Форум

Некоторые аспекты спортивной физиологии применительно к видам спорта на выносливость

Виталий Попцов
(НИИ трансплантологии и искусственных органов, МЗ РФ) Журнал ’’Лыжные гонки’’ (№ 1 (7) 1998)

Часть 1
ВВЕДЕНИЕ
Частота сердечных сокращений является своеобразным интегральным показателем состояния организма, и ее изменения тесно связаны с комплексом физиологических изменений, возникающих в ответ на регулярную физическую нагрузку. Измерение ЧСС с помощью мониторов сердечного ритма - наиболее простой и удобный способ контроля интенсивности физической нагрузки во время занятий спортом и физической культурой. Мониторы сердечного ритма помогают не только контролировать выполняемую физическую нагрузку, но и на основании полученной объективной информации анализировать тренировочный процесс и результаты соревнований. Использование мониторов сердечного ритма помогает индивидуализировать тренировочные нагрузки в зависимости от текущего функционального состояния спортсмена. Только с помощью мониторов сердечного ритма появилась возможность контролировать и анализировать функциональные возможности спортсмена во время соревнований. Уже одно только знание среднего значения ЧСС во время соревнований помогает охарактеризовать текущее функциональное состояние спортсмена и в зависимости от этого спланировать последующую тренировочную нагрузку.
Однако представление о тренировочном процессе не ограничивается только «слепым» контролем ЧСС, важно представлять, какие взаимоотношения имеются между характером сердечной деятельности и другими реакциями организма на регулярную физическую нагрузку. Тем более понятен интерес спортсменов, любителей спорта к основам спортивной физиологии, которые помогают взглянуть на тренировочный процесс как на комплекс адаптационных процессов, направленных на приспособление организма к регулярно совершаемой физической нагрузке, и ^ханизмы повышения тренированности и спортивных результатов. К сожалению, для широкого круга любителей спорта в настоящее время отсутствуют доступные издания, где были бы освещены основные вопросы спортивной физиологии и медицины, методики тренировочного процесса лыжников-гонщиков, ориентированные на спортсменов разных возрастных групп и разного уровня спортивной подготовки. Многие спортсмены часто задаются вопросами, насколько оправданны те или иные тренировки, почему, несмотря на значительный объем тренировочных нагрузок, спортивные результаты не только не улучшаются, а имеется тенденция к их спаду. К сожалению, не имея достаточного специального технического оснащения, многие тренируются без учета влияния того или иного вида тренировочной нагрузки не только на спортивную форму, но и на уровень здоровья спортсмена. В наше время, когда имеются достаточные технические средства контроля физических нагрузок (хотя бы взять такие индивидуальные средства, как мониторы сердечного ритма), недопустимо, что спортсмены вместо улучшения здоровья вынуждены обращаться к врачам с заболеваниями, связанными с хронической перетренированностью, когда сам факт занятия спортом воспринимается как роковая ошибка. Поэтому, чтобы свести к минимуму подобные последствия занятий спортом, необходимо требовать как от тренеров, так и самих спортсменов жесткого выполнения принципа соответствия тренировочных или соревновательных нагрузок текущему функциональному состоянию спортсмена и учету возрастных особенностей его организма (проблемы контроля в детских и «ветеранских» группах). Так как журнал «Лыжные гонки» становится все более популярным изданием, прежде всего для широкого круга российских любителей лыжных гонок, то хочется использовать его возможности по распространению знаний по проблемам спортивной физиологии не только для специалистов и тренеров, но и для рядовых спортсменов.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
Для совершения физической нагрузки различной интенсивности необходима энергия, обеспечивающая процесс мышечного сокращения. В организме существует несколько систем синтеза энергии, которые используются для обеспечения того или иного вида физической нагрузки. Все эти системы объединяет то, что конечным энергетическим субстратом является аденозинт-рифосфорная кислота (АТФ). Существует несколько механизмов синтеза АТФ: с использованием кислорода (аэробный путь), без использования кислорода (анаэробный путь), а также с образованием или без образования молочной кислоты (лактата).

Ниже представлена наиболее простая схема образования АТФ:
1. креатинфосфат (КФ) + аденозиндифосфат (АДФ) - креатин + АТФ анаэробный, без образования лактата энергетический путь
2. глюкоза + АДФ - лактат + АТФ (гликолиз) анаэробный, с образованием лактата энергетический путь
3. глюкоза + кислород + АДФ - вода + углекислота (С02) + АТФ аэробный, без образования лактата энергетический путь
4. жиры + кислород + АДФ - вода + углекислота (С02) + АТФ аэробный, без образования лактата энергетический путь

Каждый из представленных энергетических путей имеет важное значение для обеспечения физической нагрузки того или иного вида физической нагрузки.

КРЕАТИНФОСФАТНАЯ СИСТЕМА
Обеспечивает энергией физическую нагрузку максимальной интенсивности и минимальной продолжительности, так как запасы креатинфосфата ограничены и они полностью расходуются в течение 6-8 секунд. Поэтому эта система имеет наиважнейшее значение для бега на спринтерские дистанции, Успех спринтера во многом определяется запасами креатинфосфата перед стартом, а также правильно спланированным тренировочным процессом, направленным, в частности, на тренировку креатинфосфатной системы.

ОПТИМАЛЬНАЯ ТРЕНИРОВКА КРЕАТИНФОСФАТНОЙ СИСТЕМЫ
Основной целью развития креатинфосфатной системы является увеличение содержания креатинфосфата в мышцах. Это достигается совершением тренировочной работы высокой интенсивности в 80-90 % от максимальной. Продолжительность выполняемых упражнений очень короткая от 5-10 до 20 секунд, а интервалы между повторным выполнением нагрузки должны быть достаточно продолжительными (от 1 мин. и более). Так как такие виды тренировок осуществляются с высокой ЧСС, то они могут быть рекомендованы только спортсменам с достаточной степенью тренированности сердечно-сосудистой системы, и, соответственно, их нежелательно использовать у спортсменов старших возрастных групп.

ЛАКТАТНАЯ СИСТЕМА
Образование АТФ из глюкозы в условиях недостатка кислорода характерно для продолжительной физической нагрузки высокой интенсивности. В такой ситуации уже недостаточно аэробных путей образования энергии для обеспечения мышечной работы, поддерживающей высокую скорость прохождения дистанции. Однако лактатная система недостаточно эффективна по сравнению с аэробными по количеству образующейся энергии, что выражается в значительно меньшем количестве молекул АТФ, синтезируемых из глюкозы в отсутствие кислорода. Несовершенность гликолиза заключается также и в том, что он сопровождается образованием и накоплением значительного количества молочной кислоты (лактата), которое сопровождается нежелательными эффектами. Накапливающаяся молочная кислота (особенно в работающих мышцах) вызывает закисление тканей организма и нарушение их функционального состояния. В частности, нарушаются процессы сокращения и расслабления скелетной мускулатуры, что в итоге приводит к мышечной усталости и неспособности спортсмена поддерживать высокую скорость прохождения дистанции.

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ЛАКТАТА
Повышение уровня лактата указывает на неспособность аэробных систем энергообеспечения обеспечивать преодоления физической нагрузки высокой интенсивности.
Высокие концентрации лактата в крови являются отражением развития ацидоза (закисления) как внутри самих мышечных клеток (внутриклеточный ацидоз), так и в межклеточных пространствах, их окружающих (внеклеточный ацидоз). Закисление мышечных клеток приводит к серьезным метаболическим нарушениям. Функционирование многих ферментных систем, в том числе аэробного энергообеспечения, резко нарушается при развитии ацидоза, что, в частности, отрицательно отражается на аэробной емкости. Причем изменения эти могут длительно сохраняться. Так например, может понадобиться несколько дней для полного восстановления аэробной емкости после преодоления физической нагрузки, сопровождавшейся значительным накоплением лактата. Частое неконтролируемое повторение такой нагрузки при отсутствии полного восстановления аэробных систем приводит к развитию перетренированности. Длительное сохранение внутри- и внеклеточного ацидоза сопровождается повреждением клеточных стенок скелетной мускулатуры. Это сопровождается возрастанием концентрации в крови внутриклеточных веществ, содержание которых в крови при отсутствие повреждения мышечных клеток минимально. К таким веществам относятся креатин-фосфокиназа (КФК) и мочевина. Увеличение концентрации этих веществ -явный признак повреждения мышечных клеток. Если для снижения концентрации этих веществ в крови требуется 24-96 часов, то для полного восстановления нормальной структуры мышечных клеток необходим значительно более длительный период. В этот период возможно проведение тренировочной нагрузки только восстановительного характера.
Повышение уровня лактата сопровождается одновременным нарушением координации движений, что отчетливо проявляется в высокотехничных видах спорта. При уровне лактата в 6-8 ммоль/л проведение тренировок по отработке технических приемов считается нецелесообразным, т.к. при нарушенной координации движений сложно добиться технически грамотного исполнения требуемых упражнений,
При ацидозе, связанном с накоплением лактата, резко возрастает риск травмирования спортсменов. Нарушение целостности клеточных оболочек скелетных мышц приводит к их микронадрывам. Резкие и нескоординированные движения могут привести и к более серьезным травматическим повреждениям (надрывы или разрывы мышц, сухожилий, повреждения суставов).
В «закисленных» мышцах замедляется ресинтез (повторное образование) креатинфосфата. Это следует учитывать при тренировках спринтеров, особенно при подведении к соревнованиям. В это время следует избегать интенсивных физических нагрузок, сопровождающихся накоплением лактата и истощением запасов креатинфосфата.
Разработаны специальные методики тренировки лактатной системы, направленные на повышение устойчивости организма к усиленному образованию и накоплению молочной кислоты. Основная задача таких тренировок сводится к адаптации организма спортсмена преодолевать соревновательную нагрузку в условиях повышенного образования и накопления молочной кислоты.

Виды тренировок лактатной системы:
1. Повторные тренировки.
Физическая нагрузка высокой интенсивности и продолжительностью от 20 до 180 секунд чередуется с интервалами отдыха от 30 до 60 минут. Интервалы отдыха не должны быть слишком продолжительными, иначе будет происходить снижение содержания лактата. Обычно это достаточно жесткие по своей интенсивности тренировочные занятия, требующие тщательного контроля состояния спортсмена и правильного выбора объема и продолжительности нагрузки.
2. Длительные тренировки высокой интенсивности.
Как правило, соответствуют прохождению дистанции с соревновательной или немного уступающей ей скоростью или интенсивностью. Продолжительность такой нагрузки колеблется от 20 до 60 и более минут и соответственно зависит от возраста и уровня тренированности спортсмена. Аналогом таких тренировок могут быть контрольные тренировки или подводящие старты, а также сами соревнования.

АНАЭРОБНЫЙ ПОРОГ
Анаэробный (или лактатный) порог - важнейший физиологический показатель, отражающий уровень тренированности организма и взаимоотношение между аэробными и анаэробными путями энергообеспечения физической нагрузки, а также между величиной ЧСС и интенсивностью физической нагрузки. Чем выше анаэробный порог, тем более тренирован спортсмен, и его организм имеет более развитую аэробную систему энергообеспечения, мощность которой может составлять 80 до 90% от максимального потребления кислорода. При этом сам анаэробный порог наступает на более высокой ЧСС. С биохимических позиций анаэробный порог соответствует повышению уровня лактата в крови до 4 ммоль/л. Эта концентрация лактата рассматривается как рубеж между аэробными и анаэробными путями энергообеспечения физической нагрузки.
Чем выше уровень анаэробного порога, тем лучше тренированность организма и тем более лучший спортивный результат спортсмен готов показать. Если сравнить двух спортсменов, имеющих разный уровень анаэробного порога, то спортсмен с более высоким уровнем способен развивать большую скорость прохождения соревновательной дистанции и дольше ее поддерживать (см. рисунок). Соответственно у менее тренированного спортсмена анаэробный порог наступает на меньшем значении ЧСС, что указывает на недостаточную мощность его аэробных систем энергообеспечения.

Анаэробный порог индивидуален для каждого спортсмена. Планируя тренировочные нагрузки, тренер должны учитывать уровень анаэробного порога каждого спортсмена. Целесообразно несколько раз в год проводить тестирование спортсменов для определения у них уровня анаэробного порога.

Анаэробному порогу соответствует определенный уровень потребления кислорода и ЧСС, его можно определить как в условиях спортивной лаборатории, так и с помощью специального теста Конкони. Последний имеет большое практическое значение, так как позволяет при правильном соблюдении методики теста Конкони достаточно точно определить значение ЧСС, соответствующей анаэробному порогу, не прибегая к использованию’дорогостоящего оборудования.

ТЕСТ КОНКОНИ
В основе теста Конкони лежат результаты исследовательских работ, показавших закономерность изменения концентрации лактата в крови и ЧСС при ступенчатом увеличении интенсивности физической нагрузки. Значение ЧСС, при которой исчезает прямолинейная зависимость между приростом сердечного ритма и интенсивностью физической нагрузки, называется точкой отклонения, и она соответствует анаэробному порогу (концентрация лактата 4 ммоль/л) отклонения.

Чем большему значению ЧСС соответствует точка отклонения, тем выше уровень анаэробного порога спортсмена. У хорошо тренированных спортсменов значение точки отклонения может быть на 5-20 ударов ниже максимального значения ЧСС. У нетренированного человека значение точки отклонения ниже максимальной величины ЧСС на 20-30 ударов. Чем лучше тренированность спортсмена, тем выше значение точки отклонения и анаэробного порога. На представленном ниже графике показана динамика изменений точки отклонения у одного и того же спортсмена в разные этапы спортивной подготовки.

Для определения точки отклонения ЧСС, соответствующей анаэробному порогу, спортсмен должен выполнить контрольную нагрузку. Лучше всего методика проведения теста Конкони отработана на легкоатлетах. Спортсмен после непродолжительной и легкой разминки начинает легкий бег по беговой дорожке стадиона (400 метров). Через каждые 200 м фиксируется скорость (время) спортсмена и ЧСС с помощью монитора сердечного ритма. Первые 200 м хорошо тренированным спортсменам рекомендуется преодолеть за 60 сек., для слабо тренированных - за 70 сек.

Задача спортсмена заключается в постепенном увеличении скорости бега через каждые 200 м. Каждые последующие 200 м он должен пробегать на 1-2 сек быстрее предыдущего. Как правило, длина дистанции составляет 3400-3600 м (17-18 двухсотметровых отрезков). После окончания теста его результаты анализируются с помощью несложной математической обработки. Программное обеспечение Polar позволяет на основе данных, перенесенных из монитора сердечного ритма в персональный компьютер, автоматически определить значение ЧСС, которой соответствует точка отклонения и соответственно анаэробный порог. Преимуществом метода Конкони является то, что он легко воспроизводим и дает возможность регулярного определения уровня анаэробного порога и тренированности спортсмена. Для получения объективной информации необходимо строго придерживаться методики осуществления теста Конкони.