Физиологическая характеристика различных методов физической тренировки для повышения выносливости

При совершенствовании аэробной производительности внимание должно быть направлено на решение следующих основных задач:

• • на увеличение производительности кардиореспираторной системы организма и повышение уровня МПК, которое составляет в среднем около 30−35% от исходного уровня;
• • на совершенствование способности более длительного поддержания уровня МПК;
• • иа увеличение скорости развертывания, повышение эффективности и экономичности работы всей системы транспорта кислорода.

С этой целью общепринятым является применение различного рода физических упражнений, в которых занято одновременно большое количество мышечных групп (глобальная работа), что приводит к значительной интенсификации деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Упражнениями, наиболее эффективными для развития аэробных возможностей, являются лыжные гонки, так как в такой работе принимают участие практически все мышцы тела человека. Кроссовый бег также эффективное упражнение для повышения аэробных возможностей организма. Разумеется, все виды циклических упражнений могут оказаться полезными, но специфический характер условий двигательной деятельности в плавании, коньках, гребле и др. делает их менее употребительными для этой цели, хотя и не менее эффективными. Известны основные компоненты и критерии, определяющие воздействие нагрузок: интенсивность упражнения (скорость); его продолжительность (длина дистанции); число повторений (определяющее общий объем нагрузок); продолжительность интервала отдыха; характер отдыха.

Рассматривая различные методы тренировки при совершенствовании выносливости, необходимо в первую очередь учитывать основные характеристики и назначение каждого компонента нагрузки. Дело в том, что каждый метод и даже вариант тренировки вызывает специфические особенности адаптации физиологического, биохимического характера и т. д. При этом выбор конкретного метода тренировки зависит от этапа подготовки, индивидуальных особенностей данного индивидуума и, разумеется, специфики соревновательного упражнения.

При расчете дозировки нагрузок необходимо в первую очередь ориентироваться на характер преимущественного обеспечения энергией. Многочисленные исследования показали, что при этом ориентир на величину ЧСС вполне обоснован, тем более что в диапазоне ЧСС от 110−120 до 170−180 уд/мин мощность нагрузок линейно связана с ЧСС.

Основой регламентации тренировочных нагрузок и использования тех или иных методов тренировки выносливости, и в частности аэробной производительности, служит учет преимущественного характера энергообеспечения, в частности соотношения аэробных и анаэробных механизмов ресинтеза АТФ.

При развитии выносливости наиболее часто применяются равномерный и различные варианты переменного и повторного методов тренировки.

На начальных этапах подготовки и при тренировке новичков используется преимущественно равномерный метод, или дистанционная тренировка (еще одно название этого метода — количественная тренировка).

Работа, выполняемая при этом методе, совершается в аэробных условиях при сравнительно низких уровнях ЧСС (140−160 уд/мин). Продолжительность нагрузки зависит от двух основных факторов — периода тренировочного процесса и уровня подготовленности спортсмена.

Так, в начале подготовительного периода, при невысоком уровне тренированности, продолжительность работы составляет от 20 до 40 мин, а в конце подготовительного периода и при высоком уровне готовности спортсмена она может увеличиваться до 5−6 ч.

При выборе интенсивности нагрузок по методу дистанционной тренировки в качестве основного критерия необходимо определить только показатель ЧСС, согласно которому при выполнении циклических упражнений используют четыре зоны нагрузок.

В первую зону включены нагрузки, выполнение которых протекает при ЧСС в пределах до 134−136 уд/мин. Нагрузки с ЧСС ниже этой границы не оказывают существенного тренирующего воздействия на организм и могут быть расценены как восстанавливающие.

Вторая зона нагрузок соответствует диапазону ЧСС от 136 до 154−158 уд/мин. Эта зона включает в себя нагрузки, выполняемые преимущественно за счет аэробных механизмов энергообеспечения, не вызывающие даже при очень длительной работе прогрессирующей активизации анаэробных процессов, и соответствует условиям «истинного устойчивого состояния».

Третья зона включает нагрузки, при которых ЧСС меняется от 158 до 180−186 уд/мин. Нижней границей этой зоны является мощность работы, соответствующая гак называемому порогу анаэробного обмена (W ПАНО, или уровень ПАНО), при которой лактат крови превышает 4 мМ/л (36 мг %). Верхняя граница этой зоны лежит на уровне критической мощности (N кр.), что при длительном упражнении соответствует достижению организмом максимального потребления кислорода. Энергетическое обеспечение работы в данной зоне осуществляется за счет одновременного участия аэробных и анаэробных механизмов. Активизация гликолиза приводит к накоплению молочной кислоты в работающих мышцах и крови. Тренирующий эффект нагрузок этого диапазона заключается в комплексном воздействии на все параметры системы кислородного транспорта, поэтому она и является зоной, наиболее эффективно развивающей аэробные возможности организма. Увеличение продолжительности нагрузок в этой зоне обеспечивает повышение аэробной емкости.

Четвертая зона включает нагрузки, при которых ЧСС превышает 185−187 уд/мин, а физическая направленность нагрузок в этом диапазоне характеризуется достижением максимальной активности анаэробных механизмов энергообразования. Одновременно при этом возникает предельно высокая реакция органов дыхания и кровообращения. Однако длительность работы лимитируется высокими ацидотическими сдвигами, связанными с огромным выбросом в кровь из работающих мышц молочной и пировиноградной кислоты. В связи с этим нагрузки четвертой зоны практически редко применяются в равномерной тренировке из-за быстро развивающегося утомления.

Таким образом, наиболее эффективными при равномерной тренировке являются нагрузки во второй и третьей зонах (т. е., если ориентироваться по ЧСС, в диапазоне от 136 до 185 уд/мин).

При непрерывной работе поддержание уровня МПК — весьма трудная для организма задача. Так, новички могут удерживать уровень МГ1К не более 1−3 мин; более подготовленные спортсмены в состоянии работать на такой мощности до 10−20 мин, реже — 30 мин. Лыжники мирового класса способны удерживать такую мощность работы до часа.

Тренировка в непрерывной работе в свое время считалась единственным методом развития «большого сердца». Это связано с тем, что наибольшей величины систолический объем сердца достигает уже при ЧСС 130−150 уд/мин. Непрерывная тренировка способствует увеличению объема сердца и является важным средством «мягкой» тренировки системы кровообращения, особенно если спортсмен во время работы незначительно меняет темп. В этом случае обеспечивается эффект интервальной тренировки.

Важнейшее достоинство непрерывной работы — увеличение числа капилляров в скелетных мышцах и их эластичности. Это позволяет доставлять к мышцам больше кислорода и эффективно удалять продукты метаболизма. В целом это способствует увеличению суммарного диаметра сосудистой системы мышц, приводит к замедлению кровотока и, следовательно, к более продолжительному контакту крови с мышечными волокнами и лучшему их кислородному обеспечению.

Кроме того, длительная работа способствует увеличению количества митохондрий и ферментов биологического окисления в мышечных волокнах, повышению емкости аэробного механизма. Таким образом, непрерывная тренировка — прекрасный метод для совершенствования процессов экономизации и повышения эффективности кислородного обеспечения мышц. Это сопровождается увеличением уровня ПАНО до 65−75 % от МПК, а у выдающихся спортсменов он может достигать 90% и более. Содержание тренировочного процесса в период напряженных нагрузок следует ориентировать на использование скоростей, соответствующих уровню ПАНО. Когда эти нагрузки осваиваются и величина лактата становится ниже уровня ПАНО, следует переходить на более интенсивные нагрузки.

Выполнение дистанционной работы на высоких скоростях (при ЧСС до 180−185 уд/мин) совершается на уровнях потребления кислорода, приближающихся к МПК (до 90−95%), что обеспечивает повышение как емкости, так и мощности аэробных механизмов. При таких скоростях, значительно превышающих уровень ПАНО (III зона интенсивности), происходит активизация анаэробных процессов ресинтеза АТФ. Поэтому такая работа будет способствовать повышению уровня гликолигической мощности. Следует иметь в виду, что выполнение работы с потреблением кислорода около 70−80% от МПК нельзя планировать более чем на 2,5−3 ч, так как при этом исчерпываются запасы гликогена. При интенсивности ниже 70% от МПК происходит мобилизация жиров и запасы гликогена перестают лимитировать деятельность работы.

К недостаткам этого метода можно отнести трудности, связанные с дозировкой, довольно большими временными затратами и психологическим утомлением, вызванным монотонностью работы. Поэтому равномерная тренировка никогда не должна быть единственным методом повышения аэробной производительности организма и должна сочетаться с другими, такими как переменная и повторная тренировки.

Переменный метод тренировки — своеобразная надстройка, продолжение и развитие всех функциональных свойств и механизмов, характерных для равномерной тренировки. Существуют различные разновидности переменной тренировки, одной из которых служит так называемый фартлек. Это шведское слово, означающее «игра скоростей». Как метод тренировки фартлек был широко популяризован Г. Холмером — бывшим тренером национальной сборной Швеции по бегу на выносливость.

Эта тренировка отличается неформальным характером переменного бега и включает в себя довольно большой объем работы с различной скоростью, что предпочтительнее делать в естественных условиях местности (поле, лес и др.). Считается, что хорошо проведенный фартлек — жесткая тренировка, предъявляющая высокие требования к организму и оказывающая высокоэффективное воздействие на организм.

При достаточной подготовленности после 12−15 мин работы с интенсивностью, при которой ЧСС не превышает 180 уд/мин, полагается снизить скорость настолько, чтобы работа выполнялась в границах ЧСС, равной 150 ± 10 уд/мин. Доля самых напряженных нагрузок, допустимых переменным методом, не должна превышать 10% от общего объема работы, в то время как на долю самой низкой интенсивности (ЧСС около 150 уд/мин) не должно приходиться более 20% всего объема. Таким образом, соотношение интенсивной, средней и медленной частей в тренировке равняется примерно 1:7:2.

Например, одним из вариантов переменной тренировки в беге является так называемый продленный бег, который состоит из пробегания средней по длине тренировочной дистанции с быстрыми рывками (80−90% от максимальной скорости) на 150−220 м, чередующимися с пробежками вчетверо более длинной дистанции в умеренном темпе.

Задача такой тренировки — повышение интенсивности и эффективности кислородного обеспечения работы. Применение упражнений переменного характера с достаточно резкой сменой мощности работы в процессе прохождения дистанций способствует значительной и быстрой активизации систем дыхания и кровообращения, повышению аэробных возможностей. В среднем ЧСС выходит на необходимые величины уже через I мин субмаксимальной по мощности работы, а аэробные процессы полностью развертываются только через 2,5−4 мин. С помощью переменной тренировки можно добиваться более быстрой активации дыхательных процессов, т. е. повышать эффективность аэробного механизма.

Во время ускорений при переменной работе образуется кислородный долг, что способствует повышению анаэробной емкости, а период снижения скорости является стимулятором аэробных процессов. При этом наступает своеобразное устойчивое состояние, несмотря на переменный характер двигательной деятельности. Однако величина кислородного долга при повышении интенсивности работы нс должна быть чрезмерной, так как это в порядке «обратного пастеровского эффекта» будет подавлять аэробные реакции в работающих тканях, что приводит к нарушению функций митохондриального аппарата.

Преимущество переменной тренировки перед дистанционной заключается в постепенной адаптации к интервальной тренировке и приспособлении к перенесению более продолжительных нагрузок, чем соревнование. Кроме того, в условиях переменной тренировки, когда применяется разнообразный режим работы, эффективнее идет «поиск» наиболее рационального шага. Об этом необходимо специально инструктировать спортсмена, чтобы он искал и находил такие параметры работы, при которых ощущаются одновременно особая легкость и стремительность.

Интервальная тренировка — разновидность повторного метода. Суть этого метода, с физиологической точки зрения, заключается в открытом немецкими авторами феномене, заключающемся в том, что в остром периоде восстановления (первые 45−90 с) венозный приток к сердцу при достаточно высокой интенсивности его деятельности (ЧСС около 170 уд/мин) сохраняется.

Известно, что МОК = ЧСС • У О, где МОК — минутный объем кровообращения, а У О — ударный объем сердца.

Каждый тренер и спортсмен знает, что ЧСС в первые 40−90 с после мышечной работы быстро снижается, а при сохранении венозного притока к сердцу это означает, что камеры сердца переполняются, создавая активную «растягивающую силу», способствующую дилятации сердечной мышцы. В основе повышения аэробной производительности лежат прогрессивные изменения в сердечной мышце, основными из которых следует считать гипертрофию миокарда и тоногенную дилятацию полостей сердца. Таким образом, к гипертрофии сердечной мышцы, которая приобретается в процессе дистанционной тренировки, интервальная тренировка «добавляет» активную дилятацию ее полостей, способствуя в конечном итоге увеличению производительности сердечной мышцы, что является главным фактором, лимитирующим повышение аэробной производительности.

Оптимальная продолжительность работы 60−90 с; темн нагрузок должен быть таким, чтобы ЧСС составляла 160−180 уд/мин; продолжительность паузы отдыха — в диапазоне 30−90 с; при этом нагрузка должна быть такой, чтобы к концу паузы отдыха ЧСС составляла не менее 120−130 уд/мин.

Следует помнить, что интервальная тренировка — жесткое тренировочное средство, так как увеличения размеров сердца можно достичь уже в течение двух-трех недель интервальной тренировки. Слишком большой объем тренировок по интервальному методу может нанести вред спортсмену, вызвать перенапряжение сердечной мышцы. Поэтому примерно через месяц тренировок требуются тщательный кардиологический контроль и, если необходимо, углубленные функциональные исследования. В качестве преимуществ интервальной тренировки можно отметить точность дозирования работы и ее результатов, возможность легко сочетать его с другими методами тренировки, что разнообразит изнурительную работу. Недостаток интервальной тренировки — кратковременность основных рабочих периодов, что не способствует адаптации к выполнению длительной работы. Кроме того, при значительном увеличении объемов интервальной тренировки происходит слишком быстрое вхождение в форму, т. е. определенное форсирование подготовки, а поэтому эффект ее неустойчив.

Стартовый метод, разновидность повторного метода. Суть ее заключается в использовании более высокого темпа работы; ориентиром может быть ЧСС в диапазоне не ниже 180 + 10 уд/мин. Время работы с такой тренировочной нагрузкой может быть, в зависимости от уровня подготовленности, от 30 с до 20 мин, после чего 30−50% этого времени должно тратиться на восстановление. Важный момент в этом методе тренировки — поддержание постоянной скорости на дистанции.

Тренировка темповым методом, являясь разновидностью интервального метода, основана на циклических изменениях физиологических параметров, представляющих собой реакцию организма на рациональные дозы значительной по интенсивности нагрузки и регулируемый отдых. Восстановительные паузы намеренно сохраняются короткими, поскольку цель тренировки заключается в том, чтобы поддерживать достаточно высокую кислотность в мышцах. Специфическим воздействием темповой тренировки служит сама интенсивность нагрузки, что создает адекватный стимул для активных мышечных групп, повышения в них обмена, соответствующего соревновательному уровню. В целом темповая тренировка способствует поддержанию необходимого соотношения уровней аэробного и анаэробного механизмов энергообеспечения. Кроме того, темповая тренировка обеспечивает более высокий уровень утилизации энергетических потенциалов. Преимущества темповой тренировки заключаются, таким образом, в том, что она, развивая уровень аэробных возможностей организма, создает возможность для обеспечения специфической адаптации организма к стрессовым нагрузкам, при которых формируется специфическая функциональная система соревновательного упражнения.

Комплексная тренировка — эффективное повышение аэробных возможностей без отрицательного влияния на другие стороны подготовленности спортсмена и его здоровье — возможна только па основе комплексного использования дистанционного и интервального методов при большом разнообразии тренировочных отрезков и режимов.

Принято считать, что на ранних этапах многолетней подготовки основное внимание целесообразно уделять дистанционному методу тренировки, который должен видоизменяться в переменную тренировку. На более поздних этапах подготовки (от уровня 1—II спортивных разрядов) следует вводить интервальный метод, применение которого предполагает наличие довольно прочной функциональной базы, закладываемой с помощью дистанционного метода и его разновидностей. Однако нужно помнить, что, думая о комплексной подготовке, следует уделять внимание повышению анаэробной производительности. А с этой точки зрения ни один из рассмотренных методов не является строго целенаправленным.

В этом смысле переменная тренировка, проходящая на фоне умеренных величин кислородного долга, наиболее мягкая. Темповая тренировка на околопредельных скоростях сопровождается образованием высоких величин лактата (развития гликолитичсского механизма), который угнетает процессы окислительного фосфорилирования. Для повышения доли участия аэробных, процессов в энергообеспечении при работе на коротких отрезках с высокой скоростью рекомендуют интервальную тренировку с постоянным увеличением скорости.

Существенный момент, о котором необходимо помнить, проводя комплексную тренировку, это представление о высокой генетической детерминированности как аэробной, так и анаэробной производительности. Работа высокой интенсивности (в III и IV режимах) приводит к значительному закислению тканей, а длительная работа в условиях острого ацидоза не дает существенного прироста анаэробной производительности и наносит вред аэробной (происходят набухание крист митохондрий, дегенеративные изменения эритроцитов). Зато известно, что порог анаэробного обмена и скорость развертывания аэробных процессов — подвижные, хорошо тренируемые показатели. Современные тенденции в тренировке в циклических видах спорта заключаются в планировании основной тренировочной работы на уровне ПАНО или чуть выше этого уровня — при лактате 4,5−7,0 мМ/л и при пульсе 150−162 уд/мин.

Повышение уровня ПАНО и МПК имеет существенное биологическое значение, так как: 1) работа на высоких скоростях выполняется за счет наиболее экономичных аэробных источников энергии; 2) наблюдаются меньшие по величине сдвиги во внутренней среде организма, ускоряющие возникновение утомления.

В то же время считается, что периодически надо тренироваться на очень высоких скоростях, выходя на максимальные сдвиги в гомеостазе (лактат до 20 мМ/л и выше). Для этих целей используется быстрая интервальная тренировка, сочетающаяся с последующим выполнением больших объемов работы на ЧСС 130−140 уд/мин.