Характеристика состояний, возникающих при занятиях физической культурой

В процессе занятий физической культурой и непосредственно при выполнении упражнений состояние человека меняется как во времени, так и в зависимости от выполняемой работы. Это обусловлено требованиями, предъявляемыми нагрузкой организму, относительной инертностью включения в работу вегетативных систем, особенностями высшей нервной деятельности человека и т. д.

Предстартовое состояние характеризуется теми изменениям в организме, которые происходят в процессе ожидания предстоящей работы. Осуществляемые по механизму условных рефлексов, они способствуют мобилизации организма на ожидаемую деятельность, благодаря чему происходит более быстрое и эффективное вхождение в саму работу.

В животном мире предстартовое состояние выражено, по крайней мере во времени, довольно слабо, так как физиологический стресс, требующий движения, развивается либо как реакция на постепенно наступающие в организме изменения (голод, холод), либо как внезапно возникшее жизненно важное обстоятельство (опасность, появление полового партнера). У человека же двигательная активность в процессе физической культуры носит искусственный характер и планируется заранее. Естественно, что и ожидание предстоящей работы уже готовит организм к ней: меняется активность обменных процессов, тонус мышц, деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной и других вегетативных систем, терморегуляция и пр. Причем характер происходящих в предстартовом состоянии изменений во многом соответствует особенностям предстоящей работы.

Наличие у человека второй сигнальной системы, умение абстрагироваться от действительности и предвидеть предстоящее во многом делает человека психологическим заложником будущего, заставляет его ждать. Само же ожидание у разных людей протекает по-разному, что преимущественно обусловлено их психолого - и физиолого-типологическими особенностями. В связи с этим обстоятельством различают несколько разновидностей предстартовых реакций.

Боевая готовность – предстартовое состояние, обеспечивающее оптимальную мобилизацию организма к предстоящей работе. При этом в ЦНС оживляются временные связи, формирующие двигательный динамический стереотип, нормализуются взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в ней, несколько повышается обмен веществ и активность кислородо-транспортных систем. Чем ближе момент начала занятия, тем более выраженными оказываются эти процессы.

Предстартовая лихорадка отражает преобладание в ЦНС возбудительных процессов. Чаще всего она бывает у людей холерического темперамента и характеризуется преобладанием симпатического отдела вегетативной нервной системы. Уже задолго до начала двигательной активности в крови у человека появляется много гормонов стресса, он переживает, нарушается сон и т. д. В результате предстартовой лихорадки спортсмен «перегорает», уже до старта растрачивая свой энергетический и психологический потенциал, и рассчитывать на высокий результат ему не приходится.

Предстартовая апатия обусловлена преобладанием в ЦНС тормозных процессов и чаще встречается у людей со слабым типом нервной деятельности – меланхоликов. Сам человек при этом угнетен, убежден, что у него ничего не получится, жизненный тонус снижен. Естественно, что выполняет он физические упражнения с чувством обреченности, без необходимого настроя, организм же его не готов к высокому результату, даже если соревнованию предшествовала значительная тренировочная работа и объективно спортсмен готов к высоким достижениям.

Разминка непосредственно предшествует основной работе и имеет основной целью добиться оптимального состояния организма к началу этой работы.

Разминка включает две части – общую и специальную. Общая разминка представляет собой ряд упражнений, которые чаще всего однотипны независимо от выполняемой основной работы, и решает следующие задачи:

– нормализация психосоматического состояния физкультурника или спортсмена;

– постепенная активизация обменных процессов и вегетативных функций организма до оптимального уровня.

Обычно общая разминка представляет собой медленный с постепенно нарастающей интенсивностью бег и ряд общеразвивающих упражнений. Последние направлены не только на активизацию обмена веществ, но и подбираются таким образом, чтобы привести человека в состояние боевой готовности. Поэтому при наличии предстартовой лихорадки подбираются общеразвивающие упражнения спокойного характера, без резкой смены темпа и ритма, хорошо знакомые человеку. При наличии же предстартовой апатии упражнения должны быть резкими, с быстрой сменой ситуаций и т. д. – те, которые бы активизировали возбудительные процессы в ЦНС.

Общая разминка должна заканчиваться не ранее начала потоотделения, что сигнализирует о включении в работу терморегуляции. В этом состоянии вязкость мышц и сухожилий оказывается пониженной, а их эластичность возрастает, благодаря чему сила и быстрота мышечного сокращения увеличиваются. В то же время, при повышении температуры тела, более активно протекают процессы в ЦНС, увеличивается просвет периферических сосудов и падает сопротивление в них, что обеспечивает улучшение кровоснабжения рабочих тканей.

Специальная разминка решает следующие задачи:

– восстановление двигательного динамического стереотипа;

– подготовка двигательного аппарата непосредственно к предстоящей работе.

В специальной разминке применяются, упражнения, специфичные для данного вида спорта (бег – для бегуна, работа с мячом – для баскетболиста, работа на снарядах – для гимнаста и т. д.). В такой разминке оживляются временные связи, формирующие двигательный динамический стереотип, и обеспечивается оптимальный уровень автоматизации движений. Так как при выполнении специальных упражнений в работу включаются непосредственно те отделы опорно-двигательного аппарата, на которые будет приходиться основная нагрузка, то постепенно их состояние все в большей степени приближается к тому, которое необходимо для наиболее эффективного выполнения упражнения. В специальной разминке продолжаются усилия по нормализации психического состояния физкультурника, формируется его настрой на выполнение предстоящей работы.

Разминку проводят до достижения того состояния, которое необходимо для начала эффективного включения в основную работу. Не допускается, чтобы во время разминки у человека наступало состояние утомления. Длительность разминки определяется многими факторами: индивидуальными особенностями физкультурника, погодой, предстартовым состоянием и т. д. Естественно, что чем интенсивнее предстоящая работа, тем длительнее должна быть разминка, так как требуется добиться более высокого уровня функционирования.

После окончания разминки до начала основной работы, как правило, проходит некоторое время. Период этого времени не должен заметно снижать физиологические функции, но сохранять высокую активность терморегуляции и двигательного динамического стереотипа. Обычно этим требованиям соответствует период от 5 до 8 минут (разумеется, это время сугубо индивидуально и, кроме того, зависит от погоды, состояния физкультурника и других факторов). Непосредственно перед выполнением основной работы рекомендуется сделать несколько специфических действий (короткое ускорение у спринтера, броски в корзину у баскетболиста и т. д.).

Врабатывание представляет собой процесс усиления деятельности организма в первый период работы, способствующий наиболее эффективному выполнению самой работы. В процессе врабатывания происходит дальнейшая оптимизация двигательного динамического стереотипа и постепенное достижение вегетативными функциями максимально возможного для данной работы уровня активности. Особое значение имеет второе обстоятельство, так как деятельность внутренних органов отличается относительной инертностью.

Врабатывание различных функций происходит не одновременно. Так, двигательный аппарат и частота сердечных сокращений входят в работу быстрее, чем артериальное давление и ударный объем сердца; легочная вентиляция – быстрее, чем потребление кислорода и пр. Естественно, что чем интенсивнее выполняемая работа, тем активнее, но дольше идет врабатывание, поэтому при упражнениях малой аэробной мощности (ускоренная ходьба, легкий бег) оно может продолжаться 1 –2 минуты, а при максимальной аэробной мощности (марафон) – 5–7 минут. В тех же видах деятельности, которые протекают в переходном и анаэробном режимах, врабатывание может вообще закончиться уже после завершения работы*.

* Так, в легкой атлетике при беге на дистанции до 1500 м включительно вегетативные функции не успевают достичь того уровня, который необходим для обеспечения работы мышц при такой мощности в полной мере, поэтому продолжают нарастать не только до конца дистанции, но даже после финиша.

В первый период выполнения упражнения работа мышц обеспечивается в основном за счет анаэробных (гликолитических) механизмов с образованием молочной кислоты. Ее попадание в кровь активизирует через ЦНС и специальные рецепторы, находящиеся в сосудистой системе и непосредственно в вегетативных органах, деятельность последних. Следовательно, окисление образовавшейся в первый период работы молочной кислоты – так называемый кислородный долг – может происходить частично как в процессе самой дальнейшей работы, так и после ее окончания. Причем чем мощнее упражнение, тем больший образуется кислородный долг и тем большее время требуется после окончания работы для его возмещения. Важно, что правильно проведенная разминка укорачивает период врабатывания.

«Мертвая точка» и «второе дыхание». Через некоторое время после начала напряженной и продолжительной работы часто наступает особое состояние, которое называют «мертвой точкой» и которое характеризуется тяжелыми субъективными ощущениями, среди них основные – одышка, стеснение в груди, пульсация сосудов в мозгу, желание прекратить работу. Объективно при этом повышается потребление кислорода, повышаются выведение СО2, частота сердечных сокращений, потоотделение. Основной причиной этого является чрезмерно интенсивное начало выполнения работы и накопление в связи с этим в организме молочной кислоты. Если в момент «мертвой точки» снизить интенсивность выполнения работы, довольно быстро она проходит и наступает внезапное облегчение, проявляющееся, прежде всего, в появлении нормального («комфортного») дыхания – так называемое «второе дыхание». В условиях же соревнований, когда снижать интенсивность работы нельзя, для достижения «второго дыхания» требуется приложить большие волевые усилия. «Второе дыхание» должно свидетельствовать о том, что организм достаточно мобилизован для удовлетворения рабочих своих запросов.

Устойчивое состояние. При выполнении упражнений постоянной аэробной мощности вслед за врабатыванием наступает устойчивое состояние, характеризующееся стабилизацией физиологических функций организма на относительно постоянном уровне. При упражнениях малой мощности имеется качественное соответствие между потребностью организма в кислороде (кислородным запросом) и ее удовлетворением – истинное устойчивое состояние. При более высоких мощностях существует некоторое несоответствие между запросом и удовлетворением, однако, несмотря на постепенно накапливающийся кислородный долг, на протяжении некоторого времени физиологические функции продолжают оставаться неизменными – это так называемое условное, или ложное, устойчивое состояние. Образующийся при этом кислородный долг тем больше, чем мощнее и длительнее работа. В упражнениях же анаэробной мощности устойчивое состояние выделить вообще нельзя, так как на протяжении всего времени их выполнения быстро повышается кислородный долг и происходят прогрессивные изменения других физиологических функций.

Утомление – это совокупность изменений, происходящих в организме при выполнении упражнений и приводящих к снижению работоспособности. Субъективно утомление выражается усталостью, однако между ним и утомлением нет четкой зависимости: если последнее обусловлено объективными изменениями в организме, то усталость чаще всего носит психологический характер (неинтересная работа, отсутствие мотивации и т. п.).

Причин утомления достаточно много и преобладающие из них отличаются в зависимости от вида выполняемой работы. Тем не менее, общий для всех видов деятельности механизм заключается в возникновении утомления в рабочих отделах ЦНС. Такое торможение носит охранительный характер, или, по И. П. Павлову, «запредельный», и является результатом либо мощной (при работе высшей интенсивности), либо длительной (при малой интенсивности) импульсации от рецепторов работающих мышц.

Не меньшее значение имеют и изменения, наступающие в самих мышцах. Они могут выражаться:

– в истощении энергетических ресурсов мышц – гликогена, АТФ и фосфагенов, что обусловливает невозможность поддерживать требуемую мощность мышечных сокращений (такая картина бывает при длительных малоинтенсивных упражнениях);

– в засорении мышц промежуточными продуктами обмена, среди которых особая роль принадлежит молочной кислоте, накопление которой ведет к неполному расслаблению мышечных волокон, в связи с чем сила их сокращений уменьшается; засорение особенно свойственно упражнениям околопредельным, находящимся в зоне анаэробной мощности (например, бег на 800 м в легкой атлетике).

Важное значение в возникновении утомления при выполнении относительно длительных упражнений играет и истощение энергетических ресурсов в организме. В общем виде динамика этого процесса выглядит следующим образом. В течение первых 5–7 минут работы мышцы в качестве источника энергии использует углеводы крови. По истечении этого времени, когда концентрация их заметно снижается, источником энергии становится гликоген мышц и печени. Приблизительно через 15–20 минут с начала работы (в зависимости от ее интенсивности) к ним добавляются и жиры, значение которых по мере дальнейшего выполнения работы постепенно возрастает, а значение гликогена – снижается.

Таким образом, развитие утомления определяется многими обстоятельствами: мощностью и длительностью выполняемой работы, состоянием систем энергообеспечения организма, тренированностью человека к этому виду деятельности, состоянием организма к моменту выполнения упражнения и т. д. Необходимо, однако, отметить, что само по себе утомление, являясь закономерным итогом выполненной работы, не должно рассматриваться как отрицательное явление: при правильно спланированных нагрузках именно утомление является исходным условием роста работоспособности, о чем должна свидетельствовать характеристика процесса восстановления.

Восстановление представляет собой совокупность процессов, происходящих в организме после прекращения работы и обеспечивающих восстановление работоспособности организма. На протяжении восстановительного периода удаляются из организма продукты рабочего обмена веществ, восполняются энергетические запасы, структурные вещества и ферменты, израсходованные за время мышечной деятельности, то есть по существу происходит нормализация нарушенного работой гомеостаза. Однако значение восстановления этим не ограничивается, так как в его процессе функциональные возможности организма не только достигают дорабочего уровня, но в определенный период времени могут превысить его.

Принципиальная схема восстановления энергетического потенциала функциональной системы после выполнения работы

Как видно из представленного рисунка, на определенном этапе восстановления энергетики и работоспособности их величина оказывается выше исходного значения, что определяется как суперкомпенсация. Объясняется это явление следующим образом. Двигаясь, организм и восполняет израсходованное. Он старается не просто «добрать» недостающее, вернуться к исходному состоянию, а обязательно накопить больше, чем истратил. Это – процесс индукции избыточного анаболизма, то, что в экономике называют «расширенное воспроизводство». Отсюда становится понятно, что максимальный объем повторной работы, выполненной в периоде сверхвосстановления, может быть выше, чем предыдущий, а суперкомпенсация после повторной работы оказывается на еще более высоком уровне, выше первой – в этом, собственно, и заключается эффект тренировки системы. Суперкомпенсация протекает в две фазы: 1 – избыточное накопление массы, что и обусловливает рост и накопление внутренней энергии, причем этот эффект касается не только мышечной системы, но и нервной, и железистой, и других; 2 – избыточное накопление структурно-энергетических потенциалов (структурной энергии), увеличивающих не массу, а свободную энергию.

Определенный объем постоянной двигательной деятельности как реакции на стресс создает энергию адаптации, без достаточного уровня которой человек не может реализовать в жизни заложенную в него природой генетическую программу, не может дожить до естественной старости и не может быть здоровым. Не зря поэтому рожденный незрелым плод без необходимого объема двигательной активности не может пройти все фазы формирования (созревания), а взрослый не может накапливать структурную энергию, необходимую для обеспечения нормальной жизнедеятельности.

Непосредственно во время мышечной деятельности в скелетной мускулатуре и в тканях, обеспечивающих двигательную активность систем (в том числе и нервной), возникают структурные изменения (в частности – распад белка). После же нагрузки поступивший с пищей пластический материал не только восполняет разрушенную структуру, но и через измененный тканевый обмен создает предпосылки для дальнейшего развития. Здесь двигательная активность выступает как регулятор, увязывающей генетическую программу с условиями существования в каждый данный момент. Понятно поэтому, что пища не сама по себе обеспечивает рост и развитие, а лишь в случае возникновения в результате движения в работающей ткани «ниши», в которую она может встроиться *. Вот почему, как было показано в экспериментах И. А. Аршавского, мало двигающиеся щенки, получающие от матери достаточное количество молока, тем не менее в месячном возрасте весят, как 4–5-дневные.

Анализ приведенного выше рисунка заставляет обратить внимание на некоторые обстоятельства, которые следует учитывать при организации используемых в оздоровлении нагрузок – мышечных, температурных, иммунных и пр.

1. Суперкомпенсация возникает лишь как эффект утомления, поэтому нагрузка должна иметь определенные характеристики объема и интенсивности. Разумеется, эти величины должны определяться индивидуально и с учетом состояния организма.

2. Повышение функциональных возможностей системы возможно только при условии постепенного повышения нагрузок. Такое требование диктуется уже предыдущим условием: выполняемая в периоде суперкомпенсации повторная нагрузка, учитывая более высокий уровень энергетических возможностей, даст утомление при более значительных ее величинах.

3. Между используемыми нагрузками должен быть определенный оптимальный интервал: при его укорочении повторная нагрузка будет приходиться на неполное восстановление – при сохранении такого режима это чревато перенапряжением и переутомлением; если интервал превышает оптимальное время, то повторная нагрузка будет приходиться не на фазу суперкомпенсации с повышенной работоспособностью организма, а на период возвращения его к исходному состоянию, что исключает повышение функциональных возможностей организма.

Характер восстановления функций организма определяется некоторыми особенностями. Так, скорость и длительность восстановления большинства функциональных показателей находится в прямой зависимости от мощности и объема выполненной работы: чем они выше, тем большие изменения происходят за время работы и, соответственно, тем выше скорость восстановления. С другой стороны, чем более глубокое утомление наступает во время работы (до определенного предела), тем более высокой оказывается и суперкомпенсация, хотя она и наступает позднее.

Восстановление различных функций организма протекает с разной скоростью, так что достижение ими одного и того же уровня относительно исходных данных происходит не одновременно (гетерохронно). Поэтому о завершении процесса восстановления следует судить не по отдельным показателям, а по состоянию всего организма в целом, которое можно наиболее точно оценить именно по реакции на нагрузку (в частности, на дозированную).