Специальная физическая подготовка

Оценка эффективности тренировочного процесса в видах спорта на выносливость. Мышцы. Основные характеристики и особенности в видах на выносливость.

Мышцы(исполнительное звено).

Основные характеристики.

Мышцы осуществляют выбранный вид перемещения тела в пространстве.

Состоят из длинных, эластичных нитей- актиновых и миозиновых. Эти нити скользят, отталкиваясь друг от друга с помощью мостиков — порождая движение. Для этого им нужна энергия.

Мышцы используют 3 разных вида химических реакций для получения энергии для сокращений. Их исходным «горючим» является богатое энергией вещество- АТФ(аденозин-три-фосфорная кислота). Но ее запасов в организме мало- и поэтому организм ее создает из других веществ. Это можно сделать следующими способами:

1) Использовать креатинфосфат. Быстрее всего доступен для использования (начиная с 2-3с работы). Очень богат энергией. Но его тоже мало в организме — хватает на 8-15 секунд максимум. Поэтому, он важнее всего для спринтеров. Для видов на выносливость он играет определенную роль в борьбе за позицию в начале гонки (например, в триатлоне, чтобы не попасть в гущу народа на плавании на первых метрах) и при коротком, остром финише. Кроме того, если по ходу длинной дистанции работа какой-то отрезок становится менее интенсивной, он может ресинтезироваться (воссоздаваться) организмом.

2) Использовать гликоген. Довольно быстро включается в работу (примерно с 30-ой с). В нем энергии поменьше, чем в креатинфосфате, но тоже довольно много. Делать это можно 2-мя способами:

- бескислородным (анаэробным) способом. В этом варианте энергии очень много, но от разложения гликогена очень быстро копится продукт его распада — пируват . Если нет кислорода, то он может превратиться только в одно химическое соединение — молочную кислоту. Она довольно токсична для внутримышечных структур и нервных окончаний. Поэтому, при ее избытке нарушается процесс разложения гликогена и работа мышц. Плюс процесс образования нового гликогена (глюконеогенез). В результате организм в таком режиме может работать не более 2-х минут. Наибольшее значение этот способ имеет для дисциплин, длительность работы в которых составляет около 1 минуты (плавание 100м, бег 400м). В них же регистрируются предельные возможности к накоплению молочной кислоты. У высококвалифицированных спортсменов они могут составлять 20-25 ммоль. У нетренированного человека такое содержание лактата привело бы к смерти от болевого шока.

- кислородзависимым (аэробным) способом. При нем образовавшийся пируват вступает во взаимодействие с кислородом и в дальнейшем разлагается на углекислый газ и воду. Для этого требуется кислород. При его недостатке (например, вследствие гипоксии или слишком большой интенсивности работы) добывание энергии таким способом становится невозможным, и организм вынужден перейти либо на бескислородный гликолиз, либо на липолиз (окисление жиров). В случае если кислорода достаточно, то данным способом мышцы могут питаться от 45 минут у слабо подготовленных и до 1ч 15мин у хорошо подготовленных спортсменов. Кроме того, если хорошо развито окисление жиров, гликоген в течении работы может ресинтезироваться- и многократно включаться в работу в течении ускорений. Например, в марафонском беге большая часть дистанции пробегается на жирах, но в ходе тактических ускорений и финишного набегания подготовленные спортсмены активно используют гликоген.
Темп, при котором организм поддерживает предельную интенсивность углеводного обмена без накопления лактата называется ПАНО (порогом анаэробного обмена).
3) Использовать липиды. Очень медленно включаются в работу (примерно в районе 40мин -1ч, но у подготовленных спортсменов быстрее). Энергии в них в разы меньше, чем в креатин фосфате и гликогене. Зато запасы почти неисчерпаемы. Ограничения данного способа получения энергии связаны с 3-мя причинами:

- интенсивность работы (при повышении автоматически подключаются более мощные механизмы энергообеспечения)

- доступность кислорода

- эта реакция тормозится продуктами распада гликогена (нарушается при рывках на дистанции, и, особенно, после неоправданно быстрого начала длинной дистанции)

- доступность ферментов, ускоряющих реакцию (считается, что этот механизм нарушается при сверхдлинных дистанциях, таких как айронмен)

Кроме того, существует 4-й, аварийный способ энергообеспечения. Это распад белков. Он используется при сверхдлинных дистанциях. Не рекомендован для частого применения, так как наносит значительный вред организму.

Помимо этого мышцы способны преобразовывать в гликоген молочную кислоту (химический цикл Кори).

У каждого из процессов энергообразования есть такие характеристики, как:

1) Мощность - количество энергии, вырабатываемое в единицу времени. Она

- наибольшая у креатин- фосфатного процесса

-в 2-3 раза ниже у гликолитического.

-еще в 2-3- у липидного.

Соответственно, используя каждый из этих процессов, мы можем демонстрировать различную скорость и силу движений.

2) Емкость - как долго может организм функционировать за счет этого процесса . Она:

-наименьшая у креатин -фосфата(5-15с)

- чуть больше у анаэробного гликолиза(2 мин)

- до 1ч 15 мин для аэробного гликолиза

- почти неограниченна для липидов (прежде отказывают другие системы организма)

3) Скорость развертывания. То время, за которое после начала работы данный способ энергообеспечения способен дать весомый вклад в образование АТФ.

-минимальна для креатин- фосфата(со 2-3с)

- гликолиз (с 30-ой с)

- липиды (в среднем 40мин-1ч)

4) Цена для организма. Насколько работа на данном источнике энергии расстраивает деятельность других систем организма и удлиняет сроки восстановления:

-белки при массированном распаде снижают иммунитет и силовые возможности мышц. До 10-14 дней на восстановление (с учетом побочных повреждений- до месяца)

-гликолиз снижает возможности мышц усваивать кислород, расстраивает деятельность нервной системы. До 3-5 дней на восполнение запасов (до 14 дней с учетом побочных повреждений).В связи с высокой мощностью работы объем выполняемых тренировок часто лимитируется состоянием связок (повышенная травмоопасность).

-креатин-фосфат в основном может утомить ЦНС (в связи с необходимостью предельного психического напряжения при работе на нем ). 5-10 мин на восполнение запасов вещества, до 1-2 дней с учетом утомления нервной системы. Так же, как и с гликолизом — часто лимитируется состоянием связок.

-липиды- лимитированы состоянием ЦНС и возможным параллельным включением белков. Срок восстановления после преобладающей работы на жирах зависит от сроков восстановления сопряженных систем.

Мышцы различны для каждого вида спорта, хотя часть рабочих мышечных групп может совпадать (например, при беге в гору, лыжах и велосипеде). Тем не менее, изменение угла движения конечности всего лишь на несколько градусов от заданной траектории задействует уже другие мышечные волокна. Это в дальнейшем сказывается на переносе наработанных в тренировках качеств на соревновательную деятельность. Именно поэтому ближе к соревновательному периоду тренировки становятся более специфичными по отношению к избранному виду спорта. Выполнение в большом количестве нетипичных для избранного вида спорта движений или движений с грубыми техническими ошибками может вместо ожидаемого роста результатов привести к их спаду. Так, например:

- избыточное, непропорциональное развитие бицепсов и дельт приводит к ухудшению техники в плавании и, как правило, снижению результатов.

- избыточное развитие 4-х главой мышцы бедра снижает результаты в беге на средние и длинные дистанции.

-неправильный угол захвата в плавании или специфическом для плавания ОФП (слишком широкий или узкий) ограничивает перенос силы мышц при последующей постановке правильной техники.

- акцент исключительно на «давлении» на педаль в велосипеде в дальнейшем нарушает баланс мышечных усилий и делает педалирование неэффективным.

Отличается и режим работы мышц. Например, в беге присутствует элемент упругой деформации (когда под воздействием ударного воздействия с опорой мышцы накапливают потенциальную энергию, а потом ее отдают). В плавании этот момент практически отсутствует. Это особенно сильно влияет на подбор вспомогательных упражнений для вида спорта. Например:

- в беге даже марафонцы работают над качеством взрывной силы (стопа и икроножные мышцы)- так как оно определяет эффективность взаимодействия с опорой.

-в плавании вспомогательная силовая работа проводится в более плавном режиме движений (так как взрывное движение по своей природе «рвет» воду и развивает вредный для техники навык).

Функция некоторых мышц заключается в удержании статической позы. Это очень важно. Так как при нарушении позы все остальные мышцы начинают работать в неудобном положении. И не могут в полной мере проявить свою силу и выносливость. Например, если велосипедист не удерживает прямое положение спины, то каждое его нажатие на педаль вместо того, чтобы целиком уйти на продвижение вперед велосипеда — частично тратится на изгибание позвоночника (это все равно что забивать гвозди резиновым молотком).

Режим статики имеет свои особенности, отличные от динамического режима. Готовность мышц удерживать неподвижное напряжение (сопротивляться внешним воздействиям) не всегда пропорциональна их динамическим возможностям (например, к поднятию тяжестей). Поэтому тренировка таких мышц должна проводиться именно в статическом режиме.

Для плавания это:

- мышцы спины

-пресса

- частично предплечья

Без должной готовности спины и пресса возникает неправильное положение тела на воде. Предплечье определяет степень передачи усилия от руки на воду (в том числе формируя правильное высокое положение локтя). Оно имеет и динамический компонент, но по сравнению с другими рабочими мышцами, нуждается в дополнительной статической проработке.

Для велосипеда это:

- мышцы спины.

-грудные

-частично бицепсов

Про мышцы спины уже говорилось. Бицепсы и грудные также обеспечивают полноценную передачу усилия от ног на педали. В противном случае оно уходило бы на перемещение спортсмена в противоположенную движению сторону (как это случается, например, при приседаниях). Бицепсы совершают и некоторую динамическую работу (особенно при ускорениях стоя). Но нельзя забывать и про их статическую подготовку.

Для бега это:

-мышцы спины

-частично пресса

-частично стопы

Насчет спины все понятно. Если мышцы слабые, возникает заваливание тела вперед, вызывающее неправильную работу ног. Мышцы пресса участвуют как в динамическом поднимании бедра наверх, так и в статическом удержании тела от заваливания назад. Стопа, точнее стопа и икроножные мышцы, сочетает в себе:

-передачу усилия от ноги к земле (статический компонент)

-активное быстрое доталкивание (динамический взрывной компонент)

Соответственно, работа над ее силовыми качествами (а точнее, качествами силовой выносливости) должна производиться в обоих указанных режимах.

При каждом циклическом (повторяющемся) движении действуют мышцы синергисты и мышцы антагонисты. Одни обеспечивают первую часть движения конечностей, другие — возврат в исходное положение. Например, в велосипеде:

- 4-х главая мышца бедра и икроножная участвуют в надавливании на педаль.

- 2-х главая и нижние мышцы пресса- в подтягивании.

В момент когда работает одна группа мышц, вторая тоже находится в определенном тонусе и мешает в полной мере использовать производимое ими усилие. По мере роста координации это влияние слабеет и антагонисты лучше расслабляются в противофазе. В связи с чем, при равном мышечном усилии спортсмен двигается быстрее и экономичнее. Усталость, мандраж и нервное напряжение способствуют ухудшению расслабления мышц антагонистов и снижению экономичности и точности движений. Это ускоряет наступление процессов утомления и повышает вероятность травм.

Поскольку на самом деле в любом циклическом движении участвует довольно много крупных и мелких мышц, большое значение имеет межмышечная координация. То есть способность мышц своевременно и с нужным усилием включаться друг за другом. Это обеспечивает оптимальную биомеханику движения, а значит большую эффективность при равных усилиях. Межмышечная координация зависит от:

-управляющих влияний нервной системы (способность послать в нужное время импульс необходимой силы к каждой из мышц).

-состояния самих мышц (их исходная готовность и степень утомления).

Если какая-то из участвующих в движении мышц включается несвоевременно или оказывается слабее( утомленнее) других- падает эффективность всего движения. Например:

- если у бегуна утомленная или слабая икроножная мышца, он теряет способность передавать на опору усилие от 2-главой и ягодичной- и вынужден прикладывать большие усилия для удержания прежнего темпа движений.

-то же самое произойдет, если икроножная начнет срабатывать с запозданием ( увеличится время каждого шага при равном усилии, а значит, упадет скорость).

-если у велосипедиста утомленная/слабая задняя поверхность бедра, его педаляж становится рывковым и биомеханически неэффективным ( усилие, развиваемое 4-х главой мышцей бедра, не подхватывается- нарушается круговой характер движения).

-если у пловца утомленный/слабый трицепс, он не может полноценно завершить гребок- и сильно теряет в эффективности продвижения.

Виды мышечных волокон.

Мышечные волокна бывают красными (окислительными) , белыми (гликолитическими) и промежуточного типа.

Окислительные (красные) волокна работают за счет кислорода, не образуют молочной кислоты. Могут ее использовать в качестве топлива в умеренных количествах. Также активно потребляют жиры. При больших количествах молочной кислоты в организме теряют свои свойства из за разрушения митохондрий (основных энергообразующих структур мышечной клетки).Довольно медленно включаются в работу, обладают меньшей силой сокращения, по сравнению с гликолитическими (из за меньшей скорости образования энергии).Красными названы за большое содержание белка миоглобина, переносящего кислород и имеющего красный цвет. Для нас это наиболее интересный тип волокон, поскольку играет основную роль в перемещении тела спортсмена на длинных и сверхдлинных дистанциях.

Гликолитичекие волокна не могут использовать кислород, работают за счет химического разложения гликогена и образуют много молочной кислоты. Молочная кислота в больших количествах является ядом для организма, и вызывает снижение его возможностей (как к текущей работе, так и на будущее). Вместе с тем, в малых количествах, она способствует росту выносливости, действуя по тому же принципу, что и прививка в медицине. То есть, как бы «пугая» организм возможностью «отравления» и вызывая в нем компенсаторные приспособительные реакции. По сравнению с красными быстрее включаются и обладают большей силой сокращения. Миоглобина практически не имеют — отсюда белый цвет. Имеют относительно большой объем каждой клетки, поэтому визуально человек имеющий их в большом количестве выглядит более «раскаченным» (классический пример — бодибилдеры). Интересны в основном для скоростно-силовых видов спорта. Но и в видах на выносливость несут определенную функцию - на старте плавания в триатлоне, на финише, в крутые короткие холмы и при резких тактических рывках на дистанции.

Молочная кислота (лактат), образуемая в процессе функционирования гликолитических(белых) мышечных волокон активно блокируется, перерабатывается и удаляется организмом. Существуют следующие системы блокировки лактата:

1) Фосфатная.

2) Бикарбонатная.

3) Белковая.

4) Л-гистадиновая.

Мощность этих систем связана как со спецификой тренировочного процесса, так и с поступающими извне в организм веществами. Так, например, №1,2,4 могут быть усилены различными спортивными добавками. №2 тесно связан с уровнем белка гемоглобина, о котором мы поговорим позже.

Для видов спорта на выносливость эти системы не имеют столь большого значения, как в более коротких видах. Но, в указанных тактических ситуациях способны оказать существенную помощь.

Кроме того, молочная кислота перерабатывается в гликоген в соседних красных мышечных волокнах и печени. Этот химических процесс носит название Цикла Кори. Он:

- во-первых, избавляет организм от ацидоза (отравления молочной кислотой).

-во-вторых вносит определенный вклад в образование гликогена. Позволяя нам работать дольше и интенсивнее.
Этот процесс так же может быть развит в результате направленных тренировок (особенно переменного метода при небольшой разнице скоростей).
Скорость выведения молочной кислоты также зависит от разветвленности капиллярной сети. Капилляры — это маленькие сосудики, плотно оплетающие мышцу. Если мышца имеет редкую капиллярную сеть, отведение лактата от нее затруднено. Она быстрее устает на тренировках и дольше восстанавливается. Это одна из главных причин, по которым в последнее время даже культуристы включили в свой распорядок обязательные аэробные тренировки.

Промежуточные волокна могут в определенных пределах усваивать кислород, и использовать гликоген. Отсюда большая универсальность. Вместе с тем, по своим предельным характеристикам они менее выносливы чем чисто красные и менее сильные чем чисто белые.

Кроме того мышцы отличаются по скорости сокращения. Она зависит от типа фермента АТФ-азы. Бывают быстрые и медленные. Их соотношение заложено в нас генетически и тренировке не поддается. Обычно быстрые мышечные волокна являются гликолитическими, а медленные — окислительными. Но не всегда. Например, начиная тренировку с нуля человек пробегает 400 м за 2 мин, при этом имеет околопредельный пульс и высокое закисление. Это означает, что он использовал при данной скорости сокращения мышц исключительно гликолитические мышечные волокна. Но через несколько лет направленной тренировки тот же человек способен при той же скорости пробежать несколько десятков минут, что никак не может обеспечиваться гликолизом. Это означает, что биомеханические характеристики мышц остались прежними, а механизм энергообеспечения поменялся на более экономичный.

Юлиан Малышев.