Анатомо-физиологические и биохимические основы мышечной деятельности

медицинских наук, доцент Академии физической культуры и спорта ЮФУ
ia_ponomareva@mail.ru

крови в организме благодаря сердцу и сосудам.
Сердце осуществляет насосную функцию.

Оно представляет собой полый мышечный орган, состоящий их двух предсердий и двух желудочков. От левого желудочка отходит аорта, с которой начинается большой круг кровообращения, а от правого желудочка - легочная артерия, являющаяся началом малого (легочного) круга кровообращения.

и расслаблениям (диастола) миокарда. Систола и диастола предсердий и желудочков

между собой согласованы и составляют сердечный цикл. При средней длительности цикла 0,8 сек фазы его распределяются следующим образом: 0,1 сек продолжается систола предсердий (в это время желудочки находятся в состоянии диастолы), затем 0,3 сек систола желудочков (в это время предсердия находятся в состоянии диастолы) и 0,4 сек общая диастола.

градиентом давления в артериях и венах, подчинено законам гидродинамики и

определяется двумя силами: давлением и сопротивлением при трении крови о стенки сосудов. Силой, создающей давление в сосудистой системе, является сократительная способность сердца. Количество крови, выбрасываемой сердцем за одну систолу, называется систолическим (ударным) объёмом крови (СОК, УОК). В состоянии покоя он равен 65-100 мл, в момент выполнения тяжёлой работы или при физических нагрузках может возрастать до двух раз. Количество крови, выбрасываемое сердцем за одну минуту, называется минутным объёмом крови (МОК) и составляет 4-5 л в покое и до 25-30 л в момент физической нагрузки или тяжёлой физической работы. Сопротивление кровотоку зависит, прежде всего, от диаметра сосудов, их длины и тонуса, а также от объёма циркулирующей крови (ОЦК) и её вязкости. При уменьшении диаметра сосуда в два раза сопротивление в нём возрастает в 16 раз.
Артериальное давление на протяжении сердечного цикла неодинаково: оно выше в момент систолы и ниже при диастоле. Наибольшее давление называется систолическим (максимальным), наименьшее – диастолическим (минимальным). Для определения артериального давления применяется звуковой (или аускультативный) способ, предложенный Н.С. Коротковым.

в иннервации всех внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов, желез,

гладкой и отчасти поперечно-полосатой мускулатуры, регулирует обмен веществ, рост и размножение.
Нервные центры
Продолговатый мозг - регуляторные центры сердечно-сосудистой и дыхательной систем (7, 9, 10).
Средний мозг (3).
Гипоталамус - это главный центр регуляции вегетативных функций, главное образование, поддерживающее постоянство внутренней среды организма.
Лимбическая система способствует вегетативному обеспечению всех эмоциональных и поведенческих реакций организма.
Кора больших полушарий - высший уровень управления вегетативной сферой, реализует вегетативное обеспечение произвольной деятельности, физического и умственного труда, поведения человека.
Отделы ВНС: симпатический и парасимпатический. Ваготония и симпатикотония.

изменяющимся условиям внешней среды, обеспечивает потребности физической и психической деятельности.

Эфферентный путь СНС начинается в грудном и поясничном отделе СМ от боковых рогов.
Эффекты СНС:
- расширение бронхов;
- учащение и усиление сердечных сокращений;
- расширение сосудов сердца и лёгких при одновременном сужении сосудов кожи и органов брюшной полости (обеспечение перераспределения крови);
- выброс депонированной крови из печени и селезёнки;
- расщепление гликогена печени (мобилизация углеводных источников энергии);
- усиление ЖВС и потовых желёз;
- сужение сосудов почек => уменьшение процессов мочеобразования;
- угнетается секреторная и моторная деятельность органов ЖКТ;
- расширение зрачка;
- улучшение обмена веществ в скелетных мышцах и их функционального стояния, снятие утомления.
В целом, СНС не только повышает уровень функционирования организма, но и мобилизует его скрытые резервы, активирует деятельность мозга, повышает защитные реакции (иммунные реакции, барьерные механизмы и т.д.), запускает гормональные реакции. Особое значение СНС – её участие в развитии стрессовых состояний в наиболее сложных условиях жизнедеятельности. Эту функцию Л.А. Орбели назвал адаптационно-трофической.

состоянием покоя, отдыха, сна, процессами пищеварения. Эфферентный путь ПСНС начинается

в головном мозге – от ядер среднего и продолговатого мозга, и от нейронов крестцового отдела СМ.

Эффекты ПСНС:
- сужение бронхов;
- замедление и ослабление сердечных сокращений;
- сужение сосудов сердца;
- пополнение энергоресурсов (синтез гликогена в печени и усиление процессов пищеварения);
- усиление процессов мочеобразования;
- сужение зрачка.

В целом, ПСНС обеспечивает восстановление физиологических показателей, резко изменённых после напряжённой мышечной работы, пополнение израсходованных энергоресурсов.

является системным ответом организма, направленным на достижение высокой тренированности и

минимизацию физиологической цены за это.

С этой точки зрения, адаптация к физическим нагрузкам – это динамический процесс, основанный на формировании новой программы реагирования, в то время как сам процесс перестройки и приспособления, его физиологические механизмы и динамика в большой степени коррелируют с соотношением и состоянием внутренних и внешних условий деятельности организма.

раздражителя, включая в организме цепь приспособительных изменений.

Тренировочный эффект зависит

от направленности и величины физиологических и биохимических изменений, которые происходят под воздействием применяемых физических нагрузок. При этом глубина происходящих в организме сдвигов определяется основными характеристиками физической нагрузки:
интенсивностью и продолжительностью выполняемых упражнений;
количеством повторений;
продолжительностью и характером интервалов отдыха между упражнениями.

Правильное сочетание вышеуказанных параметров, характеризующих физические нагрузки, позволяет физиологически обоснованно предположить изменения в функциональном состоянии организма, добиться достаточного тренировочного эффекта, улучшения основного обмена и, в конечном итоге, повысить тренированность.

имеет фазный характер.
Принято выделять два этапа адаптации: срочный и

долговременный (хронический).

Этап срочной адаптации начинается сразу после начала действия раздражителя и характеризуется, преимущественно, изменением энергетического обмена, а также связанных с ним механизмов сдвигов вегетативного обеспечения, осуществляющихся на основе ранее сформированных физиологических путей их реализации. Данный этап, таким образом, является непосредственным ответом организма на однократное воздействие физических нагрузок.

повторения воздействий и суммировании многих следов физических нагрузок.
Данный этап

характеризуется формированием в организме изменений (как функциональных, так и структурных), которые происходят вследствие стимулирующего воздействия на генетический аппарат задействованных в работе клеток. В результате долговременной адаптации к физическим нагрузкам в тканях активируется синтез специфических белков и нуклеиновых кислот, приводя к увеличению возможностей всех структур опорно-двигательного аппарата, а также к совершенствованию его энергообеспечения. Морфофункциональные изменения при долговременной адаптации сопровождаются следующими процессами:
изменение взаимоотношений регуляторных механизмов;
мобилизация и использование физиологических резервов организма;
формирование специальной функциональной системы адаптации к конкретной деятельности.

выделение трёх разновидностей эффектов в ответ на выполняемую работу.

Срочный тренировочный

эффект возникает непосредственно во время выполнения физических упражнений и продолжается в период восстановления в течение 30-60 минут после окончания работы (тренировки).
Его биологическое значение – это устранение кислородного долга, образовавшегося во время работы.
Во время выполнения физической нагрузки можно контролировать некоторые физиологические переменные, причем современные методики позволяются достаточно точно измерить некоторые из них, не нарушая физическую деятельность.

осуществляемой физической нагрузкой для восполнения энергетических ресурсов тканей организма и

избыточного синтеза разрушенных при мышечной работе его клеточных структур. Данный эффект наблюдается, как правило, в пределах до 48 часов после окончания физической нагрузки.

Кумулятивный тренировочный эффект является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. Вследствие кумуляции следовых эффектов процессов физических воздействий в течение длительных периодов тренировки (как правило, более одного месяца) наблюдается прирост показателей физической работоспособности и улучшение спортивных результатов.

поскольку не стимулируют необходимое развитие тренируемой функции. То есть при

задаче достижения выраженного тренировочного эффекта следует выполнить объём работы, который превышает величину неэффективных физических нагрузок.

Дальнейшее увеличение объёмов выполняемой работы до определенного предела сопровождается пропорциональным нарастанием тренируемой функции. Когда нагрузка превышает уровень, предельно допустимый в данных условиях регулирования, то развивается состояние перетренированности и происходит срыв адаптации.

у спортсменов в динамике адаптационных изменений выделяется несколько стадий: физиологического

напряжения организма, адаптированности, дизадаптации и реадаптации. Каждая из этих стадий характеризуется своими функционально-структурными изменениями и регуляторно-энергетическими механизмами.

В стадии напряжения у спортсменов в коре головного мозга преобладают процессы возбуждения, увеличивается производство гормонов корой надпочечников, увеличиваются показатели регуляторных систем организма и уровень основного обмена. В этой стадии спортивная работоспособность характеризуется неустойчивостью. В работе желёз внутренней секреции преобладает продукция глюкокортикоидов и катехоламинов, которые играют ведущую роль в адаптационных сдвигах углеводного обмена. Кроме того, эти гормоны повышают активность липазы жировой ткани.

фазы приспособительных изменений – фазы усиления жирового обмена, что соответствует

уже стадии адаптированности.

Физиологической основой этой стадии является вновь установившийся уровень функционирования различных органов и систем для поддержания гомеостаза в конкретных условиях деятельности.
В это время функциональные показатели, определяемые в состоянии покоя, как правило, не выходят за рамки диапазона физиологических колебаний. Работоспособность спортсменов на этой стадии стабильна и/или повышается. Переход в стадию адаптированности (по Агаджаняну Н.А. (1989) она называется «стадия долговременной устойчивой адаптации») зависит от специфики воздействующего фактора, индивидуальных особенностей, социальных условий и мотиваций.

объёму и интенсивных тренировочных и соревновательных нагрузок возможно нарушение вегетативной

и эндокринной регуляции, снижение синтеза катехоламинов и глюкокортикоидов и уменьшение уровня энергетического обмена, что может привести к различным расстройствам, характеризующим наступление следующего периода – стадии дизадаптации.
Для неё характерно наличие неблагоприятно направленных изменений функций организма, существенное снижение адаптивных возможностей спортсмена, его общей и специальной работоспособности. В этой стадии возможно развитие функциональных нарушений, переходящих в преморбидные состояния, а затем и в профессионально обусловленные заболевания.

их полного прекращения развивается стадия реадаптации, характеризующаяся приобретением новых свойств

и качеств организмом.

Биологическим смыслом этой стадии является возвращение некоторых показателей функций организма к исходным значениям и снижение уровня тренированности. Спортсменам, систематически тренировавшимся многие годы и оставляющим большой спорт, требуются специальные, научно обоснованные оздоровительные мероприятия для возвращения организма к нормальной жизнедеятельности.

движений упражнения циклические, ациклические и смешанные.
Критерии ведущего физического качества –

силовые, скоростные, скоростно-силовые, упражнения на выносливость, координационные и сложно-технические.
Критерии предельного времени работы – подразделяют упражнения по зонам относительной мощности.
Энергетические критерии – по преобладающим источникам энергии (аэробные и анаэробные) и по уровню энергозатрат (единичным – ккал в сек, и суммарным – на всю выполненную работу).

опора на руки).
ДВИЖЕНИЯ:
СТАНДАРТНЫЕ:
Качественного значения (ациклические) (гимнастика, фигурное катание, прыжки в

воду).
Количественного значения:
Циклические:
Максимальной мощности.
Субмаксимальной мощности.
Большой мощности.
Умеренной мощности.
Ациклические:
Собственно-силовые (тяжёлая атлетика).
Скоростно-силовые (прыжки, метания).
Прицельные (стрельба).
НЕСТАНДАРТНЫЕ (спортивные игры, единоборства).

и ациклических, характерно сравнительное постоянство движений; последовательность действий закрепляется в

этом случае в виде динамического стереотипа.

продолжается 20-30 сек (например, спринтерский бег на 60, 100, 200

м, велогонки на треке 200 и 500 м, плавание на 25 и 50 м, и т.д.), относится к анаэробным алактатным нагрузкам (выполняется на 90% за счёт энергии фосфогенной системы).
Единичные энерготраты при работе максимальной мощности предельные, а суммарные – минимальны. Огромный кислородный запрос (около 40 литров в пересчёте на 1 минуту) во время этого вида работы удовлетворяется крайне незначительно (менее 0,1 литра), однако кислородный долг не успевает достичь больших показателей из-за кратковременности нагрузки. Слишком короткий период работы недостаточен для заметных физиологических и биохимических сдвигов в системах организма, но из-за высокого уровня предстартового возбуждения ЧСС может достигать 200 уд/мин, а в результате активного гликогенолиза (расщепления гликогена до глюкозы и поступления её в кровь) в крови обнаруживается гипергликемия.
При работе в зоне максимальной мощности ведущими системами организма тренирующегося являются ЦНС и опорно-двигательный аппарат, поскольку требуется очень высокий уровень и возбудимости, и лабильности нервных центров, а также скелетных мышц, достаточная подвижность нервных процессов, способность к быстрому расслаблению мышечных волокон и достаточные запасы в них креатинфосфата для осуществления реакций восстановления АТФ фосфогенной системой.

от 20-30 секунд до 3-5 минут (бег на 400, 800,

1000, 1500 м, скоростной бег на коньках на 500, 1000, 1500, 3000 м, плавание на 100, 200, 400 м, велогонки на 1000 м, гребля на 500 и 1000 м, и т.д.). Тип метаболизма при таких нагрузках носит анаэробно-аэробный характер.
С увеличением продолжительности работы и, соответственно, дистанции, скорость падает, а единичные энерготраты снижаются на фоне всё возрастающих суммарных. Ресинтез АТФ и покрытие энерготрат осуществляется преимущественно за счёт анаэробного гликолиза, что приводит к быстрому нарастанию концентрации в крови лактата (увеличивается по сравнению с уровнем в покое до 25 раз!), рН снижается. Длительность работы в данном случае является достаточной для максимального увеличения функциональной активности систем кровообращения и дыхания, в результате чего достигается МПК. ЧСС при этом находится на уровне 180 уд/мин, однако очень высокий кислородный запрос удовлетворяется потреблением кислорода лишь 1/3, а кислородный долг (составляющий от 50 до 80% от запроса) возрастает при этом виде работы до предельной величины.
Ведущие физиологические системы при обеспечении мышечной деятельности в зоне субмаксимальной мощности – это кислородтранспортные системы (ССС, ДС и кровь), а также ЦНС (её участие очень важно, поскольку происходит управление движениями, производимыми с очень высокой скоростью, ещё и в условиях недостаточного снабжения кислородом самих нервных центров).

от 5-6 до 20-30 минут (бег на 3000, 5000, 10000

м, бег на коньках 5000 и 10000 м, плавание на 800 и 1500 м, лыжные гонки 5 и 10 км, гребля 1,5 и 2 км и т.д.).
В этой зоне мощности тип метаболизма аэробно-анаэробный, энергообеспечение осуществляется за счёт и лактацидной, и окислительной систем.
В условиях максимального усиления функций кардиореспираторной системы обеспечивается достижение МПК организмом спортсмена; однако, несмотря на это, кислородный долг (составляющий 10-30% от запроса) в условиях большой продолжительности работы достигает обычно к концу дистанции достаточно большой величины, и рН крови снижается. На протяжении дистанции может наблюдаться стабилизация показателей дыхания и кровообращения, потребления кислорода, хотя потребление кислорода во время работы и не удовлетворяет полностью, т.е. устанавливается так называемое кажущееся устойчивое состояние. При этом ЧСС сохраняется на оптимальном рабочем уровне 160-180 в мин, единичные энерготраты при работе в зоне большой мощности невысоки, а суммарные – достаточно значимы.
Ведущее значение принадлежит кардиореспираторной системе, а также железам внутренней секреции и терморегуляции.

от 30-40 минут до нескольких часов (сверхдлинные беговые дистанции, шоссейные

велогонки 100 км и более, спортивная ходьба от 10 до 50 км, гребля на байдарках и каноэ 10 км, сверхдлинные заплывы). Энергообеспечение при такой работе осуществляется практически полностью аэробным путём. Важно, что по мере расходования углеводов (глюкозы) происходит постепенный переход на окисление жиров.
Единичные энерготраты при данном виде мышечной работы незначительные, зато суммарные – огромны. Во время работы в зоне умеренной мощности потребление кислорода составляет около 70-80% МПК и практически покрывает кислородный запрос, поэтому к концу дистанции кислородный долг незначителен, а рН практически не изменяется. ЧСС на уровне 140-170 в мин. Возможно постепенное развитие гипогликемии, что приводит к нарушению функций ЦНС, координации движений, ориентации в пространстве, а в тяжёлых случаях может вызвать потерю сознания. Кроме того, длительная монотонная работа приводит к запредельному торможению в ЦНС (охранительного характера).
Ведущее значение при данном виде работы приобретает функциональная устойчивость ЦНС к монотонии (для противостояния развитию запредельного торможения), а также энергетическое обеспечение (наличие для предотвращения гипогликемии запасов углеводов).

в отличие от циклических движений, эти акты разнообразны. В таких

упражнениях сочетается статическая и динамическая работа анаэробного (метание, прыжки) или анаэробно-аэробного (произвольная программа в фигурном катании) характера, паричём по длительности выполнения такая работа, как правило, находится в зонах максимальной и субмаксимальной мощности.
Из-за краткости выполнения суммарные затраты при таких движениях незначительны, кислородный запрос и кислородный долг невысоки, поэтому и значительных требований к изменению функционального состояния вегетативных систем организма не предъявляется.
Ведущими при таких движениях являются ЦНС, двигательный аппарат, сенсорные системы. Выполнение таких упражнений требует как пространственной, так и временной точности движений, хорошей координации, развитого чувства времени, значительной абсолютной и относительной силы, концентрации внимания.

до полной остановки), при условии постоянных изменений структуры направления движений

и самих двигательных действий в сочетании с дефицитом времени.
При мышечной работе в условиях нестандартных движений и отсутствия стандартных программ предъявляются высокие требования к функциональному состоянию ЦНС и «творческой» функции головного мозга. Особая роль принадлежит процессам восприятия и переработки информации в условиях крайне ограниченных интервалов времени, что предполагает повышенный уровень лабильности в работе мозга, в частности, высокой возбудимости и лабильности нервных центров (холерик и сангвиник), а также специфических черт психической и умственной работоспособности. В сенсорных системах велики требования к слуху, центральному и периферическому зрению, высокая вестибулярная устойчивость, повышение проприоцептивной чувствительности. В двигательном аппарате занятия ситуационными упражнениями развивают высокую возбудимость и лабильность скелетных мышц, хорошую синхронизацию скоростных возможностей разных мышечных групп. Требуется также хорошая гибкость и выносливость. Энерготраты в ситуационных упражнениях значительно ниже, чем в циклических. Переменная мощность работы позволяет во многом удовлетворять кислородный запрос уже во время работы и снижает величину кислородного долга. Основной характеристикой вегетативных функций является не достигнутый во время нагрузки рабочий уровень, а степень его соответствия мощности работы в данный момент. ЧСС постоянно колеблется от 120 до 180-190 в мин, ЧДД от 40 до 60 в мин. В связи с большими потерями воды может снижаться масса тела. Ведущими системами являются ЦНС, сенсорные системы, двигательный аппарат.

мышечных сокращений преодолевать внешнее сопротивление.
Абсолютная сила – это отношение мышечной

силы к физиологическому поперечнику мышцы. Измеряется в Ньютонах или килограммах силы на 1 см2, в практике измеряется динамометром без учёта её поперечника. АМС необходима в собственно-силовых упражнениях, где максимальное изометрическое напряжение обеспечивает преодоление большого внешнего сопротивления (подъём штанги максимального или околомаксимального веса, стойка на кистях, «крест», и т.д.).
Относительная сила – это отношение мышечной силы к её анатомическому поперечнику. Измеряется в тех же единицах, в практике используют показатель в расчёте на 1 кг массы спортсмена. ОМС определяет успешность перемещения собственного тела (например, в прыжках).
В зависимости от режима мышечного сокращения различают:
1. силу статическую (изометрическую) – проявляется при статических усилиях;
2. силу динамическую – проявляется в динамической работе; её разновидность – «взрывная» сила.
Взрывная сила мышц зависит от скоростно-силовых возможностей человека, которые определяют придание как можно бóльшего ускорения спортивному снаряду или собственному телу. Она лежит в основе резкости (в ударах, метаниях) и прыгучести (при прыжках). Для взрывной силы важна не столько её величина, сколько нарастание со временем, т.е. градиент силы: результативность выполнения метаний, бросков, прыжков, ударов тем выше, чем меньше время нарастания силы до максимального значения.
Скоростно-силовые возможности человеческого организма в бóльшей степени, чем абсолютная изометрическая сила, определяются наследственными свойствами организма.

(он наибольший у мышц с перистым типом строения);
б) качественный состав

мышечных волокон в мышце (соотношение более мощных быстрых МВ (гликолитических) и более возбудимых, но менее сильных медленных МВ (малоутомляемых окислительных);
в) гипертрофия мышцы за счёт миофибрилл (увеличение мышечной массы, которая развивается в результате адаптационно-трофических воздействий регуляторных систем при силовой тренировке и выражается в росте толщины и более плотной упаковке миофибрилл).
2. Нервная регуляция (во многом определяет развитие силы в результате совершенствования межмышечной координации, а также деятельности отдельных МВ и двигательных единиц (ДЕ)):
а) увеличение частоты поступления в скелетные мышцы нервных импульсов от мотонейронов спинного мозга, которое обеспечивает переход от слабых одиночных к мощным тетаническим сокращениям МВ;
б) активация большого количества ДЕ;
в) синхронизация активности вовлечённых в работу ДЕ (одновременное сокращение бóльшего числа активных ДЕ может значительно увеличить силу мышечной тяги);
г) межмышечная координация (мышечная сила увеличивается при одновременном расслаблении мышцы-антагониста, а также при фиксации отдельных суставов или туловища мышцами-антагонистами, и снижается при одновременной активации и сокращении других мышц).
3. Психофизиологические механизмы:
а) связанные с изменениями функционального состояния (бодрость, сонливость, утомление);
б) связанные с влияниями мотиваций и эмоций (происходит дополнительное усиление симпатических и гормональных воздействий, в том числе гипофиза, надпочечников, половых желёз);
в) связанные с биоритмами.

в заданных временных промежутках выполнять специализированную работу без снижения её

эффективности. Также выносливостью считается способность человека преодолевать снижение работоспособности или развивающееся утомление.
Формы проявления выносливости
Различают две формы проявления выносливости – общую и специальную.
Общая выносливость характеризует способность длительно выполнять любую циклическую работу умеренной мощности с участием больших мышечных групп, а специальная выносливость проявляется в различных конкретных видах двигательной деятельности.
В основе физиологических механизмов общей выносливости лежит уровень аэробных возможностей организма – т.е. способность выполнять мышечную работу за счёт энергии окислительных реакций.
Аэробные возможности зависят от:
аэробной мощности (она определяется абсолютной и относительной величиной (МПК));
аэробной ёмкости (суммарная величина потребления кисло­рода на всю произведённую работу).
Специальная выносливость должна удовлетворять тем требованиям, которые предъявляются организму спортсмена конкретными физическими нагрузками.

кислорода к работающим мышцам и, поэтому, зависит от функционирования кислородтранспортной

системы: ССС, дыхательной и системы крови.
Развитие общей выносливости, в первую очередь, обеспечивается перестройками в дыхательной системе.
Повышение эффективности дыхания достигается следующими механизмами:
ростом (на 10-20 %) легочных объёмов и ёмкостей (ЖЕЛ может достигать 6-8 л);
увеличением глубины дыхания (до 50-55% ЖЕЛ);
нарастанием диффузионной способности лёгких (вследствие увеличения альвеолярной поверхности и объёма крови расширяющейся сети капилляров в лёгких);
постепенным нарастанием мощности и выносливости дыхательных мышц, вследствие чего наблюдается рост объёма вдыхаемого воздуха по отношению к остаточному объёму и резервному объёму выдоха).
Все эти процессы способствуют, кроме того, экономизации дыхания: происходит бóльшее поступление кислорода в кровь при меньших величинах легочной вентиляции. Увеличение возможностей работы за счёт аэробных источников позволяет организму спортсмена дольше не переходить к менее выгодному энергетически использованию анаэробных источников, таким образом, повышается вентиляционный порог анаэробного обмена (ПАНО).

системы, важную роль в развитии общей выносливости играют также морфофункциональные

сдвиги в сердечно-сосудистой системе, отображающие адаптацию к длительной мышечной работе:
утолщение миокарда – спортивная гипертрофия и увеличение объёма сердца («большое сердце» характерно особенно для спортсменов-стайеров);
оптимизация сердечного выброса (за счёт увеличения ударного объёма крови);
замедление ЧСС в покое (до 40-50 уд/мин) вследствие экономизации работы миокарда и усиления парасимпатических влияний – так называемая спортивная брадикардия (её развитие в том числе способствует восстановлению сердечной мышцы и её увеличению работоспособности);
снижение систолического артериального давления в покое (ниже 105 мм рт.ст.) – развитие спортивной гипотонии.
Со стороны системы крови развитию и увеличению общей выносливости способствуют:
увеличение объёма плазмы и нарастание объёма циркулирующей крови (в среднем на 20%);
снижение вязкости крови;
улучшение микроциркуляции;
увеличение венозного возврата и, как следствие, более сильные сокращения сердца (по закону Франка-Старлинга);
повышение уровня гемоглобина и эритроцитов;
уменьшение уровня лактата в крови (обусловленное, прежде всего, преобладанием в мышцах тренирующихся на выносливость медленных волокон, использующих молочную кислоту в лактацидной системе ресинтеза АТФ;
увеличение ёмкости буферных систем крови, нарастание лактатного порога анаэробного обмена (ПАНО).

которая обусловливает соотношение аэробного и анаэробного путей ресинтеза АТФ и

энергообеспечения. Например, в лыжных гонках на длинные дистанции соотношение аэробной и анаэробной работы около 95% и 5%; в академической гребле на 2 км, соответственно, 70% и 30%; в спринте – 5% и 95%. Этим обусловлены разные требования, предъявляемые к ОДА и вегетативным системам в организме занимающегося.
Специальная выносливость к статической работе основана на способности работающих мышц и нервных центров поддерживать в анаэробных условиях активность без интервалов отдыха. Статическая выносливость выше у мышц шеи и туловища, имеющих в своём составе больше медленных волокон, в отличие от мышц конечностей, более богатых быстрыми МВ.
Силовая выносливость определяется степенью переносимости ОДА и нервной системой многократных повторений натуживания, которое вызывает прекращение микрокровотока в нагруженных мышцах и обусловливает кислородное голодание мозга. Увеличение резервов кислородных запасов в миоглобине некоторым образом облегчает работу работающих мышц, однако вследствие почти полного и одновременного вовлечения в работу всех ДЕ происходит лишение мышцы резервных ДЕ, что ограничивает длительность поддержания усилий.
Скоростная выносливость обусловлена возможностью нервных центров к высокому темпу активности. Данный вид выносливости зависит от скорости ресинтеза АТФ в анаэробных условиях фосфогеным и лактацидным механизмами.

и ЦНС к работе в условиях переменного характера и мощности,

многоальтернативного выбора, необходимости сохранения координации.
Выносливость к вращениям и ускорениям требует достаточной устойчивости вестибулярного аппарата. Квалифицированные фигуристы, например, без отрицательных соматических и вегетативных реакций могут переносить до 300 вращений на кресле Барани. После многократных вращений вокруг вертикальной оси в висе (тест «вертикаль») у этих спортсменов практически отсутствует так называемое время поиска стабильной позы после опускания на опору (Солодков А.С., Сологуб Е.Б., 2005). Установлено, что при выполнении специальных упражнений активные вращения в бóльшей мере, чем пассивные вращения на тренажёрах, способствуют развитию и повышению вестибулярной устойчивости.
Выносливость к гипоксии характерна для альпинистов. Данный вид выносливости связан со снижением тканевой чувствительности сердечной и скелетных мышц, а также нервных центров к недостатку кислорода. Это качество в значительной мере определяется генетически. Лишь единицы из многочисленных спортсменов-альпинистов смогли подняться на высоту более 8 км без специального кислородного оборудования.

минимальный для данных условий отрезок времени. Различают комплексные и элементарные

формы проявления быстроты.
В естественных условиях спортивной деятельности быстрота про­является обычно в комплексных формах, включающих скорость двигательных действий и кратковременность умственных операций, и в сочетании с другими качествами.
Элементарные формы проявления быстроты:
общая скорость выполняемых однократно движений (или время выполнения одиночных действий при повторяющихся движениях);
время двигательной реакции – латентный период простой или сложной зрительно-моторной реакции, а также реакции на движущийся объект (имеет особое значение в спринте и ситуационных упражнениях);
максимальный темп движений (например, спринтерского бега).

момента подачи сигнала до производства ответного действия. ВДР считается одним

из наиболее информативных и при этом несложных показателей, поэтому её оценка широко распространена при тестировании быстроты. Время, затрачиваемое на передачу возбуждения от рецепторов сенсорных систем в нервные центры, а затем обратно от них к работающим мышцам, чрезвычайно мало. Бóльшая часть этого времени затрачивается на проведение и анализ информации в высших отделах головного мозга, и поэтому оно является показателем функционального состояния ЦНС.


Факторы, влияющие на ВДР:
генетические особенности человека;
спортивная специализация;
мотивация;
уровень спортивного мастерства; функциональное состояние человека на настоящий момент;
выраженность эмоций и тип темперамента;
количество информации, воспринимаемой спортсменом.

индивидуальные особенности метаболизма и протекания биохимических и физиологических процессов в

мышечной и нервной системах.
Факторы, определяющие развитие быстроты:
лабильность – скорость процесса возбуждения в мышечных и нервных клетках;
подвижность нервных процессов – скорость смены в коре головного мозга процесса возбуждения торможением и наоборот;
соотношение медленных и быстрых МВ в скелетных мышцах.
Степень лабильности нервных процессов обусловливает скорость восприятия и переработки информации, поступающей в организм, а темп движений, скорость сокращения и расслабления мышц (т.е. мышечный компонент быстроты) зависит от лабильности мышц и процентного содержания быстрых ДЕ. В условиях увеличения потока поступающей в организм информации, а также в неоднозначных ситуациях, которые требуют выбора в условиях ограничения времени и быстрой реакции, большую роль играет пропускная способность мозга – количество перерабатываемой информации за единицу времени. Время двигательной реакции с увеличением количества возможных решений нарастает прямо пропорционально до 8 альтернатив, а затем при увеличении их числа ВДР резко и непропорционально удлиняется.
В основе физиологических механизмов реакции на движущийся объект (РДО) лежат, в том числе, и явления экстраполяции, которые позволяют предвидеть возможные линии развития, траектории перемещения спортивных снарядов или соперников, ускоряя выбор и подготовку ответных действий. Кроме того, быстрота действий спортсмена в таких ситуациях тесно связана с физиологическими возможностями глазодвигательных мышц, осуществляющими следящие движения. Эти качества особенно важны в теннисе, волейболе, хоккее, стрельбе по тарелкам и т.п.

акты и двигательные навыки;
быстро переключаться с одного движения на другое

при изменении ситуации;
выполнять сложнокоординационные движения.
Таким образом, под ловкостью, с одной стороны, понимаются определенные творческие способности человека незамедлительно формировать двигательное поведение в новых, необычных условиях, а с другой стороны, – его координационные возможности.

Критерии ловкости следующие: точность движений и их быстрое выполнение и координационная сложность. Основой этих способностей являются хорошая ориентация в изменяющейся среде, экстраполяция возможного развития ситуации, адекватная реакция на движущийся объект, достаточно высокий уровень лабильности и подвижности нервных процессов, умение виртуозно управлять группами мышц. В процессе спортивной тренировки для развития качества ловкости необходимо соблюдение некоторых правил:
варьирование различных условий выполнения одного и того же двигательного действия;
использование дополнительной срочной информации о результате движений;
формирование навыка быстрого принятия решений в условиях дефицита времени.

суставах с большой амплитудой. Гибкость увеличивается при разогревании мышц и

снижается на холоде, а также при утомлении и в сонном состоянии. Показатели гибкости минимальны утром, а максимума достигают к 12-17 часам. Улучшению гибкости способствует предстартовое возбуждение, когда увеличивается ЧСС, облегчается микроциркуляция в мышечной ткани, приводя к разогреванию мышц.
Различают активную гибкость при произвольных движениях в суставах и пассивную гибкость – при растяжении мышц внешней силой. Как правило, пассивная гибкость превышает активную. Для женщин характерна бóльшая гибкость связочно-мышечного аппарата по сравнению с мужчинами. Интересно, что ловкость достаточно хорошо развивается в процессе жизнедеятельности человека и при спортивной тренировке в том числе. В отличие от неё, гибкость во многом определяется генетически, что обусловливает тщательный отбор и раннее её развитие в онтогенезе.

поведения.
Очень важным для спортсмена является умение мгновенной оценки возникшей

ситуации, быстрой и эффективной переработки поступающей информации и выбор в условиях дефицита времени адекватной реакции для формирования наиболее результативных действий. В наибольшей мере эти способности проявляются в единоборствах и спортивных играх, т.е. в ситуационных видах спорта.
тех случаях, когда одни и те же движения отрабатываются и в неизменном порядке раз за разом повторяются во время тренировок и на соревнованиях (особенно в стандартных видах спорта), умения спортсменов могут быть закреплены в виде специальных навыков.

участия сознания (автоматически) и обеспечивают оптимальное решение двигательной задачи

формирования двигательного навыка – это возникновение замысла действия, осуществляемое переднелобными

и нижнетеменными зонами коры больших полушарий (ассоциативными зонами). Здесь формируется общий план по осуществлению движения.
Сначала это имеет вид только общего представления о двигательной задаче, возникающего после определённой инструкции, речевого описания, или при показе нужного движения другим человеком (тренером, педагогом или опытным спортсменом). У обучающегося в сознании создается эталон требуемого действия. Этот процесс был назван П.К. Анохиным «опережающее отражение действительности».
Сформировав представление о модели требуемого движения, человек получает возможность осуществить его разными группами мышц. Особую роль в этом процессе играет способность к восприятию и переработке зрительной (при показе) и слуховой (при рассказе) информации.
У опытных спортсменов зрительный образ движения формируется быстрее, поскольку у них хорошо выражена поисковая функция глаза, и развита способность к эффективному выделению наиболее важных элементов. Для высококвалифицированных спортсменов характерны богатые запасы «моторной памяти», вследствие этого извлечение необходимых моторных следов (при условии правильно их «заучивания») происходит быстрее.

происходит непосредственное выполнение необходимого упражнения.

Формирование двигательного навыка при этом

происходит в 3 стадии:
1) стадия генерализации (иррадиации возбуждения);
2) стадия концентрации;
3) стадия стабилизации и автоматизации.

действий в ЦНС постоянно происходит анализ реальных результатов выполнения навыка

и сравнение с созданной его моделью. По мере формирования уровня спортивного мастерства происходит совершенствование модели требуемого действия, уточняются некоторые моторные команды, повышается качество анализа поступающей информации о движении.

Важная роль в отработке двигательных программ принадлежит формированию обратных связей. Информация, которая поступает по ходу движения в ЦНС, необходима для сличения имеющегося эталона с полученным результатом. В случае их несовпадения в лобных долях и хвостатом ядре генерируются «импульсы рассогласования», запускающие внесение поправок в программу действий. При осуществлении непродолжительных движений (ударов, прыжков, метаний) внесение сенсорных коррекций по ходу движения весьма затруднительно ввиду краткости рабочих фаз (сотые или тысячные доли секунды), поэтому в таких случаях поправки могут вноситься только при повторениях двигательного акта, а вся программа действия должна быть готова до его начала.

предела развивается утомление, а надежность навыка обеспечивается с помощью мобилизации

функциональных резервов ЦНС (например, разделением некоторых функций управления движениями между полушариями, вовлечением дополнительных нервных центров и т.д.).

В условиях воздействия некоторых неблагоприятных факторов (эмоционального стресса, значимых внешних помех и др.), происходит дезавтоматизация двигательных навыков. Такое наблюдается, в основном, у юных спортсменов, у недостаточно подготовленных занимающихся с плохо упроченными навыками, у лиц с нестабильными нервными процессами и повышенной возбудимостью (холерики), а также в случае низкого уровня общей и специальной работоспособности.

Общее ухудшение функционального состояния основных систем организма спортсмена (например, при гипоксии, заболеваниях, в состоянии алкогольного опьянения и др.) характеризуется снижением устойчивости рабочей доминанты и нарушением навыковых действий. Важно, что основные черты навыка могут сохраняться и при перерывах в тренировке, однако высока вероятность потери способности эффективного выполнения его тонких элементов.

длительности отдыха ведут к развитию состояний перетренированности и перенапряжения.

Перетренированность –

это патологическое состояние организма спортсмена, вызванное прогрессирующим развитием переутомления вследствие недостаточного отдыха между тренировочными нагрузками. Это состояние тождественно по генезу невротическим расстройствам, развивающимся в результате нарушений высшей нервной деятельности. Главная причина перетренированности – это недостаточный отдых между нагрузками.

Состояние характеризуется стойкими нарушениями двигательных и вегетативных функций, плохим самочувствием, падением работоспособности. Комплексные обследования спортсменов выявили преобладание тонуса симпатической нервной системы, неустойчивость психоэмоционального состояния, которое отражается в большом числе жалоб (до 80% случаев), повышенной мнительности, слезливости, симптомах раздражительной слабости, нарушениях сердечно-сосудистой деятельности. У некоторых возникают явления депрессии, вялости, отсутствие интереса к тренировкам.

результатов или их незначительным снижением, плохим самочувствием, снижением адаптивных реакций

организма на нагрузку.
Вторая стадия связана с прогрессирующим снижением спортивных результатов, затруднением процессов восстановления и дальнейшим ухудшением самочувствия.
Третья стадия выявляется стойким нарушением функций сердечно-сосудистой, дыхательной и двигательной систем, резким снижением спортивной работоспособности, особенно выносливости, тяжелым самочувствием, постоянными нарушениями сна, отсутствием аппетита, потерей массы тела спортсмена.

Профилактика состояния перетренированности заключается в соблюдении режима тренировок и отдыха, адекватного функциональным возможностям организма спортсмена.

Восстановление нарушенной работоспособности требует (в зависимости от тяжести состояния перетренированности) либо снижения физических нагрузок, либо полного их прекращения. Спортсмену необходим активный отдых или полный отдых на протяжении от 1-2 недель до 1 месяца. Рекомендуется применение различных реабилитационных средств – витаминов, биологически активных веществ, массажа, физиотерапии и др.

процессов нервной и гуморальной регуляции различных функций, обменных процессов и

гомеостаза. Оно вызывается несоответствием между потребностями организма в энергоресурсах при физической нагрузке и функциональными возможностями их удовлетворения.

Острое перенапряжение сопровождается резкой слабостью, головокружением, тошнотой, одышкой, сердцебиениями, падением артериального давления. Оно может в наиболее тяжелых случаях вызывать печеночные боли в правом подреберье, острую сердечную недостаточность, обморочное состояние, даже летальный исход.

Хроническое перенапряжение отмечается при многократных применениях тренировочных нагрузок, несоответствующих функциональным возможностям организма спортсмена. Оно проявляется в повышенной усталости, нарушениях сна и аппетита, колющих болях в области сердца, повышениях или понижениях артериального давления. Работоспособность спортсмена резко падает.

Сокращение или полное прекращение физических нагрузок способствует восстановлению организма. Используют также лекарственные средства лечения сердечно-сосудистых расстройств. При этом необходимо уделять повышенное внимание сбалансированному питанию и дополнительному приёму витаминов.