СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Спортивная физиология является как учебной, так и научной дисциплиной. Ее изучение осуществляется во всех высших и средних физкультурных учебных заведениях, на факультетах физического воспитания педагогических вузов, а также на отдельных кафедрах государственных университетов и медицинских вузов. В преподавании предмета, практической деятельности тренеров, физиологов и спортивных врачей используются материалы, полученные при выполнении научно-исследовательских работ, которые проводятся в соответствующих НИИ, лабораториях и на кафедрах.
ОБЩАЯ СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Спортивная физиология включает в себя два относительно самостоятельных и вместе с тем связанных между собой раздела. Содержанием первого – общей спортивной физиологии – являются физиологические основы адаптации к физическим нагрузкам и резервные возможности организма, функциональные изменения и состояния организма при спортивной деятельности, а также физическая работоспособность спортсмена и физиологические основы утомления и восстановления в спорте. Второй раздел – частная спортивная физиология – включает в себя физиологическую классификацию физических упражнений, механизмы и закономерности формирования и развития двигательных качеств и навыков, спортивную работоспособность в особых условиях внешней среды, физиологические особенности тренировки женщин и детей разного возраста, физиологические основы массовых форм оздоровительной физической культуры.
СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ
Спортивная физиология – это специальный раздел физиологии человека, изучающий изменения функций организма и их механизмы под влиянием мышечной (спортивной) деятельности и обосновывающий практические мероприятия по повышению ее эффективности.
Спортивная физиология по своему месту в системе подготовки специалистов по физической культуре и спорту связана с тремя группами учебных и научных дисциплин. Первую группу составляют фундаментальные науки, на которых базируется спортивная физиология, она и использует их теоретические достижения, методики исследования и сведения о факторах среды, с которыми взаимодействует организм спортсмена в процессе тренировочной и соревновательной деятельности. К числу таких дисциплин следует отнести биологию, физиологию человека и животных, химию и физику.
Во вторую группу входят учебные и научные дисциплины, взаимодействующие со спортивной физиологией таким образом, что они взаимно обогащают или дополняют друг друга. В этом плане спортивная физиология тесно связана с анатомией, биохимией, биомеханикой, гигиеной и психологией.
И, наконец, третью группу дисциплин, с которыми связана спортивная физиология, составляют те из них, которые используют ее научные достижения и методики исследования в своих целях. К ним относятся теория и методика физической культуры, педагогика, спортивно-педагогические дисциплины, спортивная медицина, лечебная физкультура.
Одной из важных задач спортивной физиологии является научное обоснование, разработка и реализация мероприятий, обеспечивающих достижение высоких спортивных результатов и сохранения здоровья спортсменов. Следовательно, спортивная физиология – наука прикладная и в основном профилактическая, так как, исследуя и учитывая резервные возможности организма человека, она обосновывает пути и средства повышения работоспособности, ускорения восстановительных процессов, предупреждения переутомления, перенапряжения и патологических сдвигов функций организма, а также профилактику возникновения различных заболеваний.
Отличительной методической особенностью спортивной физиологии является то, что ее материалы могут быть получены только на человеке, где применение ряда классических методов физиологии невозможно. В связи с этим лишь отдельные уточняющие эксперименты, как правило, с целью изучения механизмов физиологических сдвигов при физических нагрузках проводятся на животных. Важно также подчеркнуть, что основной задачей спортивной физиологии является сравнительное изучение функционального состояния организма человека, т.е. исследование проводится до, во время и после двигательной активности, что в натурных условиях весьма затруднительно. Поэтому разработаны специальные нагрузочные тесты, позволяющие дозировать физическую активность и регистрировать соответствующие изменения функций организма в различные периоды деятельности человека. С этой целью используются велоэргометр, бегущая дорожка (тредбан), ступеньки разной высоты, а также различные приборы, позволяющие регистрировать функции сердечно-сосудистой, дыхательной, мышечной и центральной нервной системы на расстоянии, передавая соответствующие показатели по телеметрическим каналам.
Спортивная физиология занимает важное место в теории физической культуры, составляя фундамент знаний, необходимых тренеру и преподавателю для достижения высоких спортивных результатов и сохранения здоровья спортсменов. Поэтому тренер и педагог должны хорошо знать о физиологических процессах, происходящих в организме спортсмена во время тренировочной и соревновательной деятельности с тем, чтобы научно обоснованно строить и совершенствовать эту работу, уметь аргументировать свои распоряжения и рекомендации, избегать переутомления и перенапряжения и не причинить вреда здоровью тренирующихся. Они также должны понимать суть изменений, возникающих в организме спортсмена в реабилитационном периоде, чтобы активно и грамотно влиять на них, ускоряя восстановительные реакции.
Таким образом, из изложенного следует, что спортивная физиология как учебная и научная дисциплина, решает две основные проблемы. Одна из них состоит в физиологическом обосновании закономерностей укрепления здоровья человека с помощью физических упражнений и повышения устойчивости его организма к действию различных неблагоприятных факторов внешней среды (температура, давление, радиация, загрязненность воздуха и воды, инфекции и т.д.), а также в сохранении и восстановлении работоспособности, препятствии развитию раннего утомления и коррекции психоэмоциональных перегрузок в процессе профессиональной деятельности человека. Эти задачи спортивной физиологии решаются в рамках массовых форм физической культуры.
Вторая проблема спортивной физиологии заключается в физиологическом обосновании мероприятий, направленных на достижение высоких спортивных результатов, особенно в большом спорте. Эти две проблемы полностью не совпадают, так как для достижения наивысших результатов в процессе тренировок в ряде случаев применяются такие нагрузки, которые могут приводить к снижению устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды, ухудшению состояния здоровья и даже к возникновению заболеваний.
Исходя из всего сказанного, становится очевидным, что физиологические особенности функций организма следует изучать и оценивать раздельно как в отношении массовой физической культуры и физической подготовки специальных контингентов (военнослужащие, пожарные, геологи, студенты, школьники и некоторые другие категории), так и в отношении различных видов спорта, особенно спорта высших достижений.
КАФЕДРА ФИЗИОЛОГИИ СПБГАФК ИМ. П.Ф. ЛЕСГАФТА
И ЕЕ РОЛЬ В СТАНОВЛЕНИИ И РАЗВИТИИ СПОРТИВНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
Декретом Совета Народных Комиссаров от 22 октября 1919г. на базе Высших курсов физического образования был создан институт физического образования им. П.Ф. Лесгафта (в 1929г. преобразованный в институт физической культуры им. П.Ф. Лесгафта, а в 1993г. – в академию) с учреждением ряда кафедр, в том числе кафедры физиологии – первой такой кафедры среди физкультурных вузов страны.
Организованную кафедру с 1919 г. по 1927г. возглавлял Леон Абгарович Орбели, впоследствии действительный член АН СССР, АМН СССР и АН АрмССР, Герой Социалистического Труда,, лауреат Государственных премий СССР, генерал-полковник медицинской службы, почетный член ряда зарубежных академий. Уже в те годы под руководством Л.А. Орбели были выполнены первые научно-исследовательские работы по влиянию физических нагрузок на организм. Однако предмет в основном преподавался по программе медицинских институтов в виде чтения лекций и выполнения отдельных лабораторных занятий по курсу общей физиологии с некоторым акцентом на разделе «Физиология мышц». В прикладном плане освещались лишь отдельные медицинские вопросы, связанные с влиянием физических упражнений на организм. Такое содержание дисциплины отражало в то время объективное состояние научных знаний в области физиологии мышечной деятельности как в нашей стране, так и за рубежом. Это был начальный, первый, период становления спортивной физиологии.
После ухода из института Л.А. Орбели заведующим избирается Алексей Николаевич Крестовников, руководивший кафедрой физиологии на протяжении 28 лет – с 1927 по 1955гг. В этот период сотрудники кафедры провели большую работу по сбору функциональных показателей организма спортсменов под влиянием различных физических упражнений и анализу их изменений. Обобщенный материал позволил профессору А.Н. Крестовникову издать первый в нашей стране учебник физиологии для институтов физической культуры (1938) и первую монографию по спортивной физиологии (1939). Издание названных книг дало возможность выделить и окончательно сформировать в физиологии человека новый учебный и научный раздел предмета – спортивную физиологию. С этого времени начинается второй, переходный, период развития спортивной физиологии (1930-1950-е годы) как учебной и научной дисциплины. С 1955 по 1960г. кафедрой руководит профессор Е.К.Жуков.
Современный, третий, период развития спортивной физиологии (1960-1990-е годы) характеризуется созданием систематического учебного и научного разделов дисциплины, соответствующих новым задачам подготовки высококвалифицированных, грамотных специалистов по физической культуре и спорту. В учебных программах этого периода отражаются две взаимосвязанные части предмета ( общая и частная спортивная физиология). С этого времени физиологи спорта начинают изучать не только воздействие отдельных физических нагрузок на функции организма, но и влияние систематических тренировок и их особенностей на функциональное состояние спортсменов, особенно в процессе достижения высшего спортивного мастерства.
Важную роль в становлении современного курса спортивной физиологии сыграл профессор Николай Васильевич Зимкин, заведовавший кафедрой физиологии с 1961 по 1975гг. и выпустивший три издания учебника «Физиология человека» под его редакцией (1964, 1970, 1975). Интенсивно развиваются исследования в области кровообращения, нервно-мышечного аппарата, электроэнцефалографии, изучается физиология стрессовых состояний в спорте. Докторские диссертации защищают В.В.Васильева, Е.Б.Сологуб, Ю.З. Захарьянц. В период 1975-1984гг. кафедрой заведует Заслуженный деятель науки РСФСР, профессор Александр Сергеевич Мозжухин. Основным направлением научно-исследовательской работы становится изучение функциональных резервов спортсмена. На протяжении 1984-1986гг. обязанности заведующего кафедрой временно исполняет Почетный работник высшего образования России, профессор Елена Борисовна Сологуб. С 1986г. кафедрой заведует Заслуженный деятель науки РФ, профессор Алексей Сергеевич Солодков. Научные интересы коллектива сосредотачиваются на проблеме физиологической адаптации организма спортсменов к физическим нагрузкам.
Располагая высококвалифицированным составом сотрудников, кафедра физиологии внесла большой вклад в подготовку научно-педагогических кадров и составление учебных программ, учебников и учебных пособий для институтов и техникумов физической культуры. Так, с 1935г. (когда была введена защита диссертаций) по 1998г. под руководством сотрудников кафедры успешно защищено 13 докторских и 160 кандидатских диссертаций (в том числе иностранными аспирантами из Кубы, Китая, Индии, Египта и Польши).
Сотрудники кафедры принимали участие в составлении всех изданных с 1938 по 1990гг. 11 учебных программ и 10 учебников по физиологии для институтов физической культуры. При этом редакторами 8 учебных программ и 6 учебников были заведующие кафедрой физиологии ГДОИФК им. П.Ф. Лесгафта. В 13 учебниках по спортивно-педагогическим дисциплинам главы по физиологической характеристике физических упражнений написаны также сотрудниками кафедры физиологии. Кафедрой подготовлено и издано 8 методических пособий в виде практикумов по проведению лабораторных занятий по физиологии, 7 специальных учебных пособий изданы для студентов заочного факультета и 4- для техникумов физической культуры. Опубликовано более 30 лекций по различным вопросам физиологической характеристики физических упражнений.
Научно-исследовательская работа преподавателей охватывала все основные разделы физиологии: нервную и мышечную системы, органы чувств, кровообращение и дыхание, выделение, внутреннюю секрецию, а также специальные проблемы спортивной физиологии: адаптация к физическим нагрузкам, функциональные резервы организма спортсмена, утомление и восстановление и др. Ежегодно по различным вопросам спортивной физиологии печатаются десятки научных работ. С 1939 по 1990г. сотрудниками кафедры опубликовано 20 монографий, непосредственно связанных со спортивной физиологией, некоторые из них переведены за рубежом (Болгария, Германия, Польша, Румыния, Греция, Чехословакия).
Высококвалифицированный коллектив сотрудников кафедры физиологии постоянно привлекал к себе внимание преподавательского состава других институтов, особенно вновь образованных. Начиная с довоенных лет, на кафедре стажировались преподаватели ряда институтов физической культуры и факультетов физического воспитания педагогических институтов, институтов физической культуры социалистических стран и некоторых медицинских вузов. Только за последние 5 лет такую стажировку на кафедре прошли около 40 человек. Кроме того, повышение квалификации преподавателей из названных институтов по специализации «физиология» регулярно осуществляется в Институте повышения квалификации и переподготовки кадров (ИПК и ПК) нашего вуза.
Существенна роль сотрудников кафедры в области организованной деятельности. Так, А.Н. Крестовников до 1955г. возглавлял методическую комиссию по физиологии Всесоюзного комитета по физической культуре и спорту при Совете Министров СССР, Н.В. Зимкин с 1962 по 1976г. наряду с руководством этой Комиссией был председателем научной комиссии по физиологии, биомеханике, морфологии и биохимии спорта, председателем координационной комиссии по преподаванию медико-биологических дисциплин и членом президиума Научного совета при Госкомспорте СССР. А.С. Мозжухин с 1976 по 1985г. состоял членом методической комиссии Госкомспорта СССР и был председателем Совета заведующих кафедрами физиологии институтов физической культуры РСФСР, а А.С. Солодков – членом Научного совета Госкомспорта СССР по биологическим наукам, председателем секции «Физиология спорта» Проблемной комиссии АН СССР и АМН СССР, а в настоящее время руководит секцией «Физиология спорта» Санкт-Петербургского общества физиологов, биохимиков и фармакологов им. И.М. Сеченова и состоит членом Правления этого общества.
В последние годы коллектив кафедры ведет большую работу по перестройке и совершенствованию преподавания физиологии и проведению научных исследований. В соответствии с новым учебным планом и новой программой по физиологии переделаны рабочие программы и тематические планы лекций и лабораторных занятий по предмету. С учетом того, что количество лекционных часов в новой программе существенно уменьшено, лекции носят преимущественно проблемный характер. Лабораторные занятия проводятся таким образом, чтобы они способствовали пониманию сущности, механизмов и особенностей регуляции физиологических процессов при мышечной деятельности, овладению методиками исследования, привитию студентам навыков научно-исследовательской работы.
Реализация нового учебного плана по многоуровневой структуре высшего физкультурного образования требует создания специальных образовательно-профессиональных программ по физиологии с учетом подготовки бакалавров, дипломированных специалистов и магистров наук. Решение этих задач особенно важно и приоритетно для кафедры потому, что нашей академией разработан свой вариант учебного плана по осуществлению многоуровневой структуры высшего физкультурного образования в России.
За достигнутые успехи в учебной и научной работе и в связи с 75-летием со дня основания кафедры в апреле 1995 года решением Ученого Совета академии ей присвоено имя профессора А.Н. Крестовникова, а для студентов учреждены две его именные стипендии.
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СПОРТИВНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
Основные учебные и научные разработки по спортивной физиологии впервые начались и неразрывно связаны с историей развития кафедры физиологии академии физической культуры им. П.Ф. Лесгафта. Особенностью деятельности кафедры физиологии явилось создание при не научных лабораторий по основным разделам спортивной физиологии.
Выполненные исследования в этих лабораториях позволили получить новые данные по спортивной биоэнергетике и осуществить классификацию спортивных упражнений с учетом их энергетической характеристики (А.Б. Гандельсман); была разработана методика неинвазивного определения композиции скелетных мышц и вскрыты механизмы развития двигательного навыка (Н.В. Зимкин); выявлен феномен синхронизации потенциалов на электромиограммах при утомлении (Е.К. Жуков); определены особенности сосудистых реакций у спортсменов различных специализаций (В.В.Васильева); создана оригинальная методика регистрации электроэнцефалограмм непосредственно в процессе высокоинтенсивной мышечной работы и впервые исследованы корковые механизмы регуляции движений спортсменов (Е.Б.Сологуб); изучены эмоции при соревновательной деятельности (С.А.Разумов); развито представление о физиологических резервах спортсмена (А.С.Мозжухин); обосновано учение о функциональной системе адаптации спортсменов (А.С.Солодков) и др.
В дальнейшем изучение различных проблем спортивной физиологии в нашей стране существенно расширялось и углублялось, но при этом в большинстве случаев использовались методические подходы, разработанные на кафедре физиологии АФК им. П.Ф. Лесгафта. В настоящее время исследования ведутся во всех учебных и научно-исследовательских институтах физической культуры, во многих университетах, медицинских и педагогических вузах. Изучаются роль и значение всех физиологических систем организма при мышечной деятельности, а также приоритетные для спортивной физиологии проблемы: адаптация к физическим нагрузкам, работоспособность, утомление и восстановление спортсменов, функциональные резервы организма и др.
Выяснение вопроса о процессах экстраполяции в ЦНС имеет существенное значение для обоснования вариативности нагрузок в процессе спортивной тренировки. Только на основе этой концепции может быть правильно построен тренировочный процесс, при котором должны варьироваться величина, скорость и интенсивность нагрузок, что еще не всегда принимается во внимание медиками, тренерами и спортсменами. Необходимо также учитывать возрастную динамику локомоторных функций человека.
Приоритетными направлениями дальнейших исследований физиологии ЦНС являются выяснение особенностей формирования и мобилизации функциональных резервов мозга спортсменов и изучение перестроек корковых функциональных систем взаимосвязанной активности в процессе адаптации их к специализированным нагрузкам. Существенное внимание следует уделить исследованиям вызванной активности коры больших полушарий и спинного мозга, а также роли функциональной асимметрии и сенсорных систем в формировании некоторых специальных двигательных навыков.
В последние годы развивается новое направление спортивной физиологии, связанное с разработкой спортивной генетики и рассматривающее особенности наследственных влияний и тренируемости различных физиологических показателей и физических качеств и, в первую очередь, роли врожденных индивидуально-типологических особенностей организма для спортивной ориентации, отбора и прогнозирования достижений в спорте.
Благоприятные изменения, происходящие в организме, и в частности, в сердечно-сосудистой системе при занятиях физической культурой и спортом – очевидны. Однако далеко не все вопросы этого раздела спортивной кардиологии решены, и изучение функциональных сдвигов нельзя считать законченным. Требует дальнейшего исследования возможность развития патологических изменений в сердце (патологическое спортивное сердце, по Г.Ф. Лангу), которые могут возникнуть прежде всего вследствие чрезмерных тренировочных нагрузок, превышающих возможности конкретного спортсмена. Трудности в изучении и предупреждении ряда заболеваний у спортсменов заключаются в том, что в настоящее время нет разработанного и научно-обоснованного курса патологической физиологии спорта, необходимость которого весьма очевидна.
До настоящего времени отсутствуют данные, касающиеся эффективности разных сочетаний темпа движений и частоты дыхания в различных видах спорта, а также о характере и степени произвольных коррекций внешнего дыхания.
До сих пор остается спорным вопрос о длительности восстановления после напряженных тренировочных и соревновательных нагрузок.
Касаясь некоторых специальных теоретических вопросов, имеющих и несомненное прикладное значение в спорте, нужно в первую очередь указать на проблемы адаптации к физическим нагрузкам, функциональных резервов организма, спортивной биоритмологии, психофизиологического и медицинского отбора и профессиональной ориентации спортсменов. В частности, ближайшими задачами являются определение количественных критериев различных стадий адаптации, анализ адаптивных функциональных систем, формирующихся при различных видах спортивной деятельности, дифференцирование адаптационных изменений от предпатологических состояний и исследование компенсаторных реакций.
Уже многие годы проводятся исследования различных функций организма спортсменов. Однако комплексные обследования осуществляются относительно редко, а анализ результатов связан с длительной обработкой получаемых данных. В связи с этим в спортивной физиологии большое значение приобретают так называемые экспресс-методы, позволяющие оценивать функциональное состояние спортсмена не только после, но и в процессе тренировок и соревнований. Важной задачей спортивных физиологов является также обоснование, разработка и внедрение экспресс-методов с целью исследования функциональных систем адаптации, формирующихся к различным видам физических упражнений. Использование компьютеров даст возможность быстро анализировать и обобщать результаты, полученные различными методами исследования, а наиболее важные и информативные сразу внедрять в практику.
Говоря о массовой физической культуре, нужно учитывать следующее. Применяемые нагрузки должны вызывать изменения, соответствующие только стадии повышения неспецифической устойчивости (адаптированности) организма. Необходимо также предупреждение возможности возникновения травм. Все это относится и к физической подготовке специальных контингентов: военнослужащих, спасательных команд и др. Особого внимания заслуживают занятия физической культурой с детьми, женщинами, инвалидами и лицами с ослабленным здоровьем. Требуются дальнейшая разработка и научное обоснование целого ряда физиологических проблем, связанных с возрастными и медико-биологическими особенностями этих контингентов лиц, характером их адаптивных перестроек.
В ближайшие годы в массовой физической культуре следует решить вопросы о минимальном объеме физических упражнений при различном их сочетании и необходимой продолжительности занятий, что в совокупности позволит получить достаточный оздоровительный эффект в отношении устойчивости людей к действию неблагоприятных факторов окружающей среды и сохранения высокой умственной и физической работоспособности. Такого рода исследования сложны, объемны, но они крайне необходимы. При этом минимальные нормы нагрузки и времени при занятиях физическими упражнениями, очевидно, будут неодинаковы для лиц различного возраста, состояния здоровья, пола, профессии, что потребует дифференцированного подхода к исследованиям разных групп населения. Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что и до настоящего времени внимание исследователей было обращено на спорт, и особенно спорт высших достижений. Физическая культура массового характера находится в стороне, и функциональные изменения, адаптивные перестройки при этом изучаются в меньшей степени.
Интенсивно развивающаяся практика физической культуры и спорта требует быстрейшей реализации прикладных направлений спортивной физиологии. Вместе с тем, еще раз следует напомнить общеизвестное положение о том, что не разрабатывая глубоко теоретических проблем и не проводя фундаментальных исследований, мы постоянно будем отставать и в практике. Полезно напомнить слова известного итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта, сказанные им еще в 1815 году: «Нет ничего практичнее хорошей теории».
СОВРЕМЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ
Общепринятой в настоящее время считается классификация физических упражнений, предложенная московским физиологом В.С. Фарфелем (1970). В этой системе в силу многообразия и разнохарактерности физических упражнений применены различные критерии классификации (см. схему классификации).
Схема физиологической классификации упражнений в спорте
(по В.С. Фарфелю, 1970, 1975)
ПОЗЫ
- Лежание
- Сидение
- Стояние
- С опорой на руки
ДВИЖЕНИЯ
I. Стереотипные (стандартные) движения
- Качественного значения (с оценкой в баллах)
- Количественного значения (с оценкой в килограммах, метрах, секундах)
Ц и к л и ч е с к и е
По зонам мощности
- Максимальной
- Субмаксимальной
- Большой
- Умеренной
А ц и к л и ч е с к и е
- Собственно-силовые
- Скоростно-силовые
- Прицельные
II. Ситуационные (нестандартные) движения
- Спортивные игры
- Единоборства
- Кроссы
Все спортивные упражнения разделены первоначально на позы и движения. Затем все движения подразделены по критерию стандартности на стандартные или стереотипные (с повторяющимся порядком действий) и нестандартные или ситуационные (спортивные игры и единоборства). Стандартные движения разбиты на 2 группы по характеру оценки спортивного результата – на упражнения качественного значения (с оценкой в баллах – гимнастика, фигурное катание, прыжки в воду и др.) и количественного значения (с оценкой в килограммах, метрах секундах). Из последних выделены упражнения с разной структурой – ациклические и циклические. Среди ациклических упражнений выделены собственно-силовые (тяжелая атлетика), скоростно-силовые (прыжки, метания) и прицельные (стрельба).
Циклические упражнения по предельному времени работы разделены по зонам относительной мощности – максимальной мощности (продолжающиеся до 10-30с), субмаксимальной (от 30-40с до 3-5 мин), большой (от 5-6 мин до 20-30 мин) и умеренной мощности (от 30-40 мин до нескольких часов). При этом учитывалось, что физическая нагрузка не равна физиологической нагрузке на организм человека, а основной величиной, характеризующей физиологическую нагрузку является предельное время выполнения работы. Анализ спортивных рекордов на различных дистанциях бегунов, конькобежцев, пловцов и др. позволил построить логарифмическую зависимость между логарифмом интенсивности энерготрат ( и соответственно скорости прохождения дистанций) и логарифмом предельного времени работы. На графике этой зависимости выделились 4 различных участка: 1) с наивысшей скоростью (около 10 м.с-1) – зона максимальной мощности; 2) со скоростью близкой к максимальной (с резким падением скорости в диапазоне от 10 до7 м.с-1) – зона субмаксимальной мощности; 3) с более медленным падением скорости (7-6 м.с-1) и 4) зона с новым резким падением скорости (до 5 м.с-1 и менее) – зона умеренной мощности.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПОРТИВНЫХ ПОЗ
И СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Двигательная деятельность человека проявляется в поддержании позы и выполнении двигательных актов.
П о з а – это закрепление частей скелета в определенном положении. При этом обеспечивается поддержание заданного угла или необходимого напряжения мышц.
При сохранении позы скелетные мышцы осуществляют две формы механической реакции – тонического напряжения (пока возможно достаточно стабильное сохранение позы) и фазных (тетанических) сокращений (для коррекции позы при ее заметных отклонениях от заданного положения и при больших усилиях).
О с н о в н ы е п о з ы, которые сопровождают спортивную деятельность, - это лежание (плавание, стрельба), сидение ( гребля, авто-, вело- и мотоспорт, конный спорт и др.), стояние (тяжелая атлетика, борьба, бокс, фехтование и др.), с опорой на руки (висы, стойки, упоры). При л е ж а н и и усилия мышц минимальны, с и д е н и е требует напряжения мышц туловища и шеи, а с т о я н и е – из-за высокого положения общего центра масс и малой опоры – значительных усилий антигравитационных мышц – разгибателей задней поверхности тела. Наиболее сложными являются позы с о п о р о й н а р у к и. В позах «вис» и «упор» координация менее сложна, но требуются большие усилия мышц (например, упор руки в сторону на кольцах). Наибольшую сложность представляют стойки (например, стойка на кистях). В этом случае требуется не только большая сила мышц рук, но и хорошая координация при малой опоре и необычном положении вниз головой, которое вызывает у нетренированных лиц значительный приток крови к голове и массивную афферентную импульсацию от смещенных внутренних органов и от вестибулярного аппарата.
Правильная организация позы имеет большое значение для двигательной деятельности. Она является основой любого движения, обеспечивая опору работающим мышцам, выполняя фиксацию суставов в нужные моменты (например, при отталкивании ног от опоры при ходьбе). Закрепляя тело человека в вертикальном положении, она осуществляет антигравитационную функцию, помогая преодолеть силу земного притяжения и противодействуя падению. Поддержание сложных поз (например, при выполнении на одной ноге высокого равновесия на полупальцах в художественной гимнастике) в неподвижном положении или при движении обеспечивает сохранение равновесия тела.
Позы, как и движения, могут быть произвольными и непроизвольными. Произвольное управление позой осуществляется корой больших полушарий. После автоматизации многие позные реакции могут осуществляться непроизвольно, без участия сознания. В организации непроизвольных поз участвуют условные и безусловные рефлексы. Специальные статистические и статокинетические рефлексы поддержания позы (установочные рефлексы) происходят с участием продолговатого и среднего мозга.
Различают р а б о ч у ю п о з у, обеспечивающую текущую деятельность, и п р е д р а б о ч у ю п о з у, которая необходима для подготовки предстоящего действия. Поза может быть удобной (и тогда работоспособность человека повышается) и неудобной, при которой эффективность работы снижается.. Например, при стендовой стрельбе в положении стоя опытные спортсмены так распределяют нагрузку на части скелета, что в ЭМГ наблюдается минимальная активность мышц туловища. Это позволяет спортсменам длительное время стоять без утомления. В то же время у менее подготовленных стрелков при плохой организации позы имеется значительное напряжение мышц, что быстро приводит к утомлению и снижению точности стрельбы.
Работая в условиях неподвижной позы человек выполняет с т а т и ч е с к у ю
р а б о т у. При этом его мышцы работают в изометрическом режиме и их механическая работа равна нулю, так как отсутствует перемещение тела или его частей. (поскольку А=Р·Н, а Н=0, то и А=0). Однако с физиологической точки зрения человек испытывает определенную нагрузку, тратит на нее энергию, устает, и его работа может оцениваться по длительности ее выполнения. В спорте, как правило, статическая работа связана с большим напряжением мышц.
В центральной нервной системе (в первую очередь – в моторной области коры) при такой работе создается мощный очаг возбуждения – рабочая доминанта, которая оказывает тормозящее влияние на другие нервные центры, в частности на центры дыхания и сердечной деятельности. Так как при этом, в отличие от динамической работы, активность нервных центров должна поддерживаться непрерывно, без интервалов отдыха, то статические напряжения весьма утомительны и не могут поддерживаться длительное время. Специфические системы взаимосвязанной активности нервных центров проявляются в коре больших полушарий у спортсменов (по данным ЭЭГ) лишь при достаточных статических усилиях (например, у штангистов при подъеме штанги весом не менее 70-80% от максимальной произвольной силы), одновременно в мышцах в реакцию вовлекаются наименее возбудимые и мощные быстрые двигательные единицы. Этим объясняется необходимость включения в тренировочные занятия максимальных и околомаксимальных нагрузок.
В двигательном аппарате при статической работе наблюдается непрерывная активность мышц, что делает ее более утомительной, чем динамическая работа с той же нагрузкой.
Лишь при статических напряжениях, не превышающих 7-8-% от максимальных, кровоснабжение мышц обеспечивает необходимый кислородный запрос. При 20-процентных статических усилиях кровоток через мышцу уменьшается в 5-6 раз, а при усилиях более 30% от максимальной произвольной силы – прекращается вовсе.
В настоящее время обнаружено, что артериальное давление в мышцах при статической работе может достигать 400-500мм рт.ст., так как это необходимо для преодоления периферического сопротивления кровотоку. Однако даже прекращение кровоток заметно не снижает работу мышц, так как в них имеются запасы кислорода и анаэробных источников энергии, а сама работа кратковременна.
Изменения вегетативных функций демонстрирует так называемый феномен статических усилий (или феномен Линдгарта-Верещагина): в момент выполнения работы уменьшаются ЖЕЛ, глубина и минутный объем дыхания, падает ЧСС и потребление кислорода, а после окончания работы наблюдается резкое повышение этих показателей. Этот эффект больше выражен у новичков, но по мере адаптации спортсменов к статической работе он проявляется гораздо меньше.
При статической работе содержание кислорода в альвеолах легких зависит от принятой позы: из-за ухудшения легочного кровотока и неравномерности вентиляции различных долей легких оно составляет в позе стояния – 14,9%, сидения – 14,4%, лежания – 14,1%.
При значительных усилиях наблюдается явление н а т у ж и в а н и я, которое представляет собой выдох при закрытой голосовой щели, в результате чего туловище получает хорошую механическую опору, а сила скелетных мышц увеличивается.
Напряжение скелетных мышц при позно-тонических реакциях и статических усилиях оказывает в результате повышенной проприоцептивной импульсации регулирующее влияние на вегетативные процессы – м о т о р н о-в и с ц е р а л ь н ы е
р е ф л е к с ы (Могендович М.Р., 1972). Это, в частности, нарастание ЧСС (моторно-кардиальные рефлексы) и угнетение работы почек – уменьшение диуреза (моторно-ренальные рефлексы). Так, при положении вниз головой ЧСС составляет – 50, при лежании – 60, сидении – 70, стоянии – 75 уд · мин-1, а количество мочи, образовавшейся за 1,5 часа, в позе лежания – 177 мл, а в позе стояния – 136 мл.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТАНДАРТНЫХ
ЦИКЛИЧЕСКИХ И АЦИКЛИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ
С т а н д а р т н ы е и л и с т е р е о т и п н ы е д в и ж е н и я характеризуются сравнительным постоянством движений и их последовательностью, закрепляемой в виде двигательного динамического стереотипа. По структуре движений различают циклические и ациклические стандартные движения.
СТАНДАРТНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
С т а н д а р т н ы е ц и к л и ч е с к и е у п р а ж н е н и я отличаются повторением одних и тех же двигательных актов (1-2-1-2-1-2 и т.д.). По предельной длительности работы они подразделяются на 4 зоны относительной мощности – максимальную, субмаксимальную, большую и умеренную.
Р а б о т а м а к с и м а л ь н о й м о щ н о с т и продолжается до 20-30с (например, спринтерский бег на 60, 100 и 200м; плавание на 25 и 50м; велогонки на треке – гиты на 200 и 500 м и т.п.)
Такая работа относится к анаэробным алактатным нагрузкам, т.е. выполняется на 90-95% за счет энергии фосфагенной системы – АТФ и КрФ. Единичные энерготраты предельные – достигают 4 ккал · с-1, зато суммарные – минимальны (около 80 ккал). Огромный кислородный запрос (порядка 8 или в пересчете на 1 мин – 40л) во время работы удовлетворяется крайне незначительно (менее 0,1), но кислородный долг не успевает достичь большой величины из-за кратковременности нагрузки. Короткий рабочий период недостаточен для заметных сдвигов в системах дыхания и кровообращения. Однако, в силу высокого уровня предстартового возбуждения ЧСС достигает высокого уровня – до 200 уд · мин-1. В результате активного выхода из печени углеводов в крови обнаруживается повышенное содержание глюкозы – гипергликемия.
Ведущими системами организма при работе в зоне максимальной мощности являются центральная нервная система и двигательный аппарат, так как требуется высокий уровень возбудимости и лабильности нервных центров и скелетных мышц, хорошая подвижность нервных процессов, способность к быстрому расслаблению мышечных волокон и достаточные запасы в них креатинфосфата.
Р а б о т а с у б м а к с и м а л ь н о й м о щ н о с т и продолжается от 20-30с до 3-5 мин (например, бег на средние дистанции – 400, 800, 1000 и 1500м; плавание на дистанции 100, 200 и 400м; скоростной бег на коньках на 500, 1000, 1500 и 3000м; велогонки – гиты на 1000м; гребля – 500, 1000м и др.).
Сюда относятся нагрузки анаэробно-аэробного характера. С увеличением дистанции скорость локомоций в этой зоне резко падает, и, соответственно, быстро снижаются единичные энерготраты (от 1,5 до 0,6 ккал · с-1), зато суммарные энерготраты возрастают (от 150 до 450 ккал). Покрытие энерготрат преимущественно за счет анаэробных реакций гликолиза приводит к предельному нарастанию концентрации лактата в крови (до 20-25мМоль. л-1), которая увеличивается по сравнению с уровнем покоя в 25 раз. В этих условиях рН крови снижается до 7.0 и менее. Длительность работы достаточна для максимального усиления функций дыхания и кровообращения, в результате достигается МПК. ЧСС находится на уровне 180 уд. мин-1. Несмотря на это, потребление кислорода удовлетворяет на дистанции лишь 1/3 очень высокого кислородного запроса (на разных дистанциях от 25 до 8,5л. мин-1), а кислородный долг, составляющий 50-80% от запроса, возрастает у высококвалифицированных спортсменов до предельной величины – порядка 20-22л. В связи с этим стабилизация потребления кислорода и показателей кардиореспираторной системы, достигаемая к концу дистанции, получила название кажущегося или ложного устойчивого состояния.
Ведущими физиологическими системами обеспечения работы в зоне субмаксимальной мощности являются кислороднотранспортные системы – кровь, кровообращение и дыхание, а также центральная нервная система, роль которой еще очень велика, так как она должна управлять движениями, осуществляемыми с очень высокой скоростью, в условиях недостаточного кислородного снабжения самих неравных центров.
Р а б о т а б о л ь ш о й м о щ н о с т и продолжается от 5-6 мин до 20-30 мин. Сюда относятся циклические упражнения с преодолением длинных дистанций – бег на 3000, 5000, 10000м; плавание на 800, 1500м; бег на коньках – 5000, 10000м; лыжные гонки – 5,10км; гребля – 1,5-2 км и др. Работа в этой зоне мощности характеризуется как аэробно-анаэробная. Особенное значение здесь, наряду с гликолитическим энергообразованием, имеют реакции окисления углеводов (глюкозы). Максимальное усиление функций кардиореспираторной системы обеспечивает достижение организмом спортсмена МПК. Однако кислородный долг, составляя 10-30% от запроса, при большой длительности работы достигает к концу дистанции большой величины (12-15л). Этим объясняется высокая концентрация лактата в крови (около 10мМоль. л-1) и заметное снижение рН крови.
На протяжении дистанции наблюдается стабилизация показателей потребления кислорода, дыхания и кровообращения, хотя полного удовлетворения потребления кислорода во время работы не происходит, т.е. устанавливается кажущееся устойчивое состояние. ЧСС сохраняется достаточно постоянно на оптимальном рабочем уровне – 180 уд. мин-1. Единичные энерготраты – невысоки (0,5-0,4 ккакл. с-1), но суммарные энерготраты достигают 750-900 ккал.
Ведущее значение в этой зоне большой мощности имеют функции кардиореспираторной системы, а также системы терморегуляции желез внутренней секреции.
Р а б о т а у м е р е н н о й м о щ н о с т и продолжается от 30-40 мин до нескольких часов. Сюда входят сверхдлинные беговые дистанции – 20, 30 км, марафон 42195м, шоссейные велогонки – 100 км и более, лыжные гонки – 15,30,50 км и более, спортивная ходьба на дистанциях от 10 до 50 км, гребля на байдарках и каноэ – 10000м, сверхдлинные заплывы и пр.
Энергообеспечение осуществляется почти исключительно аэробным путем, причем по мере расходования глюкозы происходит переход на окисление жиров. Единичные энерготраты – незначительны (до 0,3 ккал. с-1), зато суммарные энерготраты огромны – до 2-3 тыс.ккал и более. Потребление кислорода в этой зоне мощности составляет около 70-80% МПК и практически покрывает кислородный запрос во время работы, так что кислородный долг к концу дистанции составляет менее 4л, а концентрация лактата не превышает нормы (около 4мМоль. л-1). Сдвиги показателей дыхания и кровообращения ниже максимальных. ЧСС держится на уровне 160-180 уд. мин –1. Несмотря на переключение окислительных процессов на утилизацию жиров (происходящую, например, у марафонцев после пробегания начальных 30 км пути), на дистанции продолжается расход углеводов. Это приводит к уменьшению почти в 2 раза содержания в крови глюкозы – явлению гипогликемии. Это резко нарушает функции ЦНС, координацию движений, ориентацию в пространстве, а в тяжелых случаях вызывает потерю сознания. К тому же длительная монотонная работа приводит также к запредельному торможению в ЦНС, называемому еще охранительным торможением, так как оно снижая темп движения или прекращая работу, предохраняет организм спортсмена, в первую очередь нервные клетки, от разрушения и гибели.
Ведущее значение в зоне умеренной мощности имеют большие запасы углеводов, предотвращающие гипогликемию, и функциональная устойчивость ЦНС к монотонии, противостоящая развитию запредельного торможения.
СТАНДАРТНЫЕ АЦИКЛИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
Данная группа движений характеризуется стереотипной программой двигательных актов, но в отличие от циклических упражнений, эти акты разнообразны (1-2-3-4 и т.д.). Их подразделяют на движения качественного значения, оцениваемые в баллах – гимнастика, акробатика, фигурное катание, прыжки в воду, на батуте и др., и на движения, имеющие количественную оценку. Среди движений с количественной оценкой выделяют:
- С о б с т в е н н о-с и л о в ы е, характерные, например, для тяжелой атлетики, где сила спортсмена направлена на преодоление массы поднимаемой штанги, а ускорение штанги изменяется мало (согласно второму закону Ньютона сила равна произведению массы на сообщаемое ей ускорение, в данном случае Fmax= mmax. a).
- С к о р о с т н о-с и л о в ы е (прыжки, метания), где вес ядра, молота, диска, копья или вес собственного тела спортсмена – величина неизменная, а спортивный результат определяется заданным снаряду или телу ускорение, т.е. Fmax=m. amax.
- П р и ц е л ь н ы е д в и ж е н и я (стрельба пулевая, из лука, городки, дартс и пр.), требующие устойчивости позы, тонкой мышечной координации, точности анализа за сенсорной информации.
Во всех этих упражнениях сочетается динамическая и статическая работа, анаэробного (прыжки, метания) или анаэробно-аэробного характера (например, вольные упражнения в гимнастике, произвольная программа в фигурном катании и др.), которые по длительности выполнения соответствуют зонам максимальной и субмаксимальной мощности. Суммарные энерготраты здесь невысоки из-за краткости выполнения, кислородный запрос на работу и кислородный долг (-2л) малы. Значительных требований к вегетативным системам организма не предъявляется. Выполнение упражнений требует хорошей координации, пространственной и временной точности движений, развитого чувства времени, концентрации внимания, значительной абсолютной и относительной силы.
Ведущими системами являются ЦНС, сенсорные системы, двигательный аппарат.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
НЕСТАНДАРТНЫХ ДВИЖЕНИЙ
К нестандартным или ситуационным движениям относят спортивные игры (баскетбол, волейбол, теннис, футбол, хоккей и др.) и единоборства (бокс, борьба, фехтование). К этой же группе причисляют кроссы из-за большой сложности профиля современных трасс.
Для этих движений характерны:
- Переменная мощность работы (от максимальной до умеренной или полной остановки спортсмена), сопряженная с постоянными изменениями структуры двигательных действий и направления движений;
- Изменчивость ситуации, сочетаемая с дефицитом времени.
Нестандартные упражнения характеризуются ациклической или смешанной (циклической и ациклической) структурой движений, преобладанием динамической скоростно-силовой работы (в борьбе существенны и статические напряжения), высокой эмоциональностью.
В отношении ЦНС предъявляются высокие требования к «творческой» функции мозга из-за отсутствия стандартных программ двигательной деятельности. Особое значение имеют процессы восприятия и переработки информации в крайне ограниченные интервалы времени, что требует повышенного уровня пропускной способности мозга. Спортсмену необходима не только оценка текущей ситуации, но и предвосхищение возможных ее будущих изменений, т.е. развитая способность к экстраполяции. При выполнении ударных действий и бросков (мяча, шайбы) основная рабочая фаза движений занимает десятые и сотовые доли секунды. Это исключает внесение сенсорных коррекций в текущий двигательный акт и, следовательно, все движение должно быть заранее и очень точно запрограммировано. При этом сама программа действия и имеющиеся двигательные навыки спортсмена должны постоянно варьировать в зависимости от изменений условий их выполнения (исключение могут составлять только штрафные броски и удары). Все эти условия ситуационной деятельности требуют, высокой возбудимости и лабильности нервных центров, силы и подвижности нервных процессов, преимущественного представительства среди спортсменов таких типов ВНД как холерик и сангвиник, помехоустойчивости к значительной нервно-эмоциональной напряженности, а также специфических черт умственной работоспособности – развитого оперативного мышления, большого объема и концентрации внимания, а в командных играх – и распределения внимания, способности к правильному принятию решений и быстрой мобилизации из памяти тактических комбинаций, двигательных навыков и умений для эффективного решения тактических задач.
Роль сенсорных систем исключительно велика, особенно дистантных – зрительной и слуховой. В ситуационной деятельности имеют значение как центральное зрение (при бросках мяча в кольцо, нанесении ударов в боксе, фехтовании и т.п.), так и периферическое (для ориентировки на поле, ринге). Для четкого восприятия действий игроков, соперников и летящего мяча, шайбы, особенно при больших скоростях (мяча в теннисе, шайбы в хоккее – до 200 км. час-1 и более) и малых размерах (настольный теннис) спортсмену необходимы хорошая острота и глубина зрения, идеальный мышечный баланс глаз, а в командных играх – большие размеры поля зрения. Для ориентации в пространстве и во времени имеет важное значение слуховая сенсорная система. Резкие изменения направления и формы движений, повороты, падения, броски вызывают сильное раздражение отолитового и ампулярного аппаратов вестибулярной сенсорной системы. Требуется высокая вестибулярная устойчивость, чтобы не происходили при этом нарушения координации движений и негативные вегетативные реакции. В двигательной сенсорной системе занятия ситуационными видами спорта вызывает повышение проприоцептивной чувствительности в тех суставах, которые имеют основное значение в данном виде спорта (например, у баскетболистов – в лучезапястном суставе, у футболистов – в голеностопном).
Занятия ситуационными упражнениями развивают в двигательном аппарате высокую возбудимость и лабильность скелетных мышц, хорошую синхронизацию скоростных возможностей разных мышечных групп. Развитие силы и скоростно-силовых способностей помогает осуществлению точных и резких бросков и ударов. Требуется также хорошая гибкость (например, в борьбе) и выносливость.
Энерготраты в ситуационных упражнениях сравнительно ниже, чем в циклических. В связи с большими различиями в размерах площадок, числе участников, темпе движений соотношение аэробных и анаэробных процессов энергообразования заметно различается: в волейболе, например, преобладают аэробные нагрузки, в футболе – аэробно-анаэробные, в хоккее с шайбой – анаэробные. Переменная мощность физических нагрузок позволяет во многом удовлетворять кислородный запрос уже во время работы и снижает величину кислородного долга.
Основной характеристикой вегетативных функций в ситуационных движениях является не достигнутый во время нагрузки рабочий уровень, а степень его соответствия мощности работы в данный момент. ЧСС, постоянно изменяясь, колеблется, в основном, в диапазоне от 130 до 180-190 уд. мин-1; частота дыхания – от 40 до 60 вдохов в 1 мин. Величины ударного и минутного объема крови, глубины и минутного объема дыхания, МПК при работе скромнее, чем у спортсменов в циклических видах спорта. В связи с большими потерями воды, а также рабочими энерготратами, вес тела спортсмена, особенно после соревновательных нагрузок, снижается на 1-3 кг.
Ведущими системами являются ЦНС, сенсорные системы, двигательный аппарат.
Тесты контроля по классификации физических упражнений
Вариант 1
1. Циклические упражнения это
а) стандартные упражнения
б) характеризуются мощностью
в) выполняются в аэробно-анаэробных условиях
г) зависят от ситуации
2. Ациклические упражнения имеют
а) стереотипную программу
б) разнообразные фазы
в) собственно-силовые качества
3. К смешанным упражнениям относят
а) скоростно-силовые
б) собственно-силовые
в) циклические
г) динамические упражнения
4. При скоростно-силовых упражнениях формируется
а) скорость
б) взрывная сила
в) ускорение
г) кислородный долг
5. Для нестандартных упражнений характерны
а) переменная мощность работы
б) изменчивость ситуации
в) дефицит времени
г) «творческая» функция головного мозга
6. Упражнения максимальной интенсивности проходят
а) в аэробных условиях
б) в анаэробных условиях
в) в аэробно-анаэробных условиях
7. Образование энергии при работе субмаксимальной мощности происходит за счет
а) распада АТФ
б) креатининфосфата
в) гексозофосфата
г) гликогена
8. При работе большой мощности интенсивность
а) анаэробных процессов превышает аэробные реакции
б) аэробных процессов превышает анаэробные реакции
в) аэробных и анаэробных практически одинакова
9. Выполнение работы большой мощности зависит
а) от техники выполнения
б) физической подготовленности
в) функциональных показателей
г) от ситуации
10. При работе умеренной интенсивности
а) кислородный запрос больше максимального потребления кислорода
б) кислородный запрос равен максимальному потреблению кислорода
в) кислородный запрос меньше максимального потребления кислорода
г) формируется большой кислородный долг
11. Работа умеренной мощности сопровождается
а) потоотделением
б) потерей веса
в) усилением функций эндокринных желез
г) понижением сахара в крови
12. Работа какой мощности приводит к закислению крови
а) большой
б) умеренной
в) максимальной
г) субмаксимальной
13. При умеренной работе энергия образуется
а) из АТФ
б) креатининфосфата
в) гликогена
г) жиров
14. Наибольший общий расход энергии при
а) максимальной мощности
б) субмаксимальной мощности
в) большой мощности
г) умеренной мощности
15. Ситуационные упражнения могут быть
а) ациклическими
б) циклическими
в) скоростно-силовыми
г) собственно-силовыми
16. Упражнения постоянной интенсивности – это
а) максимальная мощность
б) субмаксимальная мощность
в) большая мощность
г) умеренная мощность
17. Упражнения переменной интенсивности – это
а) максимальная мощность
б) субмаксимальная мощность
в) большая мощность
г) умеренная мощность
18. Сальто назад – это упражнение
а) ациклические
б) собственно-силовое
в) стандартное
г) переменной интенсивности
19. Высокий уровень работоспособности за счет техники выполнения необходим при
выполнении упражнений
а) стандартных
б) циклических
в) ациклических
г) собственно-силовых
20. Полный процесс восстановления организма после нагрузки можно определить
а) по работе мышц
б) по температуре тела
в) по частоте сердечных сокращений
г) по анализу крови
21. Причиной утомления при выполнении умеренной мощности является
а) утомление нервных центров
б) накопление продуктов распада
в) истощение энергетических источников
г) обезвоживание организма
22. Длительный период восстановления имеет работа
а) максимальной
б) субмаксимальной
в) большой
г) умеренной мощности
23. Уровень потребления О2 при умеренной работе может достичь
а) 95% от max
б) 85% от max
в) 75% от max
г) 50% от max
24. От чего зависит наступление утомления при циклических упражнениях
а) от времени выполнения
б) от скорости выполнения
в) от дистанции
г) от всех факторов
25. Какой вид сокращений при динамических сокращениях
а) тетанический гладкий
б) тетанический зубчатый
в) одиночный
26. При статической работе
а) время ограничено
б) время неограниченно
в) время не имеет значения
Тесты контроля по классификации физических упражнений
Вариант 2
1. При работе большой мощности интенсивность
а) анаэробных процессов превышает аэробные реакции
б) аэробных процессов превышает анаэробные реакции
в) аэробных и анаэробных практически одинакова
2. Сальто назад – это упражнение
а) ациклические
б) собственно-силовое
в) стандартное
г) переменной интенсивности
3. Полный процесс восстановления организма после нагрузки можно определить
а) по работе мышц
б) по температуре тела
в) по частоте сердечных сокращений
г) по анализу крови
4. Наибольший общий расход энергии при
а) максимальной мощности
б) субмаксимальной мощности
в) большой мощности
г) умеренной мощности
5. Образование энергии при работе субмаксимальной мощности происходит за счет
а) распада АТФ
б) креатининфосфата
в) гексозофосфата
г) гликогена
6. Упражнения постоянной интенсивности – это
а) максимальная мощность
б) субмаксимальная мощность
в) большая мощность
г) умеренная мощность
7.Уровень потребления О2 при умеренной работе может достичь
а) 95% от max
б) 85% от max
в) 75% от max
г) 50% от max
8. При работе умеренной интенсивности
а) кислородный запрос больше максимального потребления кислорода
б) кислородный запрос равен максимальному потреблению кислорода
в) кислородный запрос меньше максимального потребления кислорода
г) формируется большой кислородный долг
9. Циклические упражнения это
а) стандартные упражнения
б) характеризуются мощностью
в) выполняются в аэробно-анаэробных условиях
г) зависят от ситуации
10. Работа умеренной мощности сопровождается
а) потоотделением
б) потерей веса
в) усилением функций эндокринных желез
г) понижением сахара в крови
11. Ациклические упражнения имеют
а) стереотипную программу
б) разнообразные фазы
в) собственно-силовые качества
12. К смешанным упражнениям относят
а) скоростно-силовые
б) собственно-силовые
в) циклические
13. Упражнения максимальной интенсивности проходят
а) в аэробных условиях
б) в анаэробных условиях
в) в аэробно-анаэробных условиях
14. От чего зависит наступление утомления при циклических упражнениях
а) от времени выполнения
б) от скорости выполнения
в) от дистанции
г) от всех факторов
15. При умеренной работе энергия образуется
а) из АТФ
б) креатининфосфата
в) гликогена
г) жиров
16. Выполнение работы большой мощности зависит
а) от техники выполнения
б) физической подготовленности
в) функциональных показателей
г) от ситуации
17. Работа какой мощности приводит к закислению крови
а) большой
б) умеренной
в) максимальной
г) субмаксимальной
18.Для нестандартных упражнений характерны
а) переменная мощность работы
б) изменчивость ситуации
в) дефицит времени
г) «творческая» функция головного мозга
19. При статической работе
а) время ограничено
б) время неограниченно
в) время не имеет значения
20.Длительный период восстановления имеет работа
а) максимальной
б) субмаксимальной
в) большой
г) умеренной мощности
21. Какой вид сокращений при динамических сокращениях
а) тетанический гладкий
б) тетанический зубчатый
в) одиночный
22. Причиной утомления при выполнении умеренной мощности является
а) утомление нервных центров
б) накопление продуктов распада
в) истощение энергетических источников
г) обезвоживание организма
23.Упражнения переменной интенсивности – это
а) максимальная мощность
б) субмаксимальная мощность
в) большая мощность
г) умеренная мощность
24. Высокий уровень работоспособности за счет техники выполнения необходим при
выполнении упражнений
а) стандартных
б) циклических
в) ациклических
г) собственно-силовых
25. Ситуационные упражнения могут быть
а) ациклическими
б) циклическими
в) скоростно-силовыми
г) собственно-силовыми
26. При скоростно-силовых упражнениях формируется
а) скорость
б) взрывная сила
в) ускорение
г) кислородный долг
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ
ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
В процессе жизнедеятельности человека формируются различные двигательные умения и навыки, составляющие основу его поведения
ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УМЕНИЯ, НАВЫКИ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основу технического мастерства спортсменов составляют двигательные умения и навыки, формирующиеся в процессе тренировки и существенно влияющие на спортивный результат. Считают, что эффективность спортивной техники за счет навыка повышается в циклических видах спорта на 10-25%, а в ациклических – еще более.
ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УМЕНИЯ И НАВЫКИ
Двигательные умения – способность на моторном уровне справляться с новыми задачами поведения. Спортсмену необходимо умение мгновенно оценивать поступающую информацию, выбирать в условиях дефицита времени адекватную реакцию и формировать наиболее результативные действия. Эти способности в наибольшей мере проявляются в спортивных играх и единоборствах, которые относят к ситуационным видам спорта (Фарфель В.С., 1970). В тех же случаях, когда вырабатываются одни и те же движения, которые в неизменном порядке повторяются на тренировках и во время соревнований (особенно в стандартных или стереотипных видах спорта), умения спортсменов закрепляются в виде специальных навыков.
Двигательные навыки – это освоенные и упроченные действия, которые могут осуществляться без участия сознания (автоматически) и обеспечивают оптимальное решение двигательной задачи.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основные методы исследования двигательных навыков можно разделить на 2 группы: 1) описывающие внешнюю структуру движений и 2) внутреннюю их структуру.
К первым относятся методы кино-, фото-, видео-, телесъемки движений, тензометрия, динамометрия, гониометрия, циклография и пр. Ко вторым – электрофизиологические методы6 электроэнцефалография, электромиография, запись Н – рефлексов и активности двигательных единиц. Комплексная оценка целостной структуры навыков осуществляется при одновременной регистрации биомеханических и физиологических показателей.
ФИЗИОЛОИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ
ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
В понимании физиологических механизмов двигательных навыков особый вклад внесли отечественные физиологи – И.П. Павлов, В.М. Бехтерев, А.А. Ухтомский, П.К. Анохин, Н.А. Бернштейн, А.Н. Крестовников, Н.В. Зимкин, В.С. Фарфель и др.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА, ДОМИНАНТА,
ДВИГАТЕЛЬНЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕРЕОТИП
Любые навыки – бытовые, профессиональные, спортивные – не являются врожденными движениями. Они приобретены в ходе индивидуального развития. Возникая в результате подражания, условных рефлексов или по речевой инструкции, двигательные акты осуществляются специальной функциональной системой нервных центров (Анохин П.К., 1975). Деятельность этой системы включает следующие процессы: синтез афферентных раздражений (информации из внешней и внутренней среды), учет доминирующей мотивации (предпочтение действий), использование памятных следов (арсенала движений и изученных тактических комбинаций): формирование моторной программы и образа результата действий; внесение сенсорных коррекций в программу, если результат не достигнут.
Комплекс нейронов, обеспечивающих эти процессы, располагается на различных этажах нервной системы, становясь доминантой, т.е. господствующим очагом в центральной нервной системе. Он подавляет деятельность посторонних нервных центров и, соответственно лишних скелетных мышц (Ухтомский А.А., 1923). В результате движения выполняются все более экономно, при включении лишь самых необходимых мышечных групп и лишь в те моменты, которые нужны для его осуществления. Происходит экономизация энерготрат.
Порядок возбуждения в доминирующих нервных центрах закрепляется в виде определенной системы условных и безусловных рефлексов и сопровождающих их вегетативных реакций, образуя двигательный динамический стереотип (Павлов И.П.; Крестовников А.Н., 1954). Каждый предшествующий двигательный акт в этой системе запускает следующий. Это облегчает выполнение целостного упражнения и освобождает сознание человека от мелочного контроля за каждым его элементом. Роль условно-рефлекторного механизма образования двигательных навыков доказывается, в частности, тем что выработанные навыки во многом угасают при перерывах в тренировке (при отсутствии подкрепления). Однако двигательные навыки отличаются от классических слюнных условных рефлексов, описанных И.П. Павловым (сенсорных или рефлексов 1 рода). Навыки, в основном, представляют условные рефлексы 2 рода – оперантные или инструментальные условные рефлексы (Конорский Ю.М., 1970). В них новым отделом рефлекторной дуги является ее эффекторная часть, т.е. создается новая форма движения или новая комбинация из ранее освоенных действий. Построение новой формы движений на основе имеющихся элементов Н.В. Зимкин (1975) отнес к явлениям экстраполяции (использования предшествующего опыта).
СТАБИЛЬНОСТЬ И ВАРИАТИВНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ
ДВИГАТЕЛЬНОГО НАВЫКА
Возникшие в первой половине ХХ века представления о доминанте, функциональной системе и двигательном динамическом стереотипе легли в основу понимания механизмов формирования двигательных навыков в процессе обучения человека. Дальнейшие исследования позволили уточнить эти классические представления.
Уже Н.А. Бернштейн отмечал, что даже достаточно простые навыковые действия не являются полностью стереотипными. При многократных повторениях они могут различаться по амплитуде, скорости выполнения отдельных элементов и т.д. Как оказалось, еще больше они различаются по внутренней структуре. Многоканальная регистрация ЭМГ различных мышц при выполнении спортивных упражнений показала, что в одних и тех же освоенных движениях значительно варьирует состав активных мышечных групп. Одни мышцы включаются в движения постоянно, а другие – лишь периодически (таблица). Варьируют длительность фаз, мышечные усилия, последовательность включения мышц. Это позволило говорить о закономерной вариативности внешних компонентов двигательного навыка. (Зимкин Н.В. 1975). Наличие вариаций позволяет отбирать оптимальные и отбрасывать неадекватные моторные программы, учитывать не только внешние изменения ситуации, но и сократительные возможности мышц. Вариативность особенно выражена в периоды врабатывания, перед отказом от работы и в восстановительном периоде. Регистрация активности отдельных нейронов головного мозга (в экспериментах на животных и в клинике при лечебных мероприятиях) показала значительную вариативность их включения в одни и те же освоенные действия. При этом между ними образуются как «жесткие» (стабильные), так и «гибкие» (вариативные) связи (Бехтерева Н.П., 1980)
Таблица
Стабильность и вариативность включения различных мышц
у квалифицированного тяжелоатлета при многократных рывках штанги
(по Н.Н. Зимкин, 1973)
| Мышцы | Наличие активности (+) при десяти повторных рывках | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| Четырехглавая мышца бедра, наружная То же, средний пучок То же, внутренний пучок Длинная спины Дельтовидная, средний пучок Трехглавая плеча Трапециевидная Двуглавая плеча Икроножная Двуглавая бедра Ягодичная Широчайшая спины Дельтовидная,передний пучок Большая грудная | + + + + + + + + + - + + + - | + + + + + + + + + - + - + - | + + + + + + + + + - - - + - | + + + + + + + + + + - - + - | + + + + + + + + + + + - + - | + + + + + + + + + - - - + - | + + + + + + + + + + - - + - | + + + + + + + + + - - - + - | + + + + + + + + + + - - + - | + + + + + + + + + + + + + + |
Сохранение основных черт двигательного навыка в условиях изменяющейся внешней среды и перестроек внутренней среды организма возможно лишь при варьировании «гибких» связей в системе управления движениями. Так, хорошо освоенный навык ходьбы осуществляется при разном наклоне туловища, переменных усилиях ног, неодинаковом составе скелетных мышц и нервных центров, различных вегетативных реакциях в зависимости от рельефа дороги, качества грунта, силы встречного ветра, степени отягощения, утомления человека и прочих причин. «Гибкие» элементы функциональной системы составляют основную ее часть, так как в любых условиях они обеспечивают выполнение навыка, достижение требуемого результата.
Навыки циклических движений более стабильны по сравнению с ациклическими, так как в их основе лежат повторения одинаковых циклов:
Элементы циклических движений Элементы ациклических движений
1-2-1-2-1-2… 1-2-3-4-5-6…
Циклические движения превращаются в навык при переходе от отдельных двигательных актов к последовательной их цепи – от отдельных шагов к ходьбе и бегу, от начертания отдельных букв к письму и т.п. При этом к процессам коркового управления движениями подключаются древние автоматизмы, так называемые циклоидные движения, осуществляемые подкорковыми ядрами головного мозга.
Навыки в ситуационных видах спорта (спортивных играх, единоборствах) отличаются наибольшей вариативностью. Стереотипы в этих видах спорта формируются лишь при овладении отдельными элементами техники (например, в штрафных бросках). Автоматизация этих навыков позволяет быстрее включать их в новые движения. В стандартных видах спорта навыки более стереотипны. Их стабильность повышается по мере роста спортивного мастерства. Но и здесь необходимо сохранение определенного уровня вариативности навыков для их адаптации к разным условиям выполнения.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И
СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
Процесс обучения двигательному навыку начинается с определенного побуждения к действию, которое задается подкорковыми и корковыми мотивационными зонами. У человека это, главным образом, стремление к удовлетворению определенной социальной потребности (любовь к данному виду спорта, желание им заниматься, преуспеть в упражнении и пр.). Оптимальный уровень мотиваций и эмоций способствует успешному усвоению двигательной задачи и ее решению.
ЗАМЫСЕЛ И ОБЩИЙ ПЛАН ДЕЙСТВИЯ
На первом этапе формирования двигательного навыка возникает замысел действия, осуществляемый ассоциативными зонами коры больших полушарий (переднелобными и нижнетеменными). Они формируют общий план осуществления движения. Вначале это лишь общее представление о двигательной задаче, которое возникает либо при показе движения другим лицом (педагогом, тренером или опытным спортсменом), либо после словесной инструкции, самоинструкции, речевого описания. В сознании человека создается определенный эталон требуемого действия, «модель потребного будущего» (Бернштейн Н.А., 1966). Эту функцию П.К. Анохин назвал «опережающее отражение действительности». Формирование такой наглядно-образной модели складывается из образа ситуации в целом (задаваемые пространственные и временные характеристики двигательной задачи) и образа тех мышечных действий, которые необходимы для достижения цели. Имея представление о требуемой модели движения, человек может осуществить ее разными мышечными группами. Так, например, подпись человека имеет характерные черты, независимо от мышечных групп, выполняющих ее (пальцы, кисть, предплечье, нога).
Особое значение имеют в этом процессе восприятие и переработка зрительной информации (при показе) и слуховой (при рассказе). Опытные спортсмены быстрее формируют зрительный образ движения, так как у них лучше выражена поисковая функция глаза, и они способны эффективно выделять наиболее важные элементы. У них богаче кладовая «моторной памяти» - хранящиеся в ней образы освоенных движений, быстрее происходит извлечение нужных моторных следов.
СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЬНЫХ НАВЫКОВ
На втором этапе обучения начинается непосредственное выполнение разучиваемого упражнения. При этом отмечаются 3 стадии формирования двигательного навыка:
- стадия генерализации (иррадиации возбуждения),
- стадия концентрации,
- Стадия стабилизации и автоматизации.
На первой стадии созданная модель становится основой для перевода внешнего образа во внутренние процессы формирования программы собственных действий. Физиологические механизмы этого во многом неясны. На ранних этапах онтогенеза, когда речевая регуляция движений (внешней речью постороннего лица или внутренней собственной речью) еще не развита, особенное значение имеют процессы подражания, общие у человека и животных. Наблюдая за действиями другого лица и имея некоторый опыт управления своими мышцами, ребенок превращает свои наблюдения в программы собственных движений. Эти процессы аналогичны процессам освоения речи, которую ребенок сначала слышит от окружающих людей, а затем преобразует в собственную моторную речь (по терминологии психолога Л.С. Выготского, это – явление интериоризации, т.е. превращение внешней речи во внутреннюю.
Некоторые особенности программирования отражаются в межцентральных взаимосвязях электрической активности мозга (Сологуб Е.Б., 1981). Можно видеть, например, что наблюдении за выполнением бега посторонним лицом в коре больших полушарий у человека появляются потенциалы в темпе этого бега (своеобразная модель наблюдаемого движения). Подобные изменения ритмов мозга и специфические перестройки пространственной синхронизации корковых потенциалов наблюдаются также при представлении и при мысленном выполнении движений. При этом пространственные взаимосвязи мозговой активности начинают отличаться от состояния покоя и приближаться к таковым при реальном выполнении работы (таблица).
Таблица
Появление сходства корковых функциональных систем при мысленном
и реальном выполнении бега у бегуна-спринтера 1 разряда
(по данным корреляционного анализа ЭЭГ)
| Исходное состояние | Мысленный бег | Реальный бег | |
| А | 6 – 7 - 4 | 4 – 3 – 5 – 2 – 7 6 | 4 – 3 – 5 – 2 –7 |
| В | 1,2,3,5,8 | 1,8 | 1,6,8 |
