Физиологические и биохимические обоснования применения нагрузок локальной направленности в юношеском спорте

Управление процессом спортивной тренировки во многом определяется выбором наиболее эффективных средств и их оптимальных сочетаний, где локальным нагрузкам в форме специальноподготовительных, специальных и подводящих упражнений отводится важная роль [5].

По мнению автора, локальные механизмы кровоснабжения работающих мышц в значительной мере определяются капиллярной сетью и сосудисто-нейромышечными реакциями. Длительность фаз произвольного сокращения и расслабления во многом обуславливает эффективность кровоснабжения мышц [17]. Окислительные свойства мышц в большой степени, чем МПК, детерминируют работоспособность в циклических видах спорта [15].

Отставание в развитии отдельных мышечных групп может привести к несовершенству двигательной структуры, к невозможности полноценно использовать ключевые нейромышечные системы в целостном движении. Исправление этого частного момента открывает возможности и для ликвидации недостатков в спортивной технике.

Придавая доминирующее значение нейрофизиологическим компонентам движения, классическая физиология считает их доминантными относительно других органов и систем. Однако научные изыскания последних лет [19, 28] с применением современных методов математической статистики свидетельствует об управляющем действии мышц, иммунной системы в регуляции ключевых процессов организма спортсмена [1,6, 24].

Метод избирательной направленности нагрузок открывает широкие возможности использования максимальных усилий в развитии быстроты, силовой и скоростной подготовки спортсменов различной квалификации с целью обеспечения принципа соответствия тренировочной нагрузки (TH) даже на этапах начальной подготовки требованиям будущих соревнований и обучения технике на высоких уровнях развития быстроты и скоростно-силовых качеств. Значение локальных и региональных упражнений определяется характером их воздействия в связи с возрастными и половыми особенностями обмена веществ.

Темпоритмовые параметры циклических ло-канаций детерминированы ключевыми механизмами управления движениями, которые по мнению Н.А. Берштейна [4] направлены на стандартизацию и стабилизацию произвольной двигательной активности. Например, эксцентрический режим работы мышц, позволяющий в ряде естественных движений человека получить 35-70 % механической эффективности без дополнительных метаболических затрат [18]. Обозначенные биологические положения лежат в основе оптимальных методических направлений тренировочных воздействий, повышающих спортивную работоспособность, зависящую от уровня функционирования социальнорегиональных структур нейромышечных и сосудистых взаимодействий.

При мышечных нагрузках локального характера изменения в деятельности миокарда выражены значительно меньше, чем при нагрузках общего характера. В процентном отношении эти изменения наиболее выражены у подростков в активные фазы пубертата, что еще раз подтверждает практическое значение мышечных воздействий локального характера в процессе физического воспитания учащихся [4,21].

Деятельность сердечно-сосудистой системы (ССС) у подростков при нагрузках локального характера также имеет особенности, состоящие в значительных изменениях диастолы, а не систолы.

Функциональные особенности ССС в возрастном аспекте детерминированы интракардиальными и интравазальными факторами. Не зависят от нее экст-ракардинальные и экстравазальные компоненты.

Внутренние факторы определяются структурными и функциональными состояниями различных компонентов сердечно-сосудистой ткани [23].

В развитии и дифференцировании миокарда у подростков отмечается определенная этапность, которая характеризуется следующими показателями:

• - мышечные клетки и другие составные элементы миокарда находятся в состоянии созревания;

• -    соединительная ткань миокарда все еще слабо выражена;

• -    единице объема миокарда соответствует большее количество сосудов;

• - мелкие коронарные сосуды имеют относительно больший калибр, а анастомозы коронарной системы сильнее выражены.

В электромиографических исследованиях амплитуды и частоты осцилляций ног и туловища при максимальных мышечных нагрузках общего и избирательного характера установлено увеличение амплитуды и частоты биопотенциалов мышц при максимальной локальной нагрузке относительно максимальной общей нагрузки (Р < 0,01). По данным [27] величина уровня возбудимости коры головного мозга при статической работе, производимой двумя ногами, в среднем 1,9-3,5 раза выше, чем при работе одной ногой. По данным автора, величина уровня возбудимости сенсомоторной зоны нижних конечностей при статической работе той же интенсивности, что и при работе производимой одной ногой. Факт значительного преобладания уровня возбудимости коры головного мозга в целом и сенсомоторной зоны ног при статической работе объясняется влиянием вовлечения в работу значительно большего количества мотонейронов при работе двумя ногами.

Неравномерность развития отдельных мышц имеет особое значение, которое следует учитывать в спортивной тренировке. Использование упражнений локального характера позволяет совершенствовать двигательную функцию человека без долговременного значительного повышения функций вегативных органов в спортивной тренировке.

Стандартизация темпоритмовых значений тренировочных воздействий соревновательной направленности формирует новый динамический стереотип спортивного потенциала. Стандартная частота нейромышечных сокращений приводит к формированию пластичной специализированности действия спортсмена. Целенаправленная практика эксцентричных режимов мышечных сокращений в различных видах спорта заметно повышает механическую эффективность, развивает локальные механизмы, детерминирующие спортивную результативность. В этой связи рекомендуется использование специально-подготовительных упражнений на тренажерах, реабилитирующих тренировочных воздействий, направленных на локально-региональные структуры и функции, детерминирующие физическую работоспособность.

Электронейромитра данные показывают, что по мере развития утомления как при статической, так и при динамической работе происходит увеличение амплитуды потенциалов действия мышцы, уменьшение их частоты, увеличение суммарной биоэлектрической активности [17].

Интерес представляют электромиографиче-ские сдвиги при первичных нейромышечных на рушениях, имеющие место в юношеском спорте. Наиболее часты воспалительные причины миопатий, возникающих в скелетной мускулатуре (миозин, артрит, дерматомиозит, цистицеркоз и др.). ЭМГ-изменения не показывают специфических различий для отдельных видов миопатий. Амплитуда ПД ДЕ при мопатиях снижена на 35 % по сравнению с нормальной. Существуют метаболические миопатии. Мистоническая реакция отражает нестабильность мембранного потенциала мышечного волокна, указывает на выраженные ауторитмические свойства [12]. Считают, что при миотонии, по видимому, нарушена регуляция концентрации кальция в саркоплазме мышечного волокна. Это указывает на участие внутренней мембранной системы патогенезе миопатии. Исследования нейромышечной системы под воздействием TH не потеряли актуальности и практического значения. Например, реобаза характеризует пороговое сокращение мышц, вызывает критическую деполяризацию мембран мышечного нерва. Хро-наксия прослеживает пороговую реакцию, характеризует время воздействия тока при силе, равной 2 реобазам. Кривые «интенсивность - время» получены у здоровых и больных (Engelman), они позволяют диагностировать состояния нейромышечной системы, в том числе и в спорте.

Наиболее точным критерием, характеризующим возбудимость, является энергетической хро-ноксиметрический показатель. У здоровых взрослых людей амплитуда электрических ответов начинает уменьшаться, если частота стимулирования превысит 60-70 кол./с. Если при таких колебаниях амплитуда уменьшится, то считают, что нервномышечная передача нарушена. Снижение амплитуды обычно учитывается при сравнении первичного ПД. Сократительная функция мышц в норме пропорциональна при механической и электрической активности. Механическая часть регистрируется с помощью динамометра, когда напряжение активированной мышцы воспроизводится при изометрическом сокращении (механограмма).

В двигательном анализаторе человека даже после утомительной работы субмаксимальной интенсивности (80 % от максимальной) сохраняется значительный резерв силы и выносливости. Он позволяет не только сохранить, но и повысить работоспособность двигательного аппарата в процессе переключения двигательной активности.

Еще в 1980 году в электромиографических исследованиях было обнаружено, что переключение двигательных режимов положительно сказывается на активности и продолжительности работы на пальцевом эргографе. Установлено, что утомление связано не только с тратой энергетических веществ, но и с длительным пребыванием ЦНС в состоянии возбуждения, приводящие в дальнейшем к торможению. Согласно современным исследованиям, достижения одних и тех же результатов в организме может обеспечиваться различными интеграциями и взаимодействием специализиро- ванных функциональных систем. Осуществление одного и того же движения возможно за счет различных двигательных единиц, или иначе принципа переключения нервных центров. Принцип вариантности двигательных функций является общим принципом длительной работы [1, 10]. Структура целостного акта варьирует как за счет изменения последовательности и длительности активности отдельных мышц или нейромышечной регуляции, так и за счет различных сочетаний частоты и глубины дыхания, метаболических изменений, колебаний сердечных сокращений, величины потребления кислорода и других показателей [14,22].

Результаты исследований подтвердили высокую эффективность тренировочного воздействия локальных нагрузок [5]. Одна и та же нагрузка по степени адаптации к ней и последовательности ее выполнения в комплексе других нагрузок оказывает различное тренировочное воздействие [5, 7, 16, 25]. Влияние на организм TH на все группы мышц хорошо согласуется с данными В.М. Зациорского [7].

Возможность значительного увеличения дозировки при избирательно-направленных мышечных нагрузках локального характера имеет особое значение в процессе физического воспитания учащихся, где существует относительно большой интервал отдыха между смежными уроками. Использование избирательно-направленных нагрузок локального характера открывает возможность последовательного улучшения функционирования нейромышечной системы занимающихся, что в связи с биологическими особенностями детей школьного возраста имеет особо важное значение. Установлено, что темп развития двигательной функции при направленной мышечной нагрузке по показателям силы подростков 14-15 лет значительно выше, чем при нагрузках общего характера.

Результаты тестирования 15-16-летних пловцов опытной группы при проплывании 100 м кролем на груди составили 55,8 с, а в группе контроля (без применения локально-региональных воздействий эксцентрического характера) - 57,5 с. Педагогический эксперимент длился в течение шести месяцев.

Использование в тренировке юных пловцов нагрузок локального характера при совершенство вании спортивной техники способствует улучшению функционального состояния и системы кровообращения организма спортсмена (Р < 0,05).

Оценка физической работоспособности в спорте подростков имеет важное практическое значение из всего наличия тестов и функциональных проб [3, 11, 20]. Наиболее доступен в практике массового спорта, тест нашагивания на скамейку [26].

Для обследуемых каждой возрастной группы по данным, разработанным А.Г. Хоружевым, определяется необходимая высота первой (h|) и второй (h2) ступенек, темп восхождения в минуту (h), поправочный коэффициент на первую (К]) и вторую (К2) нагрузки, которые равняются соответственно для:

15-16 лет - 25 и 45 см, 30 восхождений в мин: 1,08 и 1,09 мин;

17-18 лет - 30 и 50 см, 30 восхождений в мин: 1,10 и 1,15 мин.

В многочисленных работах на практике по величине PWCno определяются косвенным методом максимальное потребление кислорода (МПК). Широкое распространение в этом плане получил метод Карпмана В.Л. и соавторов [11,12].

МПК= 1,7 PWC170 + 1240. Отмечается высокой корреляцией (hi = 0,735 и ч₂ = 0,8) данной формулы с прямым методом по Дугласу - Холдену у лиц от 15 лет и старше.

В связи с этим были предложены формулы для оценки МПК у детей и подростков с учетом возраста, пола и биологической зрелости, как у занимающихся, так и незанимающихся спортом:

Для подростков-спортсменов

МПК = 0,0002 PWCno + 0,668 (±К).

Для подростков, не занимающихся спортом,

МПК = 0,0017 PWCno + 0,677 (±К).

Для девушек-спортсменок

МПК = 0,0026 PWC170 + 0,297 (±К).

Для девушек, не занимающихся спортом,

МПК = 0,0024 PWC170 + 0,434 (±К).

Применение дифференцированного теста Wno [21] показало, что у представителей циклических, ациклических видов спорта он различается. Даже в видах спорта на выносливость он существенно отличается (табл. 1).

Результаты тестирования в различных видах спорта

Таблица 1

Показатель	15-16 лет		17-18 лет		18-19 лет		16-19 лет	16-19 лет	16-19 лет
	1-й р. КМС	Контроль п = 20	1-й р. КМС	Контроль п = 30	МС, МСМК п = 10	Контроль п = 30	Лыжники п = 22	Конькобежцы п = 25	Борцы п = 28
	Плавание спортивное
WLno	16,90 ± 0,90	15,90 ± 0,80	18,20 ± 2,00	14,60 ± 0,78	19,50 ± 1,70	14,60 ± 0,70	24,70 ± 1,12	22,2 ± 1,30	19,20 ± 1,12
WA17o	14,82 ± 1,40	9,52 ± 0,70	11,40 ± 0,50	9,20 ± 0,92	15,40 ± 0,54	9,20 ± 0,92	13,80 ± 0,21	10,80 ± 0,52	12,20 ± 0,93
К	1,08 ± 0,05	1,71 ± 0,08	1,60 ± 0,08	1,61 ± 0,15	1,28 ± 0,05	1,61 ± 0,08	1,80 ± 0,03	2,05 ± 0,08	1,57 ± 0,07

На этапах начальной подготовки прослеживаются связи между W170 соответственно и костной массы (ч = 0,52 и ч = 0,50). Следует отметить, что в исследованиях А.П. Исаева, С.А. Кабанова [8, 10] установлены корреляции ранга спортивного мастерства с массой тела борцов в границах весовых категорий. Следует также отметить, что индекс массы тела коррелирует с составным тела [8].

Физическая работоспособность связана с механизмами регуляции сердечного ритма [2], типа кровообращения с нейрогуморальной регуляцией МОК в условиях относительного покоя [29].

ния полагать, что механизмы нейрогуморальных влияний на МОК регуляторов 1-го уровня связаны с активностью рецепторных систем в миокарде и сосудистой стенке.

Представляло интерес исследование состояния механизмов регуляции сердечного ритма не только в покое, но и в восстановительном периоде после выполнения нагрузки в дифференцировоч-ном тесте W170. Анализ изменения показателей КИГ в восстановительном периоде показал различие в реакциях на субмаксимальную нагрузку у симпатикотоников и ваготоников (табл. 2).

Таблица 2

Индекс напряжения (ИН) у юных пловцов и конькобежцев 15-18 лет после выполнения нагрузки в зависимости от преобладания симпатической или парасимпатической регуляции миокарда

Специализация	Тип регуляции	п/п	Индекс напряжения
			Исходные данные	После вращения педалей ногами	После вращения педалей руками
Пловцы	Симпатикотоники	14	182,0 ± 19,0	148,20 ± 13,06	136,30 ±7,04
	Парасимпатикотоники	20	74,00 f 3,22	86,26 ±4,14 Х1-2	78,38 ±0,19
Конькобежцы	Симпатикотоники	14	15,40 ± 15,12	192,00 ± 6,02	166,00 ±0,36
	Парасимпатикотоники	16	62,50 ±2,92 X	78,30 ±3,28 Х1-2	88,22 ± 3,22 Х1-3

Примечание. Знаком X отмечаны статистические достоверные отличия между показателями симпатикотоников и парасимпатикитоников.

По мнению авторов, гемодинамические особенности гиперкинетического типа кровообращения здоровых обследуемых по сравнению с гипокинетическим вариантом заключаются в стабильном превышении объема внеклеточной жидкости и теледиастолического объема артериальной системы, преобладании положительных хроно- и инотропных эффектов миакарда, понижении периферического сопротивления резистивных сосудов. Гемодинамический гомеостаз в условиях увеличенного объема циркуляции обеспечивается свойственными только гиперкинетическому типу механизмами нейрогуморальной регуляции. Особенности заключаются в приорететном влиянии на МОК гормонов гипатоламо-гипофизарно-кортико-медуллярной системы (кортикотропин-рилизинг-фактор, p-эндорфин, соматотропин, АКТГ, кортизол, эстрогены и адреналин) и системы нейротрансмиттеров (дофамин, норадреналин, субстанция П). Регуляторные эффекты этих систем сочетаются с выраженным влиянием на гемодинамику предсердного натрийуретического пептида. Реализация механизмов нейрогуморальной регуляции сократительной функции миокарда и тонуса гладкой мускулатуры сосудистой стенки осуществляется с участием Са** - кальмодулированной системы при повышенном уровне внутриклеточного кальмодулина. Исключительно важна роль магния в сократительной способности миокарда.

Все эти регуляторы, функционирующие как единый регуляторный комплекс и непосредственно взаимосвязанные с объемом циркуляции, отнесены к 1-му уровню регуляции МОК. Есть основа-

Так, у пловцов-симпатикотоников при выполнении обеих нагрузок и в большой степени после педалирования руками отмечается тенденция к снижению ИН, в то время как у ваготоников наблюдается обратная реакция, т.е. тенденция к нарастанию ИН.

У конькобежцев-симпатоников ИН несколько увеличивается после педалирования руками (Р < 0,05). У ваготоников же отмечено статистическое достоверное его увеличение, более значительное - после выполнения работы руками.

Однако как у пловцов, так и у конькобежцев в восстановительном периоде ИН у симпатоников оставался в 2-2,5 раза выше, чем у парасимпатико-тоников. Иными словами, после субмаксимальных дозированных нагрузок у симпатоников он оставался высоким, а у парасимпатиков - низким. Таким образом, если повышение ИН в ответ на физическую нагрузку у парасимпатитоников следует рассматривать как нормальную реакцию, связанную с повышением уровня симпатической регуляции сердца, то постоянно высокий ИН у симпатикотоников в покое и после выполнения ФН может свидетельствовать о неудолетворительном состоянии регуляторных механизмов сердца и о возможном лимитировании работоспособности юных спортсменов.