Формы проявления, физиологические механизмы и функциональные резервы развития выносливости

Выносливостью называют способность наиболее длительно или в заданных временных границах выполнять специализированную физическую нагрузку без снижения эффективности ее работы.

Различают две формы проявления выносливости: общую и специальную.

Физиологической основой общей выносливости является высокий уровень аэробных возможностей человека— способность выполнять работу за счет энергии окислительных реакций.

Аэробные возможности зависят от:

1) аэробной мощности, которая определяется абсолютной и относительной величиной максимального потребления кислорода (МПК);

2) аэробной емкости — суммарной величины потребления кислорода на всю выполненную работу.

Специальная выносливость определяется теми требованиями, которые предъявляются конкретными физическими нагрузками организму спортсмена.

Общая выносливость − это способность длительное время выполнять динамическую нагрузку умеренной и большой мощности с участием больших мышечных групп. Она зависит от доставки кислорода к работающим мышцам и определяется функционированием кислородтранспортной системы (в нее включают: сердечнососудистую, дыхательную систему и систему крови).

Резервами увеличения общей выносливости в отношении дыхательной системы являются:

1) увеличение (на 10-20%) легочных объемов и емкостей (ЖЕЛ достигает 6-8 л и более);

2) нарастание глубины дыхания (до 50-55% от ЖЕЛ);

3) увеличение диффузионной способности легких, что обусловлено увеличением альвеолярной поверхности и объема крови в легких, протекающей через расширяющуюся сеть капилляров;

4) увеличение мощности и выносливости дыхательных мышц, что приводит к росту объема вдыхаемого воздуха по отношению к функциональной остаточной емкости легких (остаточному объему и резервному объему выдоха).

5) Уменьшение кислородной «стоимости» работы дыхательных мышц.

Все эти изменения способствуют экономизации дыхания: большему поступлению кислорода в кровь при меньших величинах легочной вентиляции. Повышение возможности более выгодной работы за счет аэробных источников энергии позволяет спортсмену дольше не переходить к энергетически менее выгодному использованию анаэробных источников, т.е. повышает вентиляционный порог анаэробного обмена (ПАНО).

В отношении сердечнососудистой системы резервами повышения общей выносливости являются:

1) увеличение объема сердца («большое сердце» особенно характерно для спортсменов-стайеров, утолщение сердечной мышцы− спортивная гипертрофия). Различают 2 типа гипертрофии: миофибриллярную или саркоплазматическую. Саркоплазматическая гипертрофия выражается в увеличении саркоплазмы, в которую погружены сократительные белки− актин и миозин, а не в увеличении количества мышечных волокон. Миофибриллярная связана с увеличением количества актина и миозина. Первичной должна быть саркоплазматическая гипертрофия− это приводит к увеличению энергетической способности сердца, поэтому сердце может мощнее сокращаться;

2) рост сердечного выброса (увеличение СОК);

3) замедление частоты сердечных сокращений в покое (до 40-50 уд/мин и менее) в результате усиления парасимпатических влияний− спортивная брадикардия, что облегчает восстановление сердечной мышцы и последующую ее работоспособность;

4) снижение артериального давления в покое (ниже 105 мм. рт. ст.)− спортивная гипотония.

В отношении системы крови факторами, определяющими общую выносливость, являются:

1) увеличение объема циркулирующей крови (в среднем на 20%) за счет увеличения объема плазмы, при этом адаптивный эффект обеспечивается:

а) снижением вязкости крови и облегчением кровотока и

б) большим венозным возвратом крови, стимулирующим более сильные сокращения сердца;

2) увеличение общего количества эритроцитов и гемоглобина (при росте объема плазмы показатели их относительной концентрации в крови снижаются);

3) уменьшение содержания лактата (молочной кислоты) в крови при работе, связанное с:

а) преобладанием в мышцах выносливых людей медленных волокон, использующих лактат как источник энергии,

б) обусловленное увеличением емкости буферных систем крови, в частности, ее щелочных резервов. При этом лактатный порог анаэробного обмена (ПАНО) также нарастает, как и вентиляционный порог ПАНО.

Несмотря на указанные адаптивные перестройки функций, в организме стайера происходят значительные нарушения постоянства внутренней среды (перегревание и переохлаждение, падение содержания глюкозы в крови и т.п.). Способность спортсмена переносить весьма длительные нагрузки обеспечивается его способностью «терпеть» такие изменения.

В скелетных мышцах у спортсменов, специализирующихся в работе на выносливость, преобладают медленные мышечные волокна (до80-90%). Рабочая гипертрофия протекает по саркоплазматическому типу, т.е. за счет роста объема саркоплазмы. В ней накапливаются запасы гликогена, липидов, миоглобина, становится богаче капиллярная сеть, увеличивается число и размеры митохондрий. Мышечные волокна при длительной работе включаются посменно, восстанавливая свои ресурсы в моменты отдыха.

Факторами, определяющими общую выносливость в отношении нервной системы, являются:

1) формирование стабильных рабочих доминант, которые обладают высокой помехоустойчивостью, отдаляя развитие запредельного торможения в условиях монотонной работы.

2) уравновешенность протекания нервных процессов и низкая их подвижность. Например, особой способностью к длительным циклическим нагрузкам обладают спортсмены с сильной уравновешенной нервной системой и невысоким уровнем подвижности — флегматики.

Специальные формы выносливости характеризуются разными адаптивными перестройками организма в зависимости от специфики физической нагрузки.

Специальная выносливость в циклических видах спорта зависит от длины дистанции, которая определяет соотношение аэробного и анаэробного энергообеспечения.

Специальная выносливость к статической работе базируется на высокой способности нервных центров и работающих мышц поддерживать непрерывную активность (без интервалов отдыха) в анаэробных условиях. Торможение вегетативных функций со стороны мощной моторной доминанты по мере адаптации спортсмена к нагрузке постепенно снижается, что облегчает дыхание и кровообращение. Статическая выносливость мышц шеи и туловища, содержащих больше медленных волокон, выше по сравнению с мышцами конечностей, более богатых быстрыми волокнами.

Силовая выносливость зависит от переносимости нервной системой и двигательным аппаратом многократных повторений натуживания, вызывающего прекращение кровотока в нагруженных мышцах и кислородное голодание мозга. Повышение резервов мышечного гликогена и кислородных запасов в миоглобине облегчает работу мышц. Однако почти полное и одновременное вовлечение в работу всех ДЕ лишает мышцы резервных ДЕ, что лимитирует длительность поддержания усилий.

Скоростная выносливость определяется устойчивостью нервных центров к высокому темпу активности. Она зависит от быстрого восстановления АТФ в анаэробных условиях за счет креатинфосфата и реакций гликолиза.

Выносливость в ситуационных видах спорта обусловлена устойчивостью центральной нервной системы и сенсорных систем к работе переменной мощности и характера− «рваному» режиму, вероятностным перестройкам ситуации, многоальтернативному выбору, сохранению координации при постоянном раздражении вестибулярного аппарата.

Физиологические резервы выносливости включают в себя:

1) мощность механизмов обеспечения гомеостаза — адекватную деятельностьсердечнососудистой системы, повышение кислородной емкости крови и емкости ее буферных систем, совершенство регуляции водно-солевого обмена выделительной системой и регуляции теплообмена системой терморегуляции, снижение чувствительности тканей к сдвигам гомеостаза;

2) тонкую и стабильную нервно-гуморальную регуляцию механизмов поддержания гомеостаза и адаптацию организма к работе в измененной среде (гомеокинез).

Развитие выносливости связано с увеличением диапазона физиологических резервов и большими возможностями их мобилизации. Особенно важно развивать в процессе тренировки способность к мобилизации функциональных резервов мозга спортсмена в результате произвольного преодоления скрытого утомления. Более длительное и эффективное выполнение работы связано не столько с удлинением периода устойчивого состояния, сколько с ростом продолжительности периода скрытого утомления. Волевая мобилизация функциональных резервов организма позволяет за счет повышения физиологической стоимости работы сохранять ее рабочие параметры— скорость локомоции, поддержание заданных углов в суставах при статическом напряжении, силу сокращения мышц, сохранение техники движения.