Закономерности развития биохимической адаптации и принципы тренировки
Закономерности биохимической адаптации в процессе спортивной тренировки
Спортивную тренировку следует рассматривать как процесс направленной адаптации (приспособления) организма к воздействию физических нагрузок. Физические нагрузки, используемые в процессе тренировки, выполняют роль основного стимула (раздражителя), вызывают адаптационные изменения в организме. Понятие "физическая нагрузка" по своему содержанию шире понятия "физическое упражнение". Под физической нагрузкой в теории и практике спортивной тренировки понимается любая форма мышечной активности, включающая однократное или повторяемое выполнение определенного типа физических упражнений, при которой в организме возникают выраженные функциональные (физиологические и биохимические) изменения, способствующие росту тренированности. Однократной нагрузкой в наиболее простом случае может быть выполнение одного упражнения, но в большинстве случаев это комбинация из многих упражнений, выполняемых повторно в пределах одного тренировочного занятия.
Физические нагрузки,
Адаптация и тренировочный эффект
Направленность и величина биохимических изменений, происходящих в ответ на применяемые физические нагрузки, определяют тренировочный эффект. Степень воздействия физической нагрузки на организм зависит от избранных ее характеристик: интенсивности и продолжительности выполняемого упражнения, числа повторений пауз отдыха между ними и его характера, а также типа используемых упражнений. Изменение каждой из приведенных характеристик физической нагрузки вызывает строго определенные биохимические сдвиги в организме, а совокупное воздействие приводит к существенным перестройкам обмена веществ — адаптации, что выражается в улучшении функциональной подготовленности (тренированности) и повышении уровня спортивных достижений.
|
|
Под биохимической адаптацией организма понимают совокупность биохимических процессов, которые обеспечивают эффективную и экономическую его деятельность в условиях воздействия различных факторов среды, сохранение относительного уровня гомеостаза. Главенствующим фактором адаптации является высокоэффективная работа регуляторных систем метаболизма и физиологических систем.
Адаптация организма к воздействию физических нагрузок, как и к любому другому раздражителю, носит фазный характер. В зависимости от характера и времени реализации приспособительных изменений в организме выделяются два этапа адаптации — этап срочной и этап долговременной (хронической) адаптации. Этап срочной адаптации — это непосредственный ответ организма на однократное воздействие физической нагрузки. Реализуется он на основе готовых, ранее сформировавшихся биохимических механизмов и сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и функций вегетативного его обслуживания. Этап долговременной адаптации охватывает большой промежуток времени, развивается постепенно (на основе многократной реализации срочной адаптации) как результат суммирования следов повторяющихся нагрузок, связан с возникновением в организме структурных и функциональных изменений, которые формируются благодаря активации под влиянием нагрузки генетического аппарата функционирующих клеток и усилению в них синтеза специфических белков. Схема взаимосвязи отдельных звеньев срочной и долговременной адаптации приведена на рис. 191.
|
|
Усиление сократительной активности мышц во время физических нагрузок приводит к заметным сдвигам в системах энергообеспечения, в частности изменяется баланс макроэргических фосфатов в клетке, что сопровождается усилением процессов синтеза АТФ и восстановлением нарушенного баланса макроэргов. Эти процессы составляют начальное звено срочной адаптации. Вместе с тем нарушенный баланс макроэргических соединений в момент действия физической нагрузки активирует другой, более сложный уровень регуляции. Как видно из рис. 191, промежуточное звено, обозначенное как фактор-регулятор, контролирует активность генетического аппарата и определяет скорость синтеза нуклеиновых кислот и специфических белков в клетке. В роли фактор-регулятора в скелетных мышцах могут выступать свободный креатин, цАМФ, а также некоторые пептиды или стероидные гормоны. Таким путем в процессе долговременной адаптации под влиянием физических нагрузок активируется синтез нуклеиновых кислот и белков, что ведет к росту сократительных структур в мышце, повышению эффективности ее функционирования и более совершенному энергообеспечению.
|
|
В соответствии с фазовым характером протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам в теории и практике спорта принято выделять три разновидности тренировочного эффекта: срочный, отставленный (пролонгированный) и кумулятивный (накопительный).
Срочный тренировочный эффект определяется величиной и характером биохимических изменений в организме, происходящих непосредственно во время действия физической нагрузки и в период срочного восстановления (ближайшие 0,5—1 ч после нагрузки), когда происходит ликвидация кислородного долга, образовавшегося во время работы.
|
|
Отставленный тренировочный эффект наблюдается на поздних фазах восстановления после физической нагрузки. Его сущность составляют стимулированные работой пластические процессы, направленные на восполнение энергетических ресурсов организма и ускоренное воспроизводство разрушенных при работе и вновь синтезируемых клеточных структур.
Кумулятивный тренировочный эффект возникает как результат последовательного суммирования следов многих нагрузок или большого числа срочных и отставленных эффектов. В кумулятивном тренировочном эффекте воплощаются биохимические изменения, связанные с усилением синтеза нуклеиновых кислот и белков, наблюдаемые на протяжении длительного периода тренировки. Кумулятивный тренировочный эффект выражается в приросте показателей работоспособности и улучшении спортивных результатов.
Закономерности развития биохимической адаптации и принципы тренировки
Развитие адаптации под воздействием тренировки со все возрастающими физическими нагрузками описывается хорошо известной в биологии зависимостью "доза — эффект". Небольшие физические нагрузки, которые еще не достигают пороговой величины стимула, достаточной для возбуждения адаптационных изменений в организме, не будут стимулировать развитие тренируемой функции и потому относятся обычно к категории неэффективных нагрузок. Для обеспечения выраженного прироста тренируемой функции под воздействием определенного вида физической нагрузки ее величина должна превышать пороговое значение. Соблюдение этого требования в целях развития необходимых адаптационных изменений под воздействием нагрузок привело к появлению принципа сверхотягощения в теории спортивной тренировки. Согласно этому принципу, выраженные адаптационные изменения под влиянием тренировки произойдут лишь в том случае, если объем и интенсивность нагрузки будут в достаточной степени отягощать тренируемую функцию и побуждать ее к развитию.
Повышенная интенсивность функционирования ведущих систем и отдельных органов при тренировке создает необходимый стимул для ускорения процессов энергетического обмена и усиления синтеза нуклеиновых кислот и белков, образующих эти органы и системы, и приводит с течением времени к развитию необходимых структурных и функциональных перестроек в организме.
Существование порогового значения нагрузки и самого феномена сверхотягощения в процессе тренировки связано с тем обстоятельством, что развитие адаптационных изменений в организме в ответ на любое новое и достаточно сильное воздействие обеспечивается двумя различными функциональными системами: во-первых, системой внутриклеточного энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обслуживания, которые специфически реагируют на данный вид воздействия, строго пропорционально его силе; во-вторых, гормональными симпато-адреналовой и гипофизарно-андренокортикальной системами, которые неспецифически реагируют в ответ на самые различные раздражители и включаются в действие лишь тогда, когда сила этих раздражителей превышает определенный пороговый уровень. Такая неспецифическая реакция на достаточно сильный раздражитель получила название "синдром стресса", а раздражители, которые вызывают такую реакцию, обычно обозначаются как стресс-факторы и стрессоры. В роли стрессора, действующего в процессе тренировки, могут выступать не только физические нагрузки, но и другие внешние факторы: биоклиматические, фармакологические, психогенные, социальные и т. п.
Возникновение общего адаптационного синдрома в ответ на применяемые в тренировке физические нагрузки ведет к возбуждению важных вегетативных центров и, как следствие, — к возбуждению симпато-адреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем. В результате усиления такого рода гормональной активности в крови и тканях повышается концентрация катехоламинов и глюкокортикоидов. Оба эти гормональные факторы обладают широким диапазоном действия, в частности способствуют мобилизации энергетических и пластических ресурсов организма. Таким образом, физическая нагрузка, достигающая стрессового уровня, вызывает в организме генерализованную реакцию мобилизации, облегчающую возникновение необходимых адаптационных изменений в тренируемых функциях.
Как показывают результаты проведенных исследований, пороговая нагрузка, достаточная для активации симпато-адреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем, составляет около 50—60 % индивидуального МПК. Это означает, что для того чтобы вызвать прогрессирующие адаптационные изменения в организме, величина применяемой в процессе тренировки нагрузки не должна быть ниже значений ПАНО.
Когда величина применяемой нагрузки превысит пороговое значение, любое ее изменение в довольно широком диапазоне будет сопровождаться пропорциональным увеличением тренируемой функции. В этом диапазоне эффективных нагрузок становится возможным достаточно точное управление состоянием спортсменов. Однако возможности увеличения общего объема выполняемых нагрузок и непрерывного роста тренируемых функций небезграничны. В каждом конкретном случае существует индивидуальный предел адаптации в отношении данной функции или организма в целом. По мере приближения к этому пределу темпы прироста ведущей функции постепенно замедляются и при определенной величине нагрузки прекращаются совсем. При задании величины нагрузки свыше этого предельного уровня возникает парадоксальная реакция: с увеличением степени воздействия нагрузки ответная реакция организма снижается. Такая реакция характерна для срыва адаптации, т. е. для развития состояния перетренированности. Предельные нагрузки, как правило, имеют место на соревнованиях и контрольных тренировках, но они не могут использоваться часто, поскольку быстро приводят к истощению доминантных систем, ответственных за адаптацию.
Индивидуальная переносимость предельных нагрузок в наибольшей степени определяется адаптационным резервом симпато-адреналовой и гипофизарно-адренокортикальной систем. Высокотренированные спортсмены, имеющие высокий предел адаптации, отличаются более экономичной реакцией со стороны симпато-адреналовой системы, но способны достичь значительно более высоких максимальных концентраций катехоламинов в крови.
Зависимость "доза — эффект",определяющая соотношение между объемом выполненной тренировочной работы и приростом тренируемой функции, может быть использована для количественной оценки адаптации к физическим нагрузкам. Теоретически возможны пять основных типов взаимосвязи между изменениями тренируемой функции и объемом выполненной нагрузки (рис. 192). В начальной стадии развития адаптации (фрагмент 1) зависимость "доза — эффект" представлена экспоненциально возрастающей кривой, в обычных условиях тренировки — прямой линией (фрагмент 2), которая, как и возрастающая экспонента, указывает на то, что пределы адаптации еще не достигнуты и можно продолжать наращивание объема выполняемой работы.
Когда в тренировке применяются нагрузки, близкие к предельным, зависимость "доза — эффект" превращается из линейной зависимости в постоянную с выходом на насыщение (фрагмент 3).
И.Г. Фалес (1988) исследовал влияние высокоинтенсивных форм интервальной тренировки, применявшейся при подготовке футболистов одного из клубов высшей лиги, на изменение показателей аэробной мощности организма. Величина максимального потребления кислорода в этом случае линейно возрастала до тех пор, пока объемы применявшихся интервальных нагрузок при подготовке футболистов не достигали 420 ч в год (рис. 193).
При более высоких значениях объема нагрузок МПК далее не изменялось, приближаясь к своим наибольшим значениям. Основываясь на этом факте автор пришел к заключению, что увеличивать общий объем интервальной работы выше 420 ч в год для развития аэробной мощности у футболистов нецелесообразно, поскольку проявление зависимости такого типа при увеличении объема выполняемых нагрузок указывает на опасность перенапряжения и срыва адаптации.
Еще большую осторожность необходимо соблюдать при тренировке в диапазоне предельных нагрузок, где зависимость "доза — эффект" имеет вид параболической кривой (рис. 192, фрагмент 4). В этой области нагрузок прирост развиваемой функции прекращается. Если после этого объем применяемых нагрузок продолжает возрастать, то обнаруживается заметное снижение тренировочного эффекта (фрагмент 5). Это положение наглядно иллюстрируют данные об изменениях величины общего О2-долга в зависимости от объема выполненной тренировочной работы анаэробной направленности, выявленные у футболистов (рис. 194). Вершина параболической зависимости, указывающая на значения объема интервальных нагрузок, позволяющего в наибольшей степени воздействовать на анаэробные функции футболистов, находится на уровне 240 ч в год. В большем объеме эти нагрузки уже не способствовали развитию анаэробной емкости организма и приводили к снижению тренировочного эффекта.
Снижение темпов развития адаптации с ростом объема выполняемой тренировочной работы может быть предотвращено изменением условий тренировки, а также характера и величины тренировочной нагрузки.
Кроме принципа сверхотягощения, непосредственно связанного с анализом зависимости "доза — эффект", в теории спортивной тренировки постулируются и другие принципы, основанные на закономерностях биологической адаптации. К ним прежде всего следует отнести такие принципы (Волков Н.И., 1986): специфичности, обратимости действия, положительного взаимодействия, последовательной адаптации, цикличности.
Принцип специфичностипостулирует, что наиболее выраженные адаптационные изменения под влиянием тренировки происходят в органах и функциональных системах, в наибольшей степени нагружаемых при выполнении физической нагрузки. В соответствии с характером и величиной выбранной нагрузки в организме формируется доминирующая система, гиперфункция которой обеспечивает развитие адаптации. Эта наиболее нагружаемая система обеспечивает в организме преимущества в пластическом и энергетическом обмене по сравнению с органами и системами, которые непосредственно не связаны с выполнением данной нагрузки.
В процессе тренировки чрезмерная по своей напряженности адаптация к определенному виду нагрузки в какой-то момент времени может вызвать истощение функциональных резервов доминирующей системы и ослабить работу других систем, непосредственно не связанных с реакцией на нагрузку (это состояние обозначается как перетренировка).Поэтому наряду с избирательностью воздействия на "ведущие" (доминантные) функции в процессе тренировки необходимо обеспечение регулярной смены направленности тренирующего воздействия, чтобы достичь эффективной и всесторонней адаптации организма ко всем факторам, которые проявляют свое воздействие в условиях данного вида спорта.
Принцип обратимости действияоснован на непостоянстве адаптационных изменений в организме, вызванных тренировкой в определенном виде нагрузок, так как после прекращения действия физической нагрузки либо при перерыве в тренировке положительные структурные и функциональные сдвиги в доминирующей системе постепенно снижаются и исчезают.
Наиболее наглядно действие этого принципа проявляется на примере отставленного тренировочного эффекта, наблюдаемого после физической нагрузки. В этом случае вызванные в сфере энергетического обмена изменения быстро возвращаются к исходному уровню и в определенный момент времени превышают его (это повышение является фазой суперкомпенсации). По завершении фазы суперкомпенсации показатели энергетического обмена, испытывая периодические колебания, постепенно приходят в норму. Исходя из указанной закономерности восстановительных процессов следует, что для развития адаптации процесс тренировки не должен прерываться, а повторные нагрузки должны задаваться в фазе суперкомпенсации (рис. 195). Принцип обратимости действия полностью соотносится к случаю кумулятивных тренировочных эффектов. Высокая работоспособность, достигнутая в течение длительного периода тренировки, снижается после прекращения тренировки либо при уменьшении ее напряженности.
Принцип положительного взаимодействиязаключается в том, что кумулятивный эффект, возникающий после многократного повторения нагрузки, не является простым сложением некоторого числа срочных и отставленных тренировочных эффектов. Каждая последующая нагрузка воздействует на адаптационный эффект предшествующей нагрузки и может видоизменять его. Если результат такого суммирования тренировочных эффектов приводит к усилению адаптационных изменений в организме, то имеет место положительное взаимодействие. Если каждая последующая нагрузка уменьшает эффект от предыдущей, то происходит отрицательное взаимодействиетренировочных эффектов. И, наконец, если последующая нагрузка заметно не влияет на тренировочный эффект от предшествующей нагрузки, то наблюдается нейтральное взаимодействие. Эффективная адаптация в течение длительного периода тренировки может быть достигнута только при положительном взаимодействии между отдельными нагрузками. На тренировочные эффекты физических нагрузок могут влиять и другие неспецифические факторы тренировки, в частности питание, физиотерапевтические и фармакологические средства, биоклиматические условия и т. д. Эти дополнительные факторы усиления адаптации к физическим нагрузкам могут быть успешными, если их специфические эффекты будут положительно взаимодействовать с тренировочными эффектами нагрузок.
Принцип последовательной адаптацииоснован на достаточно изученных фактах гетерохронизма (разновременности) биохимических изменений в организме, возникающих при тренировке. Так, при развитии срочного тренировочного эффекта на однократное действие физической нагрузки наиболее быстрые адаптационные изменения в отдельных энергетических системах обнаруживаются со стороны алактатной анаэробной системы, затем — в системе анаэробного гликолиза, а наиболее замедленная реакция отмечается со стороны процессов митохондриального дыхания и окислительного фосфорилирования. В период восстановления после окончания упражнения наиболее быстро достигается суперкомпенсация содержания креатинфосфата в мышцах, затем — гликогена и, наконец, —липидов и белков, образующих субклеточные структуры. В процессе долговременной адаптации наиболее быстро изменяются показатели мощности биоэнергетических процессов, затем — энергетической емкости и лишь на заключительной стадии адаптации заметно улучшаются показатели метаболической эффективности.
Принцип цикличностиисходит из фазного характера адаптационных процессов в организме при тренировке, а наблюдаемые изменения в скорости развития адаптации со стороны ведущих функций имеют разную амплитуду и длину волны. Для развития адаптации тренировочные эффекты разных нагрузок должны суммироваться по определенным правилам, создавая некоторый завершенный цикл воздействия на ведущие функции. В этом случае цикл следует повторить многократно в течение некоторого периода тренировки, когда решается определенная педагогическая задача. Из таких длительных циклов тренировки, последовательно сменяющих друг друга от этапа к этапу в соответствии с закономерным развитием адаптации в ведущих функциях и качествах, складываются циклы высшего порядка, разделяющие "ключевые" моменты участия спортсменов в наиболее ответственных соревнованиях.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1744; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!