Учебно-методический комплекс по дисциплине. Физиология (стр. 10 )

При длительных физических нагрузках активируется жировой обмен. Повышается активность ферментов, расщепляющих жиры. В результате этого в крови уменьшается концентрация липопротеинов низкой и очень низкой плотности. Физические нагрузки, лежащие на грани человеческих возможностей, могут сопровождаться серьезными изменениями в белковом обмене, которые становятся причиной нервных и психических расстройств, нарушения памяти.

При напряженной мышечной работе к физической нагрузке на организм присоединяется психоэмоциональный стресс. Более выраженные при этом катаболические процессы ведут к усилению анаболизма в восстановительном периоде. Анаболическая фаза оказываемся более длительной, чем катаболическая. Наблюдаемая при этом повышенная секреция тиреоидных гормонов выступает в качестве индуктора, активирующего биосинтез клеточных мембранных структур, митохондриального аппарата скелетных мышц и сердца.

Возможности адаптации расширяются с помощью биологически активных веществ, стимулирующих обменные процессы. К таким веществам относятся растительные экстракты женьшеня, элеутерококка, китайского лимонника и др. Не оказывая заметного влияния на здоровый организм в покое, они в полной мере реализуют свои адаптационные свойства при физических напряжениях, заболеваниях, связанных с перенапряжениями или воздействиями повреждающих агентов. Основой этого адаптивного эффекта является создание условий для долговременной адаптации (повышение биосинтеза белка, активности ферментных систем).

Структурные предпосылки адаптации, в отличие от функциональных, должны каждый раз создаваться заново. В cамой природе живого не предусмотрено запасных структур, т. е. своеобразных запасных частей, которые бы оставались функционально ненагруженными. Структурные изменении прогрессивного направления – это увеличение массы функционирующего органа (гипертрофия). Истинная гипертрофия в отличие от ложной (увеличение промежуточной, не функциональной ткани) характеризуется ростом массы и объема специфических клеточных элементов. Гипертрофированная клетка отличается от обычной не только массой, но и внутренней структурой: ядро увеличивается в размерах, на нем образуются множественные выпячивания, которые увеличивают площадь контакта с цитоплазмой.

Основой прогрессивных структурных изменений в сократительном аппарате сердечной и скелетных мышц являете и активация синтеза нуклеиновых кислот и белков. Ускоренный биосинтез белка является следствием увеличения количества митохондрий и повышения проницаемости клеточных мембран для биологически активных веществ, стимулирующих обмен.

Адаптивные изменения специфичны и определяются характером тренирующих воздействий. Так, при нагрузке силовой и скоростно-силовой направленности увеличивается физиологический поперечник мышечных волокон, появляются новые ферменты, накапливаются энергетические субстраты (гликоген, фосфагены). При работе взрывного характера в первую очередь гипертрофируются быстрые мышечные волокна. В них повышается активность АТФ-азы и мощность системы транспорта Са2+ к сократительным элементам. При этом перестраивается метаболизм и в медленных волокнах: в них активируются анаэробные механизмы ресинтеза АТФ. При работе на выносливость адаптация в виде рабочей гипертрофии выражена слабее, структурные изменения заключаются главным образом в увеличении числа митохондрий.

Способность к прогрессивному изменению функциональных свойств систем и органов в процессе тренировки (тренируемость) имеет врожденные, генетические предпосылки К ним следует отнести соотношение быстрых и медленных волокон в скелетных мышцах, уровень МПК, сердечным ритм и АД в условиях покоя, устойчивость к гипоксии и др Генетические задатки предопределяют темпы адаптации к физическим нагрузкам на выносливость (например, медленное ее нарастание с высоким конечным эффектом), к скоростным и скоростно-силовым нагрузкам (например, быстрое нарастание скорости бега и достижение высоких конечных значений). При плохой тренируемоести, несмотря на длительные и напряженные тренировки, уровень тренированности остается низким, а спортивное мастерство, как правило, Не превышает требований массовых спортивных разрядов.

15.2. Адаптация к мышечной работе максимальной и субмаксимальной мощности

Работа максимальной мощности характерна для сравнительно небольшой группы динамических упражнений циклического характера. Это легкоатлетический бег на 100 и 200 м, бег на 110 м с барьерами у мужчин и 80 м у женщин, плавание на 25 м, велогонки на 200 м. Максимальная мощность развивается в этих видах упражнений за счет предельной скорости передвижения. Время поддержания максимальной мощности работы находится в пределах 20 с, после чего вследствие снижения скорости мощность работы падает, становится субмаксимальной. Достижение максимальной мощности работы в скоростных видах спорта (например, бег на короткие дистанции) обеспечивается предельно высокой частотой сокращения и расслабления отдельных мышечных групп. Максимальная мощность работы в этом случае прямо связана с частотой беговых шагов.

Работа субмаксимальной мощности характеризуется близким к предельному уровнем интенсивности, который может поддерживаться спортсменом от 20 с до 3–5 мин. С такой интенсивностью пробегаются дистанции 400, 800, 1500 м в легкой атлетике, 500–3000 м в конькобежном спор те, проплываются дистанции 100–400 м.

Выполнение циклических упражнений субмаксимальной мощности сопряжено с проявлением выносливости к относительно длительному выполнению упражнений в темпе, близком к предельному. Способность к сохранению высокой скорости бега при работе субмаксимальной мощности достигается в результате специальной тренировки. Даже у спортсменов международного класса время пробегания последнего стометрового отрезка на дистанции 400 м оказывается хуже любого из первых трех. Опытные бегуны на средние дистанции избирают такой темп бега, который обеспечивает достижение высокого результата и в то же время не приводит к резкому снижению скорости из-за чрезмерно быстрого темпа в первой половине дистанции. В этом случае создаются оптимальные условия для использования резервов скоростной выносливости.

Работа максимальной и субмаксимальной мощности обеспечивается анаэробными энергетическими источниками так как потребление кислорода лимитируется кратковременностью выполнения работы и возможностями его трап спорта к работающим мышцам. Максимальное количество кислорода, которое может быть перенесено кровью и потреблено работающими тканями, не превышает 5–6 дм3/мин Однако в первые 10–20 с работы потребление кислорода лежит в пределах 1–2 дм3/мин. Поэтому при работе максимальной мощности кислородный запрос удовлетворяется нa 4–6%. Кислородный долг составляет при этом 94– 96%.

При работе субмаксимальной мощности потребление кислорода увеличивается от 1/4 до 1/2 кислородного запроса. Соответственно уменьшается и относительная величина кислородного долга. Кислородный запрос увеличивается по мере увеличения скорости бега на дистанции. Между уровнем анаэробной производительности организма и мощностью выполняемой работы у легкоатлетов наблюдается определенная связь: чем больше мощность работы, тем значительнее величина кислородного долга.

Изменения внутренней среды организма, связанные с накоплением продуктов анаэробного метаболизма, сопровождаются усилением хеморецептивных влияний на двигательные центры коры полушарий большого мозга. Это приводит к нарушению нормальных регуляторных влияний со стороны центральной нервной системы и к снижению скорости движений, а в отдельных случаях – к прекращению работы. Повышение мощности систем энергообеспечения скелетной мускулатуры связано с ростом количества митохондрий и повышением активности митохондриальных ферментов. В результате этого увеличивается способность мышц утилизировать пируват и жирные кислоты. Усиление утилизации пирувата предупреждает его превращение в лактат и, следовательно, в сокращающейся мышце накапливается меньше молочной кислоты.

Мощность анаэробной системы энергообразования возрастает при увеличении гликогена в мышцах. У тренированных спортсменов количество гликогена в мышцах возрастает в 1,5–3 раза. При этом повышается активность ферментов гликолиза. Повышение работоспособности скелетных мышц в условиях анаэробиоза у тренированных спортсменов связано и с уменьшением накопления аммиака в мышцах. Степень развития компенсаторных механизмов, обусловливающих поддержание внутриклеточного гомеостаза при анаэробной работе, зависит от того, как часто в тренировке создаются условия, воспроизводящие ситуацию, близкую к соревновательным условиям.

Выполнение работы максимальной и субмаксимальной мощности при скоростном плавании сопровождается увеличением частоты сердечных сокращений до 170-200 уд/мин. Вследствие горизонтального положения тела пловца на воде облегчается приток крови от нижних конечностей к сердцу. Гемодинамическая функция сердца в этом случае оказывается облегченной, а сдвиги в ее величинах более умеренными, чем при работе такой же мощности на суше.

При выполнении циклической работы максимальной мощности спортсмен успевает сделать несколько дыхательных движений. Объем легочной вентиляции при этом невелик, а потребление кислорода не превышает 1,5–2 л/мин. Столь низкие показатели потребления кислорода, при кислородном запросе до 35–40 л/мин, приводят к тому, что практически вся работа выполняется в анаэробных условиях. При работ < субмаксимальной мощности дыхательная функция нарастаем до максимума. Однако вследствие высокого кислородного запроса большая часть энергетических трат компенсируется анаэробными процессами гликолиза.

Некоторые специфические особенности мобилизации дыхательной функции вызывает плавание с предельными или околопредельными скоростями. При плавании кролем на дистанции 50 м спортсмен может выполнить несколько дыхательных движений, а на первых 15–20. м задерживаем дыхание. При плавании на 100 м возможен вариант, когда пловец производит вдох через два гребка на третий. При плавании на дистанцию 200–400 м и более задержки дыхания исключаются. Акт дыхания входит в стереотип рабочих движений и совершается в зависимости от частоты гребковых движений. Потребление кислорода у пловцов может достигать величин, близких к предельным. Однако они несколько ниже, чем у спортсменов-легкоатлетов, велосипедистов, лыжников. Минутный объем крови при беге на короткие дистанции те превышает 15–18 л. Длительная напряженная работа (бег на средние дистанции) может сопровождаться увеличением минутного объема крови до 24–25 л. Восстановление артериального давления и частоты пульса после бега на короткие дистанции заканчивается через 20–30 мин. После бега на средние дистанции восстановление этих показателей «исходит в течение 1,5–2 ч.

Количество сахара в крови после работы максимальной мощности уменьшается. Работа субмаксимальной мощности вначале сопровождается понижением уровня сахара в крови с последующим его увеличением после окончания работы. Изменения в составе крови отражаются и на выдели тельной функции. Накопление молочной кислоты сопровождается выделением ее с мочой.

После работы субмаксимальной мощности содержание молочной кислоты в моче увеличивается до 200–230 мг%, отмечается появление белка до 0,4–0,5%. Особенно значительное увеличение содержания молочной кислоты в моче (до 1000 мг% и более) наблюдается при работе субмаксимальной мощности в плавании. Это объясняется понижением выделительной функции потовых желез при плавании.

Развитие утомления при работе максимальной мощности связано с падением лабильности нервных центров регуляции движений вследствие мощной афферентной импульсации из стремительно сокращающихся мышц. Роль вегетативных сдвигов в развитии утомления при работе максимальной мощности незначительна.

При работе субмаксимальной мощности роль вегетативных сдвигов в снижении мышечной работоспособности повышается. Метаболические изменения во внутренней среде организма (накопление кислых продуктов промежуточного обмена) приводят к усилению хеморецептивных влияний на высшие регуляторные центры. Это сопровождается понижением функциональных свойств нервных центров. В работающих мышцах происходят физико-химические изменения, понижающие способность к усвоению максимальных ритмов нервных влияний. Таким образом, замыкается кольцо системной регуляции с углублением отрицательных взаимных влияний регуляторного, вегетативного и исполнительного аппаратов.

Продолжительность восстановительного периода после работы максимальной и субмаксимальной мощности зависит главным образом от объема суммарной нагрузки и колеблется в широких пределах – от нескольких часов до нескольких суток и более.

15.3. Адаптация к работе большой и умеренной мощности

Адаптивные сдвиги в системе энергообеспечения организмa при работе большой мощности определяются прежде его потребностями в кислороде – кислородным запросом. Величина кислородного запроса при выполнении работы большой мощности намного превышает возможности сердечно-сосудистой системы в транспортировке кислорода к работающим органам. Однако соотношение величин потребления и запроса в этом случае выше, чем при работе в зонах максимальной и субмаксимальной мощности. Потребление кислорода составляет примерно 80% от его запроса. По абсолютному количеству это максимально возможные значения. Большая часть (до 85-90%) энергетических трат покрывается за счет аэробных процессов.

Величина кислородного долга после работы большой интенсивности составляет 10–15% от суммарного кислородного запроса, т. е. 12–15 л. Расход энергии в единицу времени уменьшается в 8–10 раз по сравнению с работой максимальной мощности. Работа большой мощности сопряжена со значительными суммарными затратами энергии. Это обусловлено вовлечением в работу обширных мышечных групп, а также высокой скоростью выполнения упражнений Расход энергии на дистанции зависит не только от скорости передвижения (легкоатлетический бег), но и от профиля трассы, качества скольжения (лыжные гонки).

Энергетическое обеспечение работы большой мощности происходит преимущественно за счет аэробного обмена Величина максимального потребления кислорода при работе большой мощности коррелирует с развитием специальной выносливости. Однако прямой зависимости между ростом аэробных возможностей и выносливостью нет. Она более тесно связана с увеличением числа митохондрий в мышцах Рост числа митохондрий приводит к увеличению экономности энергообеспечения работы за счет повышения доли энергии окисления липидов. Уменьшается при этом опасность свободно-радикального окисления и повреждения клеточных мембран вследствие снижения кислородной нагрузки на каждую митохондрию.

Преимущественное развитие выносливости в работе большой мощности сопровождается увеличением плотности капиллярного русла. В результате каждое мышечное волокно оказывается окруженным 5–6 капиллярами. Число капилляров в четырехглавой мышце бедра у тренированных спортсменов составляет 500–550 на 1 мм2 против 300–350 н.; 1 мм2 у нетренированных.

В величинах потребления кислорода и развития кисло родного долга у спортсменов-бегунов на длинные и средние дистанции наблюдаются различия, связанные с разной сто пенью экономичности энергообеспечения. При выполнении одинаковой работы у стайеров обнаружена меньшая величина лактатной фракции кислородного долга, чем у бегунов на средние дистанции. Величина энергозатрат на выполнение равной работы у стайеров ниже.

Значительная длительность и высокая интенсивность работы большой мощности обеспечивает полное развертывание функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем Величина легочной вентиляции достигает 120–140 л/мин. Следует заметить, что при легочной вентиляции в пределах 120 л/мин и более утилизация кислорода из вдыхаемого воз духа уменьшается в 1,5–2 раза против величин, наблюдаемых при легочной вентиляции, равной 60–90 л/мин. Форсированное дыхание вызывает дополнительные траты кисло рода на работу дыхательных мышц, а также мешает концентрации мышечных усилий для достижения высокой эффективности бега.

Учащение пульса при беге на длинные дистанции проходит в течение 3–4 мин после начала бега и достигает у взрослых спортсменов 160–180 уд/мин. При финишных ускорениях наблюдается учащение сердечных сокращений до 200 уд/мин и более. Бег на длинные дистанции сопровождается умеренным (в пределах 150–160 мм рт. ст.) повышением «максимального артериального давления. Минимальное давление снижается на 10–15 мм рт. ст. Минутный объем кровотока достигает 25–30 дм3 и более. Несмотря на устойчивую интенсификацию сердечно-сосудистой и дыхательной систем, кислородный запрос при работе большой мощности не удовлетворяется (ложное устойчивое состояние). Восстановление артериального давления и пульса после пробегания длинных дистанций происходит в течение 1,5– 2 ч. Во время стартов и финишных ускорений отмечается повышение артериального давления до величин, характерных для бега на средние дистанции.

Частота пульса на различных участках дистанции лыжных гонок, относящихся к зоне работы большой мощности, может колебаться в широких пределах – от 150 до 200 уд/мин. Средние величины пульса на дистанции у лучших лыжников составляют 170–180 уд/мин. Артериальное давление повышается незначительно, а после прохождения длинных дистанций оно может даже понижаться на 10– 5 мм рт. ст.

У большинства лыжников после работы большой мощности поперечные размеры сердца уменьшаются на 2-5 см. Возвращение их к норме происходит через 3–3,5 ч. 'В покое у лыжников отмечается выраженная брадикардия. Частота сердечных сокращений уменьшается до 30–35 уд/мин.

Легочная вентиляция на дистанции гонок у лыжников увеличивается в соответствии с темпом бега и рельефом местности от 60–90 до 150–160 л/мин. Предельные величины Легочной вентиляции, достигаемые лыжниками, составляют 70–200 л/мин.

Частота дыхания на дистанции достигает 40–60 циклов в 1 мин. После лыжных гонок жизненная емкость легких 1у малоподготовленных спортсменов снижается, у тренированных – сохраняется на исходном уровне или даже повышается. Потребление кислорода на дистанциях лыжных горок от 5 до 50 км находится в пределах от 3 до 5 л. При передвижении на лыжах по равнине со скоростью, достаточной для выполнения нормативов 1-го разряда, минутное потребление кислорода составляет 60–65 мл/кг, что значительно ниже предельных значений этого показателя.

У квалифицированных лыжников – мастеров спорта минутное потребление кислорода может достигать 80-90 мл/кг. В условиях соревнований при подъемах в гору потребление кислорода у лыжников составляет около 90% от максимального и 80–85% на равнине.

Рост потребления кислорода, а, следовательно, и более полное удовлетворение кислородного запроса при работе большой мощности может быть результатом увеличения минутного объема крови или артерио-венозной разности. Известное значение для повышения кислородного потребления имеет и рост легочной вентиляции.

Максимальное потребление кислорода у лыжников – мастеров спорта достигается при относительно небольшой частоте пульса – от 160 до 180 уд/мин. На отдельных участках трассы лыжных гонок потребление кислорода оказывается недостаточным для энергетического обеспечения работы. Часть энергии поставляется анаэробным обменом. При этом доля анаэробного вклада уменьшается по мере увеличения продолжительности работы. Большая часть кислородного долга погашается по оду работы.

Усиление гормональной функции надпочечников, наблюдаемое при работе большой мощности, сопровождается изменением концентрации ионов К+ и Са2+ в крови. Преимущественное увеличение содержания ионов К+ приводит к повышению возбудимости дыхательного центра и к более полному расслаблению сердечной мышцы в диастоле. После работы наблюдается увеличение содержания ионов К+ в моче.

Интенсивные энергетические траты при работе сопровождаются падением концентрации сахара в крови. Выполнение работы умеренной мощности сопровождается значительными изменениями в составе форменных элементов крови. Изменения в лейкоцитарной формуле чаще всего характеризуются увеличением числа нейтрофилов. В результате несоответствия длительной, изнурительной работы уровню подготовленности спортсмена может разиться дегенеративная фаза миогенного лейкоцитоза, которая сопровождается общим уменьшением количества лейкоцитов и особенно лимфоцитов. Дегенеративная стадия лейкоцитоза является отражением крайнего напряжения вcex систем организма, в том числе и органов кроветворения. Содержание сахара в крови при работе умеренной интенсивности может уменьшаться до 40–50 мг%. Снижение запасов энергетических материалов, в частности углеводов, сопровождается уменьшением содержания молочной кислоты в крови к концу работы, при одновременном росте кислородного долга. Внешнее несоответствие подобных измерений объясняется вовлечением в энергетический обмен липидов, для окисления которых требуется большое количество кислорода. Жиры обеспечивают до 80% энергии, необходимой для выполнения работы умеренной мощности. На дистанции гонок от 15 до 50 км в крови спортсмена накапливается от 100 до 130 мг% молочной кислоты, а на отдельных участках трассы – до 150 мг%. При беге на длинные и сверхдлинные дистанции колебания уровня молочной кислоты в крови не выходят за пределы 50–100 мг%. Изменения кислотно-щелочного равновесия крови при этом носят характер умеренного компенсированного ацидоза. В выделительной функции после работы умеренной мощности обнаруживаются изменения, связанные с почечной гипоксией. Длительная мышечная работа приводит к недостаточному снабжению почек кислородом. В результате этого увеличивается проницаемость почечных клубочков и с мочой выводится часть белковых фракций крови. Содержание белка в моче может увеличиваться с 0,1–0,2 до 0,5–0,7%. Концентрация молочной кислоты в моче, как правило, не превышает 100 мг%.

Высокие суммарные энергетические траты (суммарное истребление кислорода на марафонской дистанции составляет 500 дм3 и более), угнетение гормональных функций, гипогликемия, ухудшение функций вегетативных органов являются ведущими факторами, вызывающими понижение работоспособности или полное прекращение работы. Угнетающее воздействие этих факторов усугубляется монотонностью работы. Монотонность сопровождается падением интереса к работе, эмоциональной усталостью, развивающейся до наступления объективных признаков утомления (монотония). У спортсменов с повышенной возбудимостью монотония проявляется в виде повышенной раздражительности, недовольства, озлобленности, склонности к конфликтам с товарищами и преподавателем.

Лекция 17. Физиологические основы утомления

17.1. Признаки и виды утомления

Утомление – это временное функциональное состояние, наступающее вследствие выполнения продолжительной или интенсивной работы, проявляющееся в снижении работоспособности. Биологическая роль утомления состоит в своевременной защите организма от истощения при длительной или напряженной мышечной работе. Физиологические сдвиги при резко выраженном утомлении носят черты стрессовой реакции, сопровождающейся нарушением постоянства внутренней среды организма. В зависимости от преимущественного содержания работы умственной или физической можно говорить об умственном или физическом утомлении. Различают также острое и хроническое, общее и локальное, скрытое (компенсируемое) и явное (некомпенсируемое) утомление.

Острое утомление наступает при относительно кратковременной работе, если ее интенсивность не соответствует уровню физической подготовленности субъекта. Оно проявляется в резком падении сердечной производительности, расстройстве регуляторных влияний со стороны ЦНС и эндокринной системы, в увеличении потоотделения, нарушении водно-солевого баланса.

Хроническое утомление является результатом недовосстановления после работы. При хроническом утомлении утрачивается способность к усвоению новых двигательных навыков, падает работоспособность, снижается естественная остойчивость организма к заболеваниям.

Утомление, возникающее при физической работе, в которую вовлечены обширные мышечные группы, называется общим. Для общего утомления характерно нарушение регуляторной функции ЦНС, координации двигательной и вегетативной функций, снижение эффективности волевого контроля за качеством выполнения движений. Общее утомление сопровождается расстройствами вегетативных функций: неадекватным нагрузке увеличением ЧСС, падением пульсового давления, уменьшением легочной вентиляции. Субъективно это ощущается как резкий упадок сил, одышка, сердцебиение, невозможность продолжать работу.

Когда чрезмерная нагрузка падает на отдельные мышечные группы, развивается так называемое локальное утомление. В отличие от общего утомления, при локальном утомлении страдает не столько центральный аппарат управления, сколько местные структурные элементы регуляции движений: терминали двигательных нервов, нервно-мышечный синапс. Нарушения в нервно-мышечной передаче возбуждения развиваются задолго до того, как сами исполнительные приборы перестают нормально функционировать. В пресинаптической мембране уменьшается количество ацетилхолина, вследствие чего падает потенциал действия постсинаптической мембраны. Происходит частичное блокирование эфферентного нервного сигнала, передаваемого на мышцу. Сократительная функция мышцы ухудшается.

В скрытой, компенсируемой фазе развития утомления сохраняется высокая работоспособность, поддерживаемая волевыми усилиями. Но экономичность работы при этом падает. Продолжение ее вызывает некомпенсируемое, явное утомление. Главным признаком некомпенсируемого утомления является снижение работоспособности при угнетении функций внутренних органов и двигательного аппарата. Угнетается функция надпочечников, снижается активность дыхательных ферментов, интенсивные процессы анаэробного энергообмена ведут к накоплению недоокисленных продуктов и падению резервной щелочности крови. При резком падении работоспособности, когда физически невозможно продолжать работу, спортсмен отказывается от нее (сходит с дистанции, прекращает тренировку).

Подключение гликолиза к энергообеспечению происходит при высокой мощности работы через 20–30 с после ее начала. Накапливающиеся при этом продукты обмена тормозят окислительное фосфорилирование. Накопление лактата в мышцах является, по-видимому, главным фактором развития утомления при работе субмаксимальной мощности.

При работе большой мощности главной причиной развития утомления является относительная гипоксия ткани, а также постепенное накопление продуктов гликолиза и их угнетающее действие на аэробный обмен в мышцах, процессы нервной регуляции двигательной функции. Парадоксальное на первый взгляд развитие гипоксии в условиях предельного потребления кислорода и переход на использование энергии гликолиза объясняются тем, что потребность в кислороде при работе большой мощности намного выше максимально возможного его потребления. Часть энергии организм вынужден черпать из анаэробного расщепления глюкозы – гликолиза. Отсюда избыток молочном кислоты.

При длительной работе умеренной мощности на первое место в развитии утомления выходит истощение энергетических ресурсов – главным образом гликогена в печени и в работающих мышцах. Нарушения в регуляторных влияниях ЦНС являются, вероятно, вторичными. Сдвиги в химизме внутренней среды в результате накопления продуктов межуточного обмена отражаются в первую очередь на состоянии функций высших корковых и подкорковых регуляторов физиологических функций. Образуется порочный круг нарушения регуляторных механизмов. Первичные метаболические расстройства усугубляют нарушением регуляторных влияний со стороны ЦНС.

17.2. Переутомление и перетренировка

Выполнение мышечной работы на фоне неполного восстановления после продолжительных или высокоинтенсивных физических нагрузок приводит к переутомлению. Переутомление сопровождается функциональными нарушениями, приводящими к стойкому падению работоспособности. Прогрессирующее развитие переутомления при спортивных напряжениях – перетренировка сопровождается комплексом расстройств, затрагивающих преимущественно центральный аппарат регуляции двигательных и вегетативных функций. Ранними признаками перетренировки являются расстройство сна, боязнь физических напряжений, страх перед выполнением сложных упражнений. Спортсмен становится раздражительным, легко вступает в конфликты с товарищами и тренером или, наоборот, отличается вялостью; безразличным отношением к окружающему, у него пропадает желание тренироваться. Если же тренировки продолжаются, то субъективные жалобы дополняются объективными расстройствами физиологических функций. Вначале ухудшаются нейрогуморальные регуляторные влияния на внутренние органы и двигательный аппарат, затем происходят диффузные и очаговые изменения в сердечной мышце. Сократительная способность ее ухудшается, при физических нагрузках появляются боли в области сердца.

Наблюдаются неблагоприятные изменения и в обмене веществ. На ранних стадиях перетренировки снижается интенсивность окислительного фосфорилирования. На поздних стадиях ухудшаются и гликолитические механизмы энергопродукции, а также ресинтез АТФ.

При перетренировке нарушается витаминный баланс в организме. Это выражается прежде всего в уменьшении содержания витамина С в крови, печени, скелетных мышцах. Вследствие ухудшения пластических процессов, а также повышенного расхода энергии при мышечной работе падает масса тела. Снижение показателей физических качеств при перетренировке относится более всего к общей и скоростной выносливости. Быстрота и мышечная сила изменяются в меньшей степени.

В состоянии перетренировки спортсмены чаще болеют так называемыми простудными заболеваниями. Это связано с ухудшением естественной иммунологической защиты организма. Она зависит от бактерицидной функции жидких сред организма, эпителия дыхательных путей, кожных покровов тела, т. е. от их способности уничтожать болезнетворные бактерии, вирусы, нейтрализовать продукты их жизнедеятельности.

Мерами предупреждения перетренировки служат правильная организация тренировочного режима, учет индивидуальных особенностей адаптации к физической нагрузке, строгое следование принципам спортивной тренировки, в которых обобщен многолетний опыт рационального построения тренировочного процесса. Для восстановления спортивном работоспособности на ранних стадиях перетренировки необходим активный отдых в течение 1–2 недель. Объем тренировочной нагрузки в это время следует уменьшить, интервалы отдыха между интенсивными упражнениями увеличить, соревновательные нагрузки исключить. Поздние стадии перетренировки требуют полного 2–3-недельного отдыха, с последующим переходом к активному отдыху продолжительностью 3–4 недели. В период лечения и активного отдыха необходимо применять комплекс восстанавливающих средств (медикаментозные препараты, биологически активные вещества, физиотерапевтические процедуры).

17.3. Восстановительный, или послерабочий, период

После окончания мышечной работы наступает восстановительный, или послерабочий, период. Он характеризуется степенью изменения функций организма и временем, которое необходимо для их восстановления до исходного уровня. Изучение восстановительного периода необходимо для оценки тяжести конкретной работы, определения ее соответствия возможностям организма и установления длительности необходимого отдыха.

Биологическая роль послерабочего периода состоит не только в восстановлении уровня измененных функций и энергетических ресурсов организма, но и в функциональных и структурных перестройках, т. е. в формировании эффекта тренированности.

Восстановительный период характеризуется рядом специфических особенностей. Во-первых, в нем можно выделить две фазы. Ранняя фаза восстановления быстрая, поздняя – короткая. Восстановление любой функции сразу после прекращения работы идет быстро, а затем замедляется. Во-вторых, послерабочий период характеризуется гетерохронизмом процессов восстановления в разных функциональных системах. Одной из первых восстанавливается функция дыхания, затем частота пульса, а еще позже– время сенсомоторной реакции. После соревнований у легкоатлетов уровень основного обмена возвращается к исходному лишь через 30–40 ч. В разные сроки происходит и восстановление энергетического потенциала в мышцах. Содержание АТФ восстанавливается через несколько секунд или минут, фосфокреатина–через несколько минут, содержание гликогена достигает исходного уровня только через несколько часов, а белков – еще позже. У гимнастов, пловцов, штангистов после интенсивной тренировки восстановление происходит через 2–3 дня в следующей последовательности: частота пульса, артериальное давление и жизненная емкость легких, биохимические показатели мочи и крови, величина максимальной вентиляции легких, лабильность нервно-мышечного аппарата, уровень основного обмена. В связи с этим длительность восстановительного периода принято определять по наиболее поздно нормализующейся функции.

Третьей особенностью восстановительных процессов является их волнообразный характер. В соответствии с этим можно выделить три фазы, каждая из которых характеризуется определенным уровнем работоспособности. После окончания мышечной работы наступает фаза пониженной работоспособности. Затем вследствие восстановительных процессов в организме работоспособность не только достигает исходного уровня, но и превышает его. Это фаза повышенной работоспособности. Через некоторое время она сменяется фазой исходной работоспособности. При продолжающемся отдыхе работоспособность вновь может понизиться. Длительность отдельных фаз различна.

Восстановительный период рассматривают как конструктивный. В это время возникает суперкомпенсация в процессах обмена веществ в гладкой и скелетной мускулатуре. Явление суперкомпенсации проявляется в большем накоплении энергетических резервов в скелетных мышцах, в накоплении пластических материалов, обусловливающих их гипертрофию. Все эти изменения – непременное условие повышения функциональных возможностей организма, составляющее содержание состояния тренированности. Возникновение функциональных и морфологических изменений в организме под влиянием нагрузки, которые реализуются в восстановительном периоде, – условие развития и совершенствования организма человека.

Послерабочий период у детей отличается рядом особенностей. Прежде всего это относится к скорости восстановительных процессов. После малых и средних нагрузок восстановительные процессы протекают быстро, после интенсивных и продолжительных нагрузок замедленно. Особенно ярко это выражено после соревнований. Вместе с тем установлено, что в результате систематических тренировок скорость восстановительных процессов у детей после мышечной работы возрастает. Это необходимо учитывать при организации занятий физическими упражнениями.

17.4. Значение питания в восстановительном периоде

В соревновательной практике и в процессе спортивной подготовки питание и использование восстановительных средств имеет существенные различия. В обычных условиях тренировки необходимо соразмерять калорийность пищевого рациона с ориентировочной энергетической стоимостью различных видов мышечной деятельности.

В видах спорта с преимущественной силовой направленностью средний расход энергии составляет 250– 300 кДж/кг массы в день: В пищевом рационе спортсменов этой группы надо предусмотреть потребление питательных смесей, чтобы сохранить приемлемый объем пищи. Силовая тренировка может быть эффективной только при повышенном белковом обмене. Увеличение мышечной массы и нормальное течение восстановительных процессов после интенсивных силовых нагрузок происходит при потреблении белка в пределах 3–4 г/кг массы в день. Такое количество белка можно получить при дополнительном приеме углеводно-протеиновых концентратов. Содержание углеводов в рационе этой группы спортсменов на начальном этапе тренировки должно составлять 45–50%, жиров–30–35%. В скоростно-силовых видах спорта средняя энергетическая потребность составляет около 250 кДж/кг в день. Содержание белка в пище остается высоким – 2–3 г/кг массы. Повышенный белковый обмен обеспечивает прирост мышечной массы и оптимальное восстановление снашивающихся белковых структур клеток и тканей организма. Развитие скоростной выносливости сопряжено с мобилизацией анаэробного гликолитического обмена. Поэтому доля энергии углеводов должна быть увеличена до 45–50%. За счет энергии жира должно обеспечиваться не более 30% суточных энергетических трат.