Общие физиологические закономерности улучшения здоровья при занятиях физическими упражнениями

1.4. Общие физиологические закономерности улучшения здоровья при занятиях физическими упражнениями.

Систематическое выполнение физических упражнений человеком вызывает как минимум два положительных функциональных эффекта:

1) Усиливаются максимальные функциональные возможности всего организма в целом и его ведущих систем (дыхание, кровь, кровообра­щение). Об этом свидетельствует рост максимальных величин физиоло­гических показателей, характеризующих деятельность этих систем во время выполнения предельных тестовых физических нагрузок. Например, о повышении аэробной выносливости говорят увеличение предельных ве­личин МОК и МПК: при выполнении максимальных аэробных нагрузок;

2) Повышается эффективность (экономичность) деятельности все­го организма в целом и его органов и систем при выполнении дозиро­ванной мышечной работы. Об этом свидетельствует уменьшение физиоло­гических реакций ведущих висцеральных систем (кровообращение, дыха­ние) при выполнении стандартной немаксимальной работы. Так, в час­тности, при выполнении одинаковой нагрузки у тренированного чело­века по сравнению с нетренированным или у одного и того же человека после 2-3 месячного периода аэробной тренировки имеют место меньшие функциональные сдвиги (ЧСС, артериального давления, легочной венти­ляции, температуры тела, концентрации лактата в крови), а также сни­жение энергетических расходов (например, уменьшение потребления кис­лорода) при выполнении той же нагрузки.

Однако не всякая даже систематическая физическая активность может считаться тренирующей, поскольку повышение функциональных воз­можностей органов, физиологических систем и организма в целом возникает только в том случае, если физические нагрузки у человека дос­тигают или превышают пороговую величину. Такая пороговая трениру­ющая нагрузка должна превышать привычную повседневную бытовую и про­изводственную работу мышц. Основное правило при выборе величин поро­говых тренирующих нагрузок состоит в том, чтобы они находились в соответствии с текущими функциональными возможностями конкретного чело­века. Одна и та же нагрузка может быть пороговой или надпороговой для малотренированного человека и ниже пороговой, а потому не эффек­тивной, для тренированного. Следовательно, принцип индивидуализации подхода к дозированным оздоровительным тренирующим упражнениям бази­руется на физиологической основе пороговости любого воздействия во­обще и физических нагрузок, в частности. Следующее условие — посте­пенность повышения нагрузок также является следствием физиологического принципа пороговости нагрузок, так как последние по мере повы­шения функциональных возможностей человека выполнять физические упражнения должны постепенно увеличиваться.

Таким образом, для сохранения и улучшения состояния здоро­вья лиц разного возраста, пола и, что наиболее существенно, людей, обладающих различной исходной физической работоспособностью, требу­ются неодинаковые пороговые нагрузки.

Основными параметрами физической нагрузки являются интенсив­ность (или мощность), длительность ее выполнения и частота занятий в неделю, которые вместе определяют объем нагрузки. Любой из этих параметров играет самостоятельную роль в определении тренирующего эффекта. В то же время их взаимовлияние столь велико, что выделить относительную роль каждого из них и степень взаимосвязи между ними не представляется возможным. Эффект использования физиологически обоснованных физических нагрузок в оздоровительных целях показан на рисунке 1-5. Из представленных на нём данных следует, что в возрасте 18-28 лет и 40-50 лет лица, использующие дополнительные физические на­грузки, имеют существенно большие функциональные резервы кардио-респираторной системы по сравнению с людьми, ведущими «сидячий» образ жизни. У первых значительно больше МПК (основной показатель здоровья) и мень­ше ЧСС в покое (Рис.1-5).

Интенсивность физических нагрузок является одним из основ­ных параметров, нормируемых (задаваемых) при их использовании в оздо­ровительных целях. Имеется 2 физиологических подхода к определению интенсивности нагрузки. Первый заключается в прямом измерении скоро­сти потребления кислорода — абсолютной (л/мин) или относительной <%МПК) — во время выполнения физических упражнений. Остальные методы косвенны. Основаны они на наличии прямой зависимости между интенсив­ностью аэробной нагрузки и изменением физиологических показателей во время ее выполнения (ЧСС, лёгочная вентиляция). В прак­тических целях с целью определения интенсивности физической нагруз­ки чаще всего используется прямая зависимость между мощностью рабо­ты (величиной потребляемого кислорода) и ЧСС.

Зависимость тренировочного эффекта от интенсивности (мощ­ности) совершаемой человеком работы показана на рисунке 1-6. Прирост МПК начинается в случае, если мощность тренировочной нагрузки составля­ет не менее 50-60% от исходной МПК. Увеличение интенсивности физичес­кой работы более 75-80% от МПК не приводит к существенному увеличе­нию аэробных возможностей человека (речь идет о не спортсменах) и, следовательно, уровня его здоровья. Наиболее простым методом опреде­ления (и контроля) интенсивности тренировочных нагрузок у человека является измерение ЧСС. В основе определения интенсивности (мощности) тренировочной нагрузки по ЧСС лежит прямая связь между ними: чем больше величина аэробной нагрузки, тем выше ЧСС. Для определения интенсивности физической нагрузки у людей разного пола, возраста и уровня физической подготовленности (тренированности) используют не абсолютные, а относительные величины ЧСС. На практике чаще исполь­зуется относительная рабочая ЧСС — это выраженное в процентах отно­шение ЧСС во время нагрузки, то есть, рабочей ЧСС (ЧСС_р), к макси­мальной для данного человека ЧСС (ЧСС_макс).

Приблизительно ЧСС_макс можно расчитать по формуле:

ЧЧС_макс=220–(возраст в годах)

Чем ниже уровень физической подготовленности человека, тем меньше должна быть интенсивность (абсолютная и относительная) тренировочной нагрузки. Так, в начале занятий интенсивность физической нагрузки не рекомендуется задавать более 50-60% от МПК или 60-70% ЧСС_макс. Для определения необходимой интенсивности нагрузки по ЧСС используется простая формула: 180 — возраст (в годах) По мере повы­шения физической подготовленности человека интенсивность тренирующих нагрузок (в пульсовом исчислении) повышают до 70 и далее до 80% от ЧСС_макс. Лишь при этом условии достигается положительный эффект в плане улучшения физического здоровья человека.

Следующим параметром, определяющим оздоровительный эффект физических упражнений является частота (число) тренировочных занятий в неделю. Оздоровительный эффект числа тренировочных занятий в неде­лю находится в сложной зависимости от интенсивности физических упра­жнений и их продолжительности за каждый период тренировки. Одинаковый оздоровительный эффект может быть достигнут относительно короткими (но интенсивными) ежедневными физическими упражнениями и продолжительными (но менее интенсивными) тренировками 2-3 раза в неделю. Увели­чение числа занятий более 3-х раз в неделю не дает дополнительного тренировочного эффекта у человека в виде прироста МПК и PWC₁₇₀, а следовательно, и повышения уровня здоровья. Пороговое число заня­тий в неделю для тренировки общей физической работоспособности (фи­зического здоровья) у лиц любого возраста составляет 3 раза в неде­лю. Столько же раз необходимо минимально тренироваться для повышения силовых и скоростных качеств. Зависимость прироста величины макси­мальной аэробной работоспособности (МПК), а значит и физического здоровья от числа занятий в неделю показана на рисунке 1-7. Исходя из представленных на рисунке данных, оздоровительный эффект значитель­но возрастает при увеличении числа занятий от одного до трех в неде­лю. Затем этот прирост сохраняется, но существенно меньшим по вели­чине.

Для того чтобы получить тренировочный (оздоровительный) эф­фект физическая нагрузка должна быть достаточно длительной. Это утверждение относится к продолжительности отдельных упражнений в трениро­вочном занятии, длительности самого тренировочного занятия и трени­ровочного цикла в целом. Пороговая длительность тренировочной нагруз­ки зависит от ее интенсивности. При низкой мощности физической работы она должна быть более длительной. В оздоровительных целях продолжи­тельность занятия должна составлять 30-40 мин. Общая продолжитель­ность занятий, при которой проявляется выраженный оздоровительный эффект, составляет для аэробной тренировки (выносливости) 12-16 не­дель, а для тренировки силовых и скоростных качеств — 10-12 недель. У начинающих заниматься оздоровительной физической культурой (в за­висимости от исходного уровня физического здоровья) через 2-3 месяца тренировки МПК повышается на 10-25 %, а через 2-3 года — может увеличиться на 30-50 %.

При использовании физиологически обоснованных режимов физи­ческих нагрузок в оздоровительных целях величина их положительного эффекта зависит от исходной физической подготовленности (уровня здо­ровья) человека (Рис.1-8). Как следует из рисунка, во всех возраст­ных группах степень прироста физической работоспособности человека, выражаемая в процентах от исходной, тем больше, чем ниже исходная физическая работоспособность (по данным МПК)

Интенсивность, длительность и частота тренировочной нагруз­ки вместе определяют ее объем. Если интенсивность нагрузки достига­ет или превышает пороговую величину, то ее общий объем является основным фактором повышения тренировочных эффектов в плане улучше­ния физического здоровья. Чем чаще и длительнее тренировочные заня­тия, тем больше их тренировочный эффект. Особенно это проявляется при тренировке аэробной выносливости. При равной энергетической «стоимости» результат тренировки мало зависит от используемых видов упражнений (бег, хотьба, плавание, езда на велосипеде, игра в теннис). При использовании разных видов физических упражнений, при условии их равной длительности и интенсивности, величина прироста МПК колеб­лется в пределах от 5 до 20 % за весь период тренировки.

Связь между объемом тренировочной нагрузки и оздоровительным эффектом (степень прироста МПК) не линейна. Если занятия 2 часа в неделю могут приводить к увеличению МПК на 0,3-0,4 л/мин, то удво­ение общего объема нагрузки до 4 часов в неделю вызывает увеличение лишь на 0,5-0,6 л/мин.

Обратимость тренировочных эффектов — это свойство организма человека, проявляющееся в том, что, достигнутые эффекты постепенно уменьшаются при снижении тренировочных нагрузок ниже порогового уровня или вовсе исчезают после полного прекращения занятий. После повышения нагрузок или возобновления занятий вновь возникают преж­ние положительные эффекты (увеличение мышечной работоспособности). У лиц систематически занимавшихся физическими упражнениями, снижение физической работоспособности, а значит и физического здоровья, проявляется уже через 2 недели после прекращения тренировок, а через 3-6 месяцев уровень их физической подготовленности снижается до предтренировочного. Особенно быстро тренировочные эффекты уменьшаются за первые 1-2 месяца после прекращения дополнительных физических нагрузок. У лиц занимающихся физической культурой не очень продол­жительное время (2-4 месяца) большинство положительных тренировоч­ных эффектов исчезает за 3-6 недель детренировки.

Тренируемость — это свойство живого организма увеличивать свои функциональные возможности под влиянием систематической трени­ровки. Она характеризуется восприимчивостью человека к физической тренировке. Количественно тренируемость может оцениваться величиной тренировочных эффектов. Чем они больше в ответ на данный вид трени­ровки, тем выше тренируемость Последняя значительно отличается у лиц разного пола и возраста и даже у людей одного пола и возраста. Одни люди проявляют высокую степень тренируемости при силовой тренировке, другие — при тренировке аэробной выносливости. У людей одной возрастно-половой группы степень тренируемости в значительной степени определяется исходным уровнем функциональных показателей, определяющих состояние их мышечной и кардио — респираторной системы.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, что ухудшение или улучшение состояния здоровья человека определяется не только, а может быть и не столько возрастными измене­ниями в нервно-мышечном аппарате, сколько огромным влиянием уровня двигательной активности на все без исключения физиологические фун­кции организма человека. Неудивительно поэтому, что величина физи­ческой работоспособности человека характеризует не только состояние его физического здоровья, но является также одним из главных факто­ров, влияющих на уровень психического здоровья индивидуума и его со­циальную активность. Следует также особенно подчеркнуть, что исполь­зование дополнительных физических нагрузок является мощным фактором сдерживания развития негативных возрастных изменений во всех физи­ологических системах организма человека, сохранения на высоком уровне его работоспособности и, что самое главное, здоровья.

Источник

Физиология спорта

Глава 11. Общие физиологические закономерности (принципы) занятий физической культурой и спортом

Систематические занятия физической культурой или спортом вызывают адаптацию (специфическое приспособление) организма к физическим нагрузкам. В основе такой адаптации лежат возникающие в результате тренировки морфологические, метаболические и функциональные изменения в различных органах и тканях’ совершенствование нервной, гормональной и автономной клеточной регуляции функций. Все эти изменения определяют тренировочные эффекты. Они проявляются в улучшении разнообразных функций организма, обеспечивающих осуществление данной (тренируемой) мышечной деятельности, и, как следствие, в повышении уровня физической подготовленности (тренированности) занимающегося, в росте спортивного результата. При анализе факторов, определяющих тренировочные эффекты, выделяются следующие физиологические закономерности:

1. основные функциональные эффекты тренировки;
2. пороговые (критические) нагрузки для возникновения тренировочных эффектов;
3. специфичность тренировочных эффектов;
4. обратимость тренировочных эффектов;
5. тренируемость, определяющая величину тренировочных эффектов.

Два основных функциональных эффекта тренировки

Систематическое выполнение определенного вида (видов) физических упражнений (тренировка) вызывает два основных положительных функциональных эффекта:

1. усиление максимальных функциональных возможностей всего организма в целом и его ведущих систем, обеспечивающих выполнение тренируемого упражнения;
2. повышение эффективности (экономичности) деятельности всего организма в целом и его органов и систем при выполнении тренируемого вида мышечной деятельности.

О первом эффекте свидетельствует- рост максимальных показателей, выявляемых при выполнении предельных, максимальных, тестов (упражнений). Эти показатели отражают текущие максимальные функциональные возможности организма, которые существенны для выполнения данного вида мышечной деятельности. Например, об эффекте тренировки выносливости свидетельствует повышение максимальных аэробных возможностей организма — максимальной аэробной мощности и максимальной аэробной емкости (продолжительности выполнения аэробной мышечной работы определенной мощности, например на уровне МПК).

О втором эффекте свидетельствует уменьшение функциональных сдвигов в деятельности различных ведущих органов и систем организма при выполнении стандартной немаксимальной нагрузки. Так, при выполнении одинаковой нагрузки у тренированного человека по сравнению с нетренированным или у одного и того же человека после определенного периода тренировки отмечаются меньшие функциональные сдвиги (в ЧСС, легочной вентиляции, количестве и уровне сократительной активности скелетных мышц, температуре тела, концентрации лактата, кате-холаминов и других гормонов в крови, симпатической нервной активности и т. д.), а также снижение энергетических расходов при выполнении данной нагрузки (например, снижение потребления О2). Последний феномен проявляется наиболее заметно в тех видах мышечной деятельности, выполнение которых связано с овладением и совершенствованием сложной координации движений, например в плавании.

Пороговые тренирующие нагрузки

Не всякая даже систематическая физическая активность может рассматриваться как тренировка, поскольку повышение функциональных возможностей отдельных органов, систем и всего организма в целом, т. е. тренировочные эффекты, возникает только в том случае, если систематические функциональные тренирующие нагрузки достигают или превышают некоторую пороговую нагрузку. Такая пороговая тренирующая нагрузка должна заведомо превышать обычную (повседневную бытовую или привычную тренировочную) нагрузку. Поэтому принцип пороговых нагрузок часто обозначают как принцип прогрессивной (нарастающей) сверх нагрузки.

Наиболее существенное правило при выборе пороговых тренирующих нагрузок состоит в том, что. они должны находиться в определенном соответствии с текущими функциональными возможностями данного человека (его ведущих для данного упражнения систем). Так, одна и та же тренировочная нагрузка может быть пороговой или надпороговой (тренирующей) для малотренированного человека и ниже пороговой и потому неэффективной для высокотренированного спортсмена. Следовательно, педагогический принцип индивидуализации в значительной мере опирается на физиологический принцип пороговых нагрузок. Из последнего также следует, что при определении тренировочных нагрузок преподаватель (тренер) должен иметь достаточное представление о физиологических (функциональных) возможностях занимающегося физической культурой или спортом.

По существу, педагогический принцип постепенности в повышении нагрузки также есть следствие физиологического принципа пороговых нагрузок, так как пороговая тренирующая нагрузка должна постепенно увеличиваться по мере повышения функциональных возможностей тренирующегося человека.

Для решения различных задач тренировки (повышения физической подготовленности, роста спортивного результата, улучшения состояния здоровья, восстановления работоспособности после заболеваний или травм и т. д.), а также для людей разного возраста, пола и степени функциональной подготовленности (тренированности) требуются неодинаковые пороговые нагрузки. Так, относительные и особенно абсолютные пороговые нагрузки, которые используются спортсменами с целью повышения спортивного результата, значительно выше, чем те, которые применяются занимающимися физической культурой с целью улучшения состояния здоровья. Неодинаковые пороговые нагрузки применяются для повышения функциональных возможностей (физической подготовленности) в одном случае и поддержания их на достигнутом уровне в другом.

Рис. 97. Зависимость тренировочных эффектов от режима тренировок: А — прирост работоспособности у четырех примерно одинаковых групл с различным объемом тренировочной нагрузки (на велоэргометре); Б — комбинированное влияние частоты и длительности тренировочных нагрузок на физиологический тренировочный эффект — снижение ЧСС при стандартной субмаксимальной аэробной тестовой нагрузке (объем нагрузки оценивался по общему количеству потребленного за тренировочное занятие кислорода, отнесенному к весу тела); В — влияние частоты к длительности тренировочных занятий на прирост МПК; Г-зависимость прироста МПК. от интенсивности тренировочной нагрузки, определяемой в % от МПК

Основными параметрами физической нагрузки являются ее интенсивность, длительность и частота, которые вместе определяют объем нагрузки. Каждый из этих параметров, хотя и играет самостоятельную роль в определении величины тренировочного эффекта, однако их взаимовлияние столь сложно, что выделить относительную роль каждого из них и степень взаимозаменяемости не представляется пока возможным (рис. 97). Роль каждого параметра физической нагрузки в значительной мере зависит от выбора показателей, по которым судят о тренировочном эффекте.

Так, в двух группах испытуемых, тренирующихся с разной интенсивностью: на уровне МПК и 60% МПК, прирост последнего был выше у 1-й группы. В то же время изменение ЧСС и концентрации лактата в крови при субмаксимальной тестовой нагрузке не отличалось у двух групп.

Если прирост МПК в значительной мере зависит от интенсивности тренировочных нагрузок, то уменьшение рабочей брадикардии больше зависит от частоты, и общей длительности тренировочных занятий, чем от. их интенсивности.

Оптимальные (пороговые) параметры физической нагрузки неодинаковы при определении тренировочного эффекта по повышению МПК, в одном случае, и по снижению веса тела (жировой массы), в другом.

Относительное значение параметров пороговых физических нагрузок зависит также от вида тренировки (силовой; скоростно-силовой, выносливостной, технической или игровой) и от характера тренировки (непрерывной циклической или повторно-интервальной).

Интенсивность тренировочных нагрузок

Существует несколько физиологических методов определения интенсивности нагрузки при выполнении глобальных циклических упражнений в процессе тренировки выносливости. Прямой метод заключается в измерении скорости потребления О2 — абсолютной (л/мин) или относительной (%МПК), или в единицах метаболического эквивалента (МЕТ). Все остальные методы косвенны е. Они основаны на определенной связи между интенсивностью аэробной нагрузки и физиологическими показателями во время ее выполнения. В качестве таких показателей наиболее употребимы ЧСС и анаэробный порог, Ввиду большей изученностии простоты чаще используется ЧСС.

Определение интенсивности тренировочной нагрузки по ЧСС. В основе определения интенсивности тренировочной нагрузки по ЧСС лежит прямая связь между ними: чем больше аэробная циклическая нагрузка, тем выше ЧСС (см. рис. 44). Для определения интенсивности физиологической нагрузки у людей разного возраста, пола и уровня физической подготовленности (тренированности) более правильно использовать не абсолютные, а относительные показатели ЧСС. Обычно используется один из двух таких показателей — относительная рабочая ЧСС или относительный рабочий прирост ЧСС.

Относительная рабочая ЧСС (%ЧССмакс)-это выраженное в процентах отношение ЧСС во время нагрузки, т. е. рабочей ЧСС (ЧССр), к максимальной для данного человека ЧСС (ЧССмакс):

Приближенно ЧССмакс можно рассчитать по формуле: ЧССмакс = 220 — возраст (в годах). Например, у мужчины 50 лет ЧССмакс в среднем равна 170 уд/мин (220-50). Следует, однако, иметь в виду довольно значительные различия ЧССмакс у разных людей даже одного и того же возраста. Рабочая ЧСС (ЧССр) должна регистрироваться во время выполнения тренировочного упражнения или в крайнем случае на протяжении первых 10 с сразу после его окончания.

Относительный рабочий прирост ЧСС. Для определения этого показателя необходимо знать пульсовой рабочий резерв (ЧССрз), т. е. разницу между ЧССмакс и ЧСС в условиях полного покоя у данного человека (ЧССп): ЧССрз = ЧССмакс — ЧССп. Например, у человека с ЧССмакс, равной 200 уд/мин, и ЧССп, равной 70 уд/мин, ЧССрз составляет 130 уд/мйн. Разница между ЧССр и ЧССп называется рабочим приростом ЧСС (ЧССрп). Относительный рабочий прирост ЧСС (ЧССорп) — это выраженное в процентах отношение ЧССрп к ЧССрз:

ЧССорп = (ЧССрп/ЧССрз) * 100%

Если в нашем примере ЧССР составляла 160 уд/мин, следовательно, ЧССрп равнялась 90 уд/мин (160 — 70), откуда ЧССорп составила почти 70% (90/130 * 100%).

При определении интенсивности тренировочных нагрузок по ЧСС используются три показателя: пороговая, пиковая и средняя ЧСС. Пороговая ЧСС — это наименьшая ЧСС (интенсивность), ниже которой не возникает тренирующего эффекта. Пиковая ЧСС — это наибольшая ЧСС (интенсивность), которая может быть достигнута, но не должна быть превышена в процессе тренировки. Средняя ЧСС — это ЧСС, которая соответствует средней интенсивности нагрузки данного тренировочного занятия.

При определении интенсивности тренировочных нагрузок для молодых здоровых женщин и.мужчин, занимающихся физической культурой, можно ориентироваться на относительные показатели ЧСС, приведенные в табл. 33.

Таблица 33. Примерные относительные показатели ЧСС для тренировки выносливости

Источник