Биомеханические, физиологические и возрастные особенности персонификации, индивидуализации при совершенствовании быстроты и скоростно-силовых способностей тяжелоатлетов-подростков

Введение. Быстрота двигательных действий (БДД) определяется скоростью сокращения мышц. Рывок и толчок требуют значительной скорости сокращения мышц для подрыва штанги, чтобы обеспечить оптимальный подсед. Подъем штанги осуществляется совокупным двигательным действием мышц туловища, ног и рук. В энергетическом отношении выполняется с максимальной мощностью работы, обусловленной анаэробными алак-татными энергетическими процессами с накоплением кислородного долга. Быстрота двигательных действий (ДД) зависит от гипоксических факторов, и специальная тренировка не может компенсировать ограниченность структурных, метаболических или функциональных свойств, обуславливающих доминантные значения для быстроты. Двигательно-одаренные подростки обладают комплексом признаков-задатков, детерминирующих адаптацию к скоростно-силовым ДД. В факторе структуры ДД важную роль играют индивидуально-типологические     свойства нервных процессов, моторной асимметрии, дифференциации параметров ДД верхних и нижних конечностей. В подростковом возрасте имеются благоприятные условия для развития быстроты вследствие высокой реактивности нервно-мышечного аппарата к нагрузкам скоростно-силового характера. Постурологический контроль быстроты движений приближается к индивидуальному максимуму. Проявляются гендерные и половые различия наследственных факторов. В подростко- вом возрасте скорость ациклических движений улучшается на 7–12 %, что позволяет прогнозировать перспективность и целесообразность специализированной тренировки быстроты на этапе отбора и ориентации юных спортсменов в тяжелой атлетике. Быстроту обуславливает время быстрого одиночного движения, латентный период сокращения и расслабления, лабильность нервно-мышечного аппарата, возбудимость и подвижность нервных процессов, содержание энергоносителей в мышечных клетках. Время двигательной реакции составляет 5 звеньев прохождения возбуждения до мышечной активности. Возрастные особенности развития быстроты характеризуются пиками 9–12 лет и 14–15 лет. Быстрота и скорость представляют различные характеристики психомоторного аппарата человека. Однако многие вопросы биомеханики ДД, молекулярного обеспечения действий, механизмов функциональной регуляции, ретроспективного анализа состояния, метаболизма и подготовленности юных тяжелоатлетов, постурологического контроля требуют дальнейших поисков.

Скоростно-силовые качества зависят от совершенствования скорости нарастания напряжения отдельных мышц, интегративной деятельности стабилометрических характеристик в постурологическом контроле механики управления движениями [11]. Постуральный контроль выполняет сложную функцию сохранения вертикальной проекции центра тяжести. Физические анаэробные упражнения способствуют ухудшению постурального контроля. Мышечное утомление повышает подвижность суставов посредством совокупности действия мышц-антагонистов, вызывает увеличение рефлекса растяжения. Это важно в противодействии сокращений внутренней подвижности суставов [10]. Развитие динамичного усилия в тяжелоатлетических ДД осуществляется с максимальной амплитудой, соревновательной скоростью и максимальным напряжением [5].

Наконец, для работы в высокоскоростном режиме требуется психофизиологическая готовность к концентрированным усилиям, стабильная СКУ, мобилизация психомоторной сферы на работу предельной интенсивности, умение сформировать и реализовать двигательную установку, соответствующую целевой направленности спортивного упражнения.

Таким образом, скоростная работа вызы- вает глобальные морфофункциональные перестройки всего организма. Причем максимальное развитие его адаптивных перестроек на центрально-нервном, морфофункциональном и биохимическом уровнях требует значительно большего времени, чем это необходимо для развития скоростно-силовых способностей и силовой выносливости. Эти перестройки сохраняются в течение меньшего времени.

Тяжелая атлетика относится к виду спорта, в котором сочетаются быстрота и сила, динамическая и статическая работа, статоки-нетическая устойчивость к силоприложению. Расход энергии в зависимости от весовой категории в условиях основного обмена варьирует от 86 до 96 % стандартных показателей и свидетельствует о снижении напряжения и экономизации окислительных процессов [4]. По данным автора, расход энергии на тренировочных занятиях составляет от 3700 до 6000 ккал относительно весовых категорий, МПК составляет 52–56 мл/мин/кг. Во время подъема снаряда подъем ЧСС колеблется в диапазоне 165–185 уд./мин и повышается после опускания штанги. В состоянии относительного покоя ЧСС варьирует, составляя 60–70 уд./мин. У спортсменов тяжелой весовой категории возможно повышение показателей артериального давления. Однако смена направленности нагрузки (кросс, плавание, массаж) снижает показатели артериального давления [9].

В интересах решения проблемы специальной физической подготовленности (СФП) важно обратить внимание на то, что изменения в организме, вызываемые силовыми и скоростно-силовыми нагрузками, очень близки и разница между ними в основном количественная. При той и другой работе содержание в мышцах миоглобина значительно возрастает, что свидетельствует о приспособлении мышц к кислородному дефициту. Как при силовых, так и при скоростно-силовых нагрузках отмечается существенное увеличение активности миозин-АТФ-фазы и скорости поглощения Са2+ саркоплазматическим ретикулумом (СПР). Тем самым создаются лучшие условия для быстрого сокращения мышц, а также большей величины их силового напряжения. Причем силовая работа приводит к значительному возрастанию упруговязких свойств и способствует более полному и быстрому их расслаблению после рабочего сокращения [1, 7, 8].

Скорость ациклических движений определяется, главным образом, величиной мышечных усилий, силоприложением ДД, рационально организованных во времени и пространстве. Для повышения скорости в данном случае возможен единственный путь. Чем больше участок разгона и чем больше сила, прикладываемая к телу (снаряду), тем выше его скорость. Последняя прямо пропорциональна силе и времени ее действия и обратно пропорциональна массе тела. Формально, чтобы увеличить скорость, необходимо увеличить значение и длительность действия прикладываемой силы или уменьшить перемещаемую массу [9].

Но спортсмен практически не может уменьшить массу своего тела или спортивного снаряда и увеличить время движения. Первое очевидно, второе объясняется анатомической ограниченностью амплитуды движения. Таким образом, остается только одно – увеличение силы, прикладываемой к телу (снаряду), что ведет к целесообразному процессу совершенствования спортивного мастерства, сокращению времени движения [1]. Это достигается как за счет гормональной мобилизации, повышения способностей центральной моторной зоны генерировать мощный поток эфферентной импульсации на нервно-мышечную систему, расширения функциональных возможностей рабочих механизмов тела и организации их рационального взаимодействия, повышения СКУ, мощности механизмов энергообеспечения движения, так и за счет формирования целесообразной биодинамической структуры спортивного действия и обратной связи о совершенном ДД [12]. Регуляция состояния зависит от содержания, направленности ДД и применяемых методов подготовки. Переменный режим работы характерен для многих видов спорта, общим для которых является необходимость многократно проявлять околопредельные усилия взрывного характера, выполнять кратковременную интенсивную работу (ускорения, броски, рывки), чередующуюся с непродолжительными интервалами малоинтенсивной работы, сохраняя при этом высокую пространственную (целевую) точность движений и рабочую эффективность. Важную роль в точности ДД играет СКУ с методами ее реализации (пространственные, временные характеристики), реализуемыми при наличии постурологического контроля.

Отрицательные воздействия в условиях применения неадекватных состоянию юных спортсменов ДД могут создавать своеобразие преморбидных состояний, обуславливающих возникновение патологических сдвигов в организме подростков. В структуре заболеваемости болезни опорно-двигательного аппарата (ОДА), вызванные перегрузками, травмами, занимают второе место после хронических инфекций. Исключительно важно определить влияние направленности тренировочного процесса на заболеваемость и ее структуру у спортсменов. Спорт не потерял оздоровительного значения. Однако без индивидуализации и персонификации воздействий в спорте невозможно установить референтные границы состояния и подготовленности. На этапе спортивного совершенствования обеспечивается персонифицированность, индивидуальность и формируется стиль деятельности, тактика. На основе технической подготовки в подростковом возрасте формируется техническое мастерство тяжелоатлета. Исключительно мало работ в этом направлении в тяжелой атлетике, особенно с точки зрения антропологического подхода. Создание «искусственной управляющей среды» на основе концепции И.П. Ратова позволяет достичь высокого уровня овладения техникой вида спорта.

Спортивная деятельность с переменным режимом скоростной работы требует сочетания эффективной анаэробной производительности и высокого уровня функционирования аэробной системы. Причем спортсмены, обладающие высокой физической работоспособностью, отличаются выраженной экономизацией дыхания и кровообращения, что позволяет им без значительного напряжения функций сохранить устойчивость параметров газообмена, определяющих эффективность энергообеспечения скоростной работы и быструю восстанавливаемость организма [2, 3].

Таким образом, все особенности физиологических механизмов регуляции и энергообеспечения быстрых движений спортсмена, которые были рассмотрены выше, в полной мере относятся и к переменному режиму скоростной работы. Вместе с тем для каждого вида спорта этой группы характерны особые требования и проявления скорости движений, связанные со спецификой спортивной деятельности, условиями и правилами соревнований.

Исключительно важное значение в системе подготовки подростков, занимающихся тяжелой атлетикой, занимает индустрия питания. Растущий организм с присущей ему гетерохронностью развития соединительных тканей в условиях применения больших тренировочных нагрузок (БТН) требует высокого уровня энергообеспечения для развития физической работоспособности и ускорения процесса восстановления после БТН. В связи со сказанным в группах начальной подготовки целесообразно 5–6-разовое питание, а в тренировочных и группах спортивного совершенствования – 6–8 приемов пищи. Начальные занятия тяжелой атлетикой в возрасте 12– 13 лет совпадают с фазой полового созревания, когда на формирование скоростносиловых способностей оказывают влияние не только нагрузки, развивающие скоростносиловую выносливость, но и гормональная активность, биохимические механизмы, способствующие формированию этих совокупных физических качеств. Наряду с доминированием углеводных источников энергии (60 %) важное значение в рационе питания придается жировому компоненту, особенно растительного происхождения (20 %), и белковой составляющей (20 %), последовательно с возрастом переходящей от обеспечения пластической функции к окислительной, энергообеспечивающей. Среди соединительных тканей скелетные мышцы стоят на первом месте по приходу и расходу энергии ккал/сут, затем следуют скелет, кожа, система крови, сердце, печень, ЖКТ, мозг.

Методы исследования тяжелоатлетов. Исследование выполнено в подготовительном этапе подготовки. Участвовали тяжелоатлеты 14–15 и 16–17 лет (n = 15). В исследовании компонентного состава тела тяжелоатлетов применяется компьютерный анализатор японского производства Tanita BC-418AA, а пространственных характеристик позвоночника – компьютерный комплекс МБН – Сканер российского производства. Постуральные исследования проводили с помощью стабиломет-рических систем МБН РФ. Спектральный анализ кровотока производился на базе био-импедансной реографии с помощью диагностической системы «Кентавр» фирмы Микролюкс (Россия). Математико-статистическая обработка данных осуществлялась с помощью программы SPSS 19. Использовалась скоростная видеосъемка механических действий.

Результаты исследований. Вопрос персонализации и индивидуализации в аспекте рассматриваемой проблемы у подростков, занимающихся тяжелой атлетикой, стоит остро в связи с диспропорцией в развитии морфофункциональных структур, двигательных качеств, молекулярно-клеточного состояния и постурологических характеристик. Это требует системы диагностического контроля, своевременной реабилитации юных спортсменов. Состав тела подростков 14–15 и 16–17 лет варьировал в следующих диапазонах: мышечная масса – 52,4–53,9 %, жировая масса – 9,0–10,2 %. Индекс массы тела равнялся 25,64 кг/м2 и характеризовал статус повышенного питания. В связи с полученными данными были разработаны персональные рекомендации по регуляции массы тела и компонентного состава тела подростков условной средней весовой категории. Вносилась корректировка в рацион питания исходя из значений жировой и мышечной массы. Повышенная жировая масса свидетельствует о распаде жировой субстанции, уменьшает совокупную энергетику и физическую работоспособность. Данная издержка выявлялась у 20 % из 15 обследуемых. Избыток массы тела по отношению к весовой категории юных тяжелоатлетов требовал увеличения в системе подготовки нагрузок, выполняемых в аэробных условиях, на 15–20 %, кросса в терморегуляционных костюмах, упражнений на скоростно-силовую выносливость на конкретные группы мышц и системы энергообеспечения. Вносились коррективы в пищевой статус и водный баланс. Под воздействием высоких нагрузок в позвоночнике тяжелоатлетов происходят возрастные специфические адаптационно-компенсаторные реакции, обусловленные изменениями нейромоторного аппарата. Функциональная диагностика с помощью 3D-сканера позволяет показать трехмерную модель позвоночника, верхних и нижних конечностей в системе координат с референтным определением границ обследуемого подростка. Уже в этом возрасте выявляется органическое дорсальное выпрямление верхней части голеностопного сустава. Сильное сгибание коленных суставов при отрыве пятки от опоры вызывает нарушение устойчивости стоп, когда они прижаты к поверхности, а туловище наклонено вперед, вызывая сильное сгибание ног в тазобедренных суставах и появление лордоза поясничного отдела позвоночника. Возрастает вращающий момент с участием пояснично-крестцового сегмента.

Лордоз оказывает патогенное воздействие на звенья поврежденных сегментов позвоночника из-за значительных нагрузок. Поясничный отдел позвоночника вызывает повышенное скольжение в звеньях позвоночника, приводит к возникновению суставных синдромов. Необходимо своевременно проводить реабилитационные технологии.

Коррекционные технологии предвосхищают декомпенсированные формы восходящих сдвигов ОДА, микротравм суставов, предрасположенности к формированию двигательного постурального стереотипа. Увеличение поясничного лордоза приводит к изменению положения таза вследствие неравномерного развития силы и тонуса мышц антагонистов – подвздошно-поясничной, ягодичной, а также мышц брюшного пресса и передней поверхности бедра.

В векторе изменений СКУ показатели ортопробы подростков выявили достоверные изменения ЧСС и общей мощности спектра (ОМС), регуляции ударного объема (УО) в группе обследования (p < 0,05). В контроле сдвиги ЧСС превышали данные группы обследования. Наблюдались напряжения в контроле низкочастотные (НЧ) и очень низко частотные (ОНЧ) при регуляции колебательной системы миокарда. Обусловленность нейромоторных возможностей, хроногенети-ческих особенностей возрастного развития, проявление акселерации и ретардации к паспортному возрасту определяет индивидуализацию системы подготовки и своевременную коррекцию биосостояния организма, режима ДД, восстановления и реабилитации.

Исследования юных тяжелоатлетов в группах спортивного совершенствования обнаружили в 50 % эукинетический тип кровообращения, у 32 % – гипокинетический и у 18 % – гипертонический тип. Факторный анализ выявил рейтинговую последовательность вкладов в успешность соревновательной деятельности: I - силовые способности (+), СКУ ( - ), межмышечная координация (+); II – скоростно-силовые способности (+++), величина удаления снаряда во второй фазе тяги ( - ); III – НВУ Воячека ( - ), частота РЭН в этой пробе ( - ), величина приближения снаряда к вертикали в первой фазе (+).

Через год занятий выявлено последовательное увеличение УО, снижение ЧСС, ОПСС сердечного индекса и артериального кровяного давления.

Заключение. Специфика ДД в тяжелой атлетике требует от тренера глубоких знаний анатомо-физиологических, молекулярноклеточных и биомеханических особенностей, исходя из анализа состава тела, состояния позвоночника, уровня развития скоростносиловых двигательных способностей, СКУ. Необходима целесообразность индивидуализации согласно антропометрическим характеристикам, обусловливающим построение различных структурных звеньев процесса системы подготовки, сопоставимости контроля нагрузок и состояния психофизиологического потенциала (ПФП) в блоках подготовки. При этом целесообразно определить фоновый и текущий уровень специальной готовности, ее дифференциацию. В течение блоковой подготовки в реальном времени 4–5 недель формируется программа и технология специальной подготовки к успешной результативности. Включение содержания тренировочных нагрузок ударного характера в сочетании с восстановительными, поддерживающими, с рекреацией перед соревнованиями дает положительный эффект в фазе адаптации и спортивной результативности. Используются методы равномерно снижающегося и повышающегося дозирования нагрузок в зависимости от состояния юных спортсменов. Соблюдается индивидуализация траектории ДД (вектор, вариативность, интенсивность и объем), персонализация ПФП возможностей, питания, жирового и водного режимов [6].

В процессе настоящей работы изучали нейрофизиологические предикторы спортивной работоспособности, используя волновую биоэлектрическую активность мозга. Установлено, что ДД мышечного характера воздействуют на энергетический метаболизм и нейронную пластичность, оказывая мощное воздействие на мозг. T. Paillard [13] установил, что постуральный контроль является сложной функцией, которая включает в себя сохранение вертикальной проекции центра тяжести, что важно в тяжелой атлетике. Двигательные действия в этом виде спорта зависят от скоростно-силовых двигательных способностей, уровня развития СКУ, углов сило-приложения. Постуральный контроль мышц нарушается в результате утомления дистальной мускулатуры по сравнению с проксимальной. Утомление мышц голени вызывает рекрутирование коленных и бедренных мышц с целью предотвращения нарушения посту- рального контроля у тяжелоатлетов. Система управления ДД в тяжелой атлетике включает ряд алгоритмов: общие психологические характеристики, генерирующие движения в системе подготовки подростков-тяжелоатлетов, мониторирование адаптационных эффектов, постурологический контроль с использованием голеностопной, коленной и тазобедренной стратегии устойчивости системы СКУ, динамические характеристики, в том числе скоростно-силовые характеристики (40 %), максимальная сила (10 %), взрывная сила (30 %). На спортивную результативность влияет объем ДД в диапазоне интенсивности 80–90 %, выполненный в соревновательной группе упражнений, а также в границах интенсивности 95–105 % – в приседаниях со снарядом.

С точки зрения нейрофизиологии для оценки способностей и возможностей важно оценить кинестетические показатели пространственные и временные, скоростносиловые характеристики проприорегуляторов, спазматоров, обеспечивающих СКУ. Из компонентов СКУ важны функция поддержания равновесия, переключения, места силоприло-жения, ориентация в пространстве и времени. Целесообразно оценить резервы координационных способностей у тяжелоатлетов различных квалификаций, определить факторную структуру подготовленности. Определив функции СКУ и физической подготовленности необходимо приступить к их совершенствованию.

Из функций СКУ следует выделить базисную, стабилизирующую, развивающую, гармонизирующую. Последняя включает изменения способа выполнения ДД: вектор, скоростно-силовые усилия, темп, объем, ритм, фоновое и конечное положения, зеркальное выполнение упражнения. Далее следуют изменения динамических ситуаций выполнения ДД при сохранении механизма выполнения: смена условий, упражнений, предварительная нагрузка и «включение» проприорецепторов СКУ, задания и комбинации с другими ДД. Внедрение новых методических приемов, установок и других механизмов управления способствует повышению эффективности технического мастерства и соревновательной результативности. Позитивные результаты повышаются через год специализированной подготовки в группе обследования.

Итак, система спортивной подготовки, контроля и реабилитации позволяет ежегодно готовить 2–3 кандидатов в сборные команды России соответствующих возрастных, половых и квалификационных характеристик.