд/мин и выше;
• затраты энергии должны быть более 7,5 ккал в минуту и суммарный расход энергии не менее 2000 ккал в неделю.

Оздоровительная физическая культура оказывает общее влияние (увеличение энергетического поте-нциала организма, повышение функциональных способностей эндокринной системы, совершенствование транспорта кислорода и окислительных процессов, повышение устойчивости организма к действию небла-гоприятных факторов внешней среды и повышение неспецифического иммунитета).

Специальные эффекты (экономизация работы сердца и повышение резервных возможностей системы кровообращения — урежение ЧСС в покое, удлинение диастолы, повышение производительности сердца за счёт увеличения систолического объёма и минутного объёма крови, а также улучшение мышечного кровотока).

Ходьба как естественная локомоция — наиболее доступный вид физической нагрузки, особенно для людей, перенёсших тяжёлые заболевания. Она активирует работу центральной нервной системы, стимулируя мышление и снижая перенапряжение ЦНС, способствует увеличению сократительной способности миокарда, конечно — диастолического объёма и венозного возврата, повышению минутного объёма крови, улучшению капиллярного кровотока, урежению ЧСС и снижению артериального давления.

Оздоравливающий эффект ходьбы проявляется при её скорости от 4 до 6,5 км/час и ЧСС 120-130 уд/мин, когда за 1 час расходуется до 200-300 ккал. Занятия ходьбой должны быть регулярными с посте-пенным увеличением нагрузки. В день рекомендуется проходить 6-7 км, дыхание при этом должно быть ритмичным: вдох на 2-4 шага, выдох на 3-6 шагов. С ростом тренированности занятия ходьбой могут сменяя-ться беговой тренировкой.

Оздоровительный бег — наиболее простой и доступный в техническом отношении вид циклических упражнений, заниматься им можно круглый год. Он оказывают общее влияние, улучшая функциональное состояние ЦНС (снимая нервное напряжение, улучшается сон и самочувствие), компенсируя недостающие энергозатраты и повышая иммунитет.

Специальный эффект беговой тренировки заключается:

• в повышении функциональных возможностей системы кровообращения и аэробной производительности (увеличение сократимости и капилляризации миокарда, рост производительности сердца, увеличение в крови количества эритроцитов и гемоглобина, экономизация сердечной деятельности, результатом этих изменений является рост МПК);
• уменьшении риска ишемической болезни сердца (улучшение показателей липидного обмена, уменьшение выраженности и обратное развитие атеросклероза, снижение вязкости крови);
• нормализации повышенного артериального давления в результате расширения кровеносных сосудов в работающих мышцах по механизму рабочей гиперемии и снижения сосудистого сопротивления;
• снижении массы тела, что происходит более физиологично, чем при голодании, когда потеря массы тела происходит не только за счёт жирового компонента, но и вследствие разрушения мышечного белка;
• улучшении функции печени из-за увеличения потребления кислорода печёночной тканью, массажа печени диафрагмой при глубоком дыхании во время бега, улучшении оттока желчи вследствие.

Плавание в отличие от бега трусцой требует специального обучения, так как оздоровительный эффект достигается при достаточно высокой скорости передвижения. При плавании в работу вовлечены все мышеч-ные группы, что вместе с горизонтальным положением тела и относительной невесомостью облегчает вено-зный возврат крови к сердцу и снижает нагрузку на систему кровообращения. Плавание развивает дыхательную мускулатуру из-за затруднённого вдоха (давление воды на грудную клетку) и выдоха (в воду).

Оздоровительный эффект плавания заключается:

• в закаливании организма под действием разных температур;
• гармоничном развитии большинства мышечных групп;
• отсутствии «ударных» нагрузок на суставы и позвоночник, что полезно при нарушениях осанки и заболеваниях опорно-двигательного аппарата;
• увеличенном расходе энергии, что способствует снижению избыточной массы тела.

Ходьба на лыжах по своему оздоровительному эффекту даже несколько превосходит бег, так как в работу вовлекаются мышцы нижних и верхних конечностей, плечевого пояса, спины и живота. Это способствует гармоничному развитию двигательного аппарата и благоприятному влиянию на сердечно-сосу-дистую и дыхательную системы. Аэробные возможности лыжников выше, чем бегунов, кислородный долг практически не возникает. В результате тренировки двигательной и вестибулярной сенсорных систем повы-шается чувство равновесия. Оздоровительное влияние ходьбы на лыжах также связано с выполнением упражнений на свежем воздухе, с повышенной его ионизацией, что обеспечивает закаливающий эффект, благоприятно действует на центральную нервную систему, снимая стресс, уменьшает бессонницу, улучшает умственную работоспособность. По уровню энергозатрат ходьба на лыжах стоит на одном из первых мест, что способствует снижению массы тела.

Ритмическая гимнастика использует широкий комплекс различных средств. Упражнения бегового и прыжкового характера преимущественно влияют на сердечно-сосудистую систему, наклоны и приседания — на двигательный аппарат, упражнения на расслабление — на ЦНС, танцевальные движения способствуют выра-ботке пластичности.

При занятиях ритмической гимнастикой в целом преобладает аэробный механизм энергообеспечения (ЧСС от 130 до 140 уд/мин, потребление кислорода 1,0-1,5 л/мин), Беговые и прыжковые упражнения при соответствующем темпе движений повышают ЧСС до 180-200 уд/мин, потребление кислорода — до 2,3 л/мин, кислородный долг — 3,0 л, имея явную анаэробную направленность. Повышение выносливости возможно в меньше степени, чем при беге.

Атлетическая гимнастика вызывает значительную гипертрофию скелетных мышц, развитие силы и увеличение силовой выносливости, что приводит к увеличению регионального кровотока в работающих мышцах. Эти изменения не повышают аэробные возможности организма и даже снижаются относительное МПК и жизненный индекс (ЖЕЛ на 1 кг массы тела). Увеличение мышечной массы сопровождается ростом жирового компонента, содержания холестерина в крови и стойким повышением артериального давления. При натуживании задерживается дыхание, повышается внутригрудное давление, сдавливаются полые вены, умень-шается венозный возврат и кровенаполнение сердца во время диастолы, уменьшаются его размеры и систо-лический объём, снижается кровоток в миокарде и развивается кратковременная ишемия миокарда (недоста-точное снабжение сердца кислородом).

Во время натуживания снижается систолическое и повышается диастолическое давление из-за падения притока крови к сердцу и уменьшения систолического объёма а после окончания упражнения, наоборот, резко возрастает систолическое и падает диастолическое давление. Атлетические упражнения следует рекомендовать в качестве средства общефизического развития молодых здоровых мужчин при условии сочетания их с циклическими упражнениями, а также при изменении методики тренировки.  Работа проводится с отягощениями не более 50 % от максимальных и подъём снаряда в фазе вдоха, что автоматически исключает задержку дыхания и натуживание.