Количественная оценка уровня развития физической выносливости

Введение. Деятельность человека в повседневной и производственной деятельности, особенно в спорте, требует определённого уровня развития физических (двигательных) качеств, под которыми принято понимать отдельные качественные стороны двигательных возможностей человека или отдельных его действий. Уровень их развития определяется физическими и психическими факторами. Чем больше развиты физические качества, тем выше работоспособность человека.

Отражением общего уровня работоспособности человека является одно из важнейших физических качеств - выносливость. Это качество наиболее важно в спортивной практике, в той или иной степени в каждом виде спорта. Выносливость -многофункциональное свойство человеческого организма, оно интегрирует в себе большое количество процессов, происходящих на различных уровнях: от клеточного до целостного организма. Мерой выносливости обычно является время, в течение которого человек способен поддерживать заданную интенсивность деятельности. Ведущая роль в проявлении выносливости, как показывают результаты современных научных исследований, принадлежит системам, осуществляющим энергетический обмен веществ (прежде всего сердечнососудистой и дыхательной), вегетативной системе, которая его обеспечивает, а также центральной нервной системе (ЦНС).

Работающим мышцам необходима энергия, поэтому любая физическая нагрузка требует ее поставки. В организме человека существуют разные системы энергообеспечения, имеющие свои особенности. Только хорошее знание принципов энергообеспечения позволяет составлять оптимальные тренировочные программы.

При физической нагрузке в организме, как функциональной системе, происходят непрерывные изменения. При этом регуляция вегетативных функций в различных органах и системах организма протекает асинхронно. В регуляторных процессах, происходящих в организме человека, доминирующая роль принадлежит центральной нервной системе, поэтому при оценке состояния человека необходимо оценить состояние самой центральной нервной системы [б]. В качестве психофизиологических параметров, характеризующих состояние центральной нервной системы, используются психофизиологические параметры состояния зрительного анализатора, так как эффективность его функционирования зависит, прежде всего, от уровня функционирования центральной нервной системы [4].

При тренировке в циклических видах спорта часто ни тренеры, ни спортсмены не знают какие количественные изменения вносить в свои тренировочные программы. Зачастую спортсмены тренируются или слишком интенсивно или с низкой интенсивностью. Существует необходимость установления оптимальной тренировочной интенсивности для успешного развития выносливости и достижения спортивных успехов.

Методы. Обычно в повседневной жизни интенсивность физической нагрузки невысока и имеет аэробный характер, поэтому ее лимитирует система транспорта кислорода. Исходя из этого, в более узком смысле физическую работоспособность понимают как функциональное состояние (ФС) кардиореспираторной системы, и при массовых обследованиях ограничиваются определением максимума аэробной мощности, что принято считать главным фактором работоспособности. Однако используемые показатели аэробной работоспособности, как считает ВТ. Евдокимов (1981), слабо связаны с физиологическими показателями человека при выполнении реальной работы, а показатели, характеризующие функцию только кардиореспираторной системы, не могут оценить все факторы, обеспечивающие успешность физической деятельности человека.

Оценка физической работоспособности спортсменов на основе измерения максимального потреб- ления кислорода (МПК) или же мощности нагрузки, при которой частота сердечных сокращений (ЧСС) стабилизируется на уровне 170 уд./мин, может привести к совершенно неправильным выводам. Так величины PWCno у гимнастов высокой квалификации колеблются в тех же пределах, что и у нетренированных людей [1]. Но это нс значит, что физическая работоспособность у них одинакова. Неинформативной оказывается и относительная (на 1 кг массы тела) величина МПК. Этот показатель отражает не столько рабочие возможности организма, сколько интегральную активность окислительных механизмов, причем между этими двумя понятиями нельзя ставить знак равенства [7]. Это хорошо известно еще со времен классического исследования П.-О. Остранда (1952), показавшего, что после 10 лет относительная величина МПК практически не меняется, тогда как реальная работоспособность продолжает расти до 20 лет, а иногда и дольше [9].

Результаты исследований свидетельствуют о том, что нет ни одного показателя, который был бы способен отражать работоспособность во всем диапазоне доступных человеку нагрузок. Это связано с тем, что в разных зонах мощности работают различные энергетические механизмы. Величина МПК более пригодна для прогноза работоспособности в зоне субмаксимальной мощности, чем в других режимах работы. Это показывает, что МПК на самом деле отражает не столько аэробную производительность, сколько возможности анаэробногликолитической энергетической системы, наиболее активно функционирующей в зоне субмаксимальной мощности. Величина PWC170 также наиболее пригодна для оценки работоспособности в анаэробно-гликолитической зоне, но в отличие от МПК способна удовлетворительно описывать работоспособность также в тесте ступенчато повышающейся мощности. Однако для прогноза работоспособности в условиях теста ступенчато повышающейся мощности наиболее информативным показателем является анаэробный порог, в то же время в зоне максимальной мощности этот показатель менее информативен [7].

Выносливость как отражение уровня работоспособности, при выполнении физической работы проявляется в двух основных формах:

• -    в продолжительности работы без признаков утомления при заданном уровне мощности выполняемой работы;

• -    в скорости снижения работоспособности при наступлении утомления.

Принято различать общую и специальную выносливости. Общая выносливость является основой высокой физической работоспособности. В теории спорта общая выносливость - это способность спортсмена продолжительное время выполнять различные по характеру виды физических упражнений сравнительно невысокой интенсивности, вовлекая в действие многие мышечные группы. В зависимости от интенсивности работы и выполняемых упражнений общую выносливость различают как силовую, скоростную, скоростно-силовую, координационную и выносливость к статическим усилиям.

Уровень развития и проявления общей выносливости определяется:

• -    аэробными возможностями организма (физиологическая основа общей выносливости);

• -    степенью экономизации техники движений;

• -    уровнем развития волевых качеств.

Средствами развития общей выносливости являются упражнения, позволяющие достичь максимальных величин сердечной и дыхательной производительности и удерживать высокий уровень МПК длительное время.

Выносливость к определённому виду спортивной деятельности, то есть способность спортсмена эффективно выполнять специфическую нагрузку необходимое время, обусловленное требованиями его специализации, эффективно проводить технические приёмы в течение схватки, игры и т.д., называют специальной выносливостью. Таким образом, специальная выносливость представляет собой многокомпонентное понятие, так как уровень её развития зависит от многих факторов, в том числе:

• -    общей выносливости;

• -    скоростных возможностей спортсмена (быстроты и гибкости работающих мышц);

• -    силовых качеств спортсмена;

• -    технико-тактического мастерства и волевых качеств спортсмена.

Оценить уровень выносливости можно на основе использования различных показателей. Они могут быть разделены на основные, оцениваемые по предельному времени, в течение которого может производиться работа, дополнительные, которые оцениваются по времени удержания работоспособности на требующемся условиями уровне или относительной скорости ее снижения под влиянием факторов утомления, и косвенные [8].

Для оценки выносливости к статической нагрузке французские ученые Fessard, Laugier и Nouel предложили в 1933 г. исследовать работоспособность мышц, осуществляющих сжатие кисти, и определять индекс выносливости, равный максимальной длительности непрерывного напряжения мышцы на уровне 0,5-0,67 максимальной силы. Данный тест общепринят в физиологии труда, однако дальнейшие исследования показали, что выносливость не зависит от силы, а в результате тренировки увеличивается.

Выносливость может оцениваться по коэффициенту падения статического усилия. Для его определения поддерживают статическое усилие на уровне максимальной силы в течение одной минуты и отмечают насколько снизилось усилие за этот отрезок времени, коэффициент падения статического усилия Кпсу вычисляют по формуле:

Кпсу = Дпсу / (FH + FK) / 2,                     (1)

где Апсу - величина падения статического усилия; FH и FK - начальное и конечное значение статического усилия. Очевидно, что с уменьшением выносливости коэффициент Кпсу будет увеличиваться.

Полевщиков М.М., Роженцов В.В., Шабрукова Н.П., Палагин Ю.С.

В.П. Загрядский и З.К. Сулимо-Самуйло (1976) предлагают определять коэффициент выносливости Кв по результатам удержания заданного мышечного усилия на протяжении 1 мин и вычислять в процентах по формуле:

KB = FK/FH-100%, (2) где FH и FK - максимальное мышечное усилие в начале и в конце пробы.

В.С. Новиков и соавт. (1995) коэффициент выносливости Кв рассчитывают по формуле:

KB = FK/FH, (3) где FH - максимальное мышечное усилие в начале пробы; FK - максимальное мышечное усилие в конце пробы.

Так как напряжение на уровне максимальной мышечной силы может быть поддержано лишь кратковременно, то выносливость определяют при субмаксимальном напряжении, при котором могут с достаточной точностью учитываться и длительность, и устойчивость напряжения.

Выносливость к динамической нагрузке определяется продолжительностью выполнения ритмичной работы по воспроизведению половины максимального мышечного усилия в темпе 1 раз в 1с.

Обобщенные показатели выносливости определяются обычно путем анализа результатов эрго-метрических измерений при различных упражнениях. Наиболее часто в этих целях используется анализ зависимостей «мощность - время», «работа-время», «дистанция - время» и «скорость -время» [5]. Для получения этих показателей используются как результаты лабораторных испытаний, где четко фиксируются показатели физической работы, так и результаты полевых испытаний, когда возможна четкая фиксация показателей предельного времени и мощности, например в беге, на гребном эргографе и т.д.

Вместо показателя «скорость - время» предложено использовать более простые и наглядные показатели, основанные на сравнении результатов спортсменов на дистанциях различной длины. Предложено несколько вариантов таких показателей:

• -    запас скорости ЗС

3C = t/n-t3T, (4) где t - время на анализируемой дистанции; п -отношение длины дистанции к величине эталонного отрезка; t^ - лучшее время на эталонном отрезке;

• -    индекс выносливости И_в [3]

Ив = t - t3T • n, (5) где t - время на анализируемой дистанции; ^ -лучшее время на эталонном отрезке; п — отношение длины дистанции к величине эталонного отрезка;

• -    коэффициент выносливости К_в

Кв = t /1 эт, (6) где t - время на анализируемой дистанции; 1ЭТ -лучшее время на эталонном отрезке;

• -    коэффициент утилизации К^

Кут = ¥д/¥эт'100%, (7) где ¥д - скорость на анализируемой дистанции; ¥эт - лучшая скорость на эталонном отрезке;

• -    показатель специальной выносливости СВ [3]

Количественная оценка уровня развития физической выносливости

СВ = t3T • п/1-100 %, (8) где t3T - лучшее время на эталонном отрезке; п -отношение длины дистанции к величине эталонного отрезка; t - время на анализируемой дистанции;

• -    коэффициент специальной выносливости Кс_В

KCB = tn/(tn-l), (9) где tn и (tn - 1) - время преодоления двух смежных дистанций.

Однако вычисление обобщенных эргометри-ческих критериев выносливости процедура трудоемкая, поэтому чаще используют эргометрические измерения, выполняемые в критических режимах [8]. По этой причине в качестве эргометрических критериев выносливости, наряду с показателями предельного времени и предельного количества выполненной работы, хорошо себя зарекомендовали определения критической скорости, границы выносливости [11], порога анаэробного обмена [10], дистанции «анаэробных резервов», максимальной анаэробной мощности [12] и т.д.

Косвенные показатели выносливости связаны с проведением измерений сдвигов физиологических или биохимических показателей. Они делятся на частные, регистрируемые в отдельно взятом упражнении (уровень потребления кислорода, величина кислородного долга, кислотно-основное состояние крови pH, максимум накопления молочной кислоты и др.) [1], и обобщенные, которые выводятся на основе анализа взаимосвязи регистрируемых метаболических показателей, мощности работы и предельной продолжительности упражнения. Примером таких показателей являются показатели границы выносливости, порога анаэробного обмена, мощности истощения, критической мощности, максимальной анаэробной мощности и др. [8].

Однако в практике педагогического и медикобиологического контроля за спортсменами, как считает С.Ф. Сокунова, в настоящее время отсутствуют единые методические установки при выборе наиболее адекватных критериев и методов диагностики уровня развития выносливости. Большинство используемых методов не обеспечивает получения точной количественной информации об уровне развития выносливости и ее изменениях под воздействием применяемых средств и методов тренировки. Относительность оценок физической выносливости, отсутствие надежных физиологических критериев - все это говорит о недостаточной разработке проблемы [8].

На протяжении периода врабатывания в организме, как функциональной системе, происходят непрерывные изменения, при этом регуляция функций в различных органах и системах организма протекает асинхронно. В регуляторных процессах, происходящих в организме человека, доминирующая роль принадлежит ЦНС, которая по окончании периода врабатывания находится в квазистационарном режиме, когда процессы регуляции вегетативных функций во всех органах и системах организма закончены и весь организм находится в состоянии оптимальной работоспо- собности. Исходя из доминирующей роли ЦНС при оценке состояния организма человека необходимо оценивать состояние самой ЦНС [6].

Электрофизиологическим методам исследования процессов в ЦНС посвящены многочисленные работы и монографии. Однако, как показывает накопленный опыт, такие методы определения состояния ЦНС, как электроэнцефалография (ЭЭГ) и вызванные потенциалы, не дали ожидаемых результатов в отношении дифференцирования даже уровней оперативного покоя и активного бодрствования в связи с нелинейностью или отсутствием взаимосвязи между исследуемыми параметрами ЭЭГ и вызванных потенциалов и вегетативными и нейрофизиологическими параметрами, характеризующими эти состояния. Кроме того, методы регистрации ЭЭГ и вызванных потенциалов, по мнению А.А. Баба-Заде и соавт. (1989), из-за сложности технического обеспечения не могут применяться для оперативного контроля в естественных условиях учебно-тренировочного процесса.

Для оценки функционального состояния ЦНС наряду с электрофизиологическими методами широко применяются психофизиологические методы. Психофизиологические исследования при изучении адаптации необходимы и актуальны в связи со следующими обстоятельствами:

• -    психофизиологическое состояние человека оказывается первым и крайне чувствительным индикатором изменений, происходящих в организме;

  -состояние психофизиологической деятельности интегрально связано с функционированием человека как биосистемы в целом [4].

Особенностью биологических систем является сложность их структуры, иерархичность. Их отличает несколько уровней взаимодействия, отдельные системы объединены причинно-следственными связями, изменение одних систем или связей между ними влечет изменение других систем и других связей. При этом разные системы могут мобилизоваться в разной степени, отражая сложную систему регулирования и взаимокомпен-сации функций, что наиболее отчетливо проявляется при физических нагрузках. Бесспорно, главное внимание должно быть уделено той функции, которая больше всего участвует в данном физическом упражнении, но вместе с тем функции, далекие от главной, свидетельствуют об изменении ФС.

Заключение. В процессе своей жизнедеятельности человек получает около 90 % информации о внешнем мире через зрительный анализатор, в состав которого входят глаз со всеми его светочувствительными и нервными клетками, проводящие пути, а также подкорковые и корковые зрительные центры. В обработке зрительной информации участвуют 22 области головного мозга, занимающие суммарно до 54 % площади коры больших полушарий, причем 25 % площади составляют области, являющиеся в основном или исключительно зрительными. Эффективность функционирования зрительного анализатора зависит от ряда факторов, к которым помимо структурно-функциональных возможностей глаза и проводящих путей относится и уровень функционирования коркового отдела зрительного анализатора, поэтому в качестве психофизиологических критериев, характеризующих функциональное состояние ЦНС, используются показатели ФС зрительного анализатора [3].

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (проект № 2.2.3.3/2048).