Срочная и долговременная адаптация к физическим нагрузкам. Как подготовить связки и суставы к силовой работе? Адаптация мышечной системы

Одна из важнейших способностей, которыми обладает наш организм, а в частности, клетки - способность адаптироваться , меняя чувствительность к действующим на них сигналам. Жизнь на всех ступенях ее развития — «постоянное приспособление… к условиям существования» (И.М.Сеченов,1863), то есть жизнь — непрекращающийся процесс адаптации к постоянно меняющимся условиям среды.

Это явление нам хорошо знакомо из повседневной жизни. Возьмем в качестве примера кофе, а точнее, кофеин, содержащегося в нем. Чем больше человек пьет кофе, тем меньше он на него воздействует. В конечном итоге, несмотря на литры крепчайшего кофе, кофеин перестает действовать вовсе.

Однако стоит только на время отказаться от содержащих кофеин напитков, и чувствительность восстанавливается, кофе снова бодрит, наполняет энергией и придает сил. Кстати, этот прием - на время перед соревнованиями отказаться от кофеина - применяется спортсменами в видах спорта на выносливость, использующими кофеиновые препараты перед стартом.

Представьте, вы впервые в жизни выпили маленькую чашечку кофе и почувствовали себя очень хорошо: взбодрились, повысилось настроение. Вы хотите снова почувствовать этот эффект, но уже в большей степени, и начинаете пить кофе несколько раз в день. Спустя какие то время вы понимаете, что эффект слабеет и увеличиваете количество кофе до 4 чашек в день, заваривая его все крепче и крепче.

Это все приведёт, увы, к двум сценариям: вместо бодрости и хорошего настроения - тревожность и нарушение сна либо вы просто перестанете ощущать хоть какой-то эффект. Причем, сколько бы вы его ни пили. Почему это произошло? Ответ прост: пропала чувствительность .Поэтому, пока действуют маленькие дозировки кофе, нужно обходиться маленькими как можно дольше.

Та же история у нас происходит и с физическими нагрузками. Форсируем, летим впереди паровоза, стремясь накинуть на штангу побольше, да присесть поглубже - быстро теряем чувствительность и начинаются крики: «у меня застой, плато, я исчерпал свой генетический потенциал».

Изменение чувствительности настолько важно, что, несомненно, должно стать одним из основных принципов тренировки . Его необходимо принимать во внимание в самых разных вопросах, касающихся ее эффективности, состояния организма и даже нашего с вами поведения!

Кстати, обратите внимание на параметры, увеличивая которые любитель кофе старается достичь бодрящего эффекта: частота, объем (кружки) и крепость (интенсивность). Это те же параметры, что используются в качестве характеристики тренировочной нагрузки: частота, объем, интенсивность.

Точно так же организм реагирует и на тренировочное воздействие: чем больше мы увеличиваем его силу, тем больше мышечные клетки снижают чувствительность к нему (или, другими словами, повышают устойчивость). Хм, получается какая-то путаница: с одной стороны, выгодно нагружать мышцы как можно реже, чтобы каждая последующая нагрузка была воспринята с хорошей чувствительностью, с другой стороны - чтобы подстегивать мышечный рост на максимальной скорости, вроде бы нужно нагружать мышцы как можно чаще.

Исследования, изучающие динамику изменения скорости синтеза белка, показали ее резкое увеличение непосредственно после нагрузки. По результатам исследования (Phillips SM, Tipton KD, Aarsland A, Wolf SE, Wolfe RR. Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans. Am J Physiol. 1997 Jul; 273 (1 Pt 1): E99-107), проведенного через три часа после окончания тренировки, скорость синтеза белка составила 112 % от обычной, затем стала плавно снижаться: через 24 часа она составляла 65 %, через 48 часов - 34 % (рис. 1. Зеленая линия - синтез миофибриллярных белков, красная - их расщепление).

По результатам другого исследования синтез белка через 4 часа после упражнений с отягощениями повысился на 50 %, а спустя 24 часа - на 109 %, затем начал быстро снижаться и через 36 часов был близок к обычному уровню (прибл. 14%).

В любом случае, кажется логичным стимулировать синтез белка как можно чаще, буквально каждые 24 часа, с тем, чтобы не дожидаться снижения скорости его синтеза . И есть исследования, подтверждающие эту идею. Например, был проведен эксперимент, в котором испытуемые в течение 100 дней шесть раз в неделю изометрически нагружали бицепс в 3 подходах по 10 сек. За это время площадь поперечного сечения бицепса увеличилась на 23 %.

Однако кроме рисков недовосстановления при возможных повреждениях мышечной и соединительной ткани и переутомления нервной, эндокринной, иммунной систем (о чем мы писали в статье) такой подход содержит еще одну проблему: быстрое снижение чувствительности рецепторов . Результат этого - плато. Преодолеть его еще большим увеличением нагрузки невозможно - будет все что угодно: травмы, снижение иммунитета, сбои в работе нервной и эндокринной систем, все, кроме прогресса.

Как быстро человеческий организм адаптируется к новым нагрузкам?

Организм человека – это удивительная адаптационная структура. Мозгу необходимо примерно три недели, чтобы то или иное, повторяющееся изо дня в день действие, стало . Мышцам, достаточно в буквальном смысле пары тренировок, и они уже начинают подстраиваться под новый режим работы.

Самый яркий пример быстроты адаптации, это когда вы начали выполнять какое-то новое упражнение (или пришли в зал после перерыва) и на следующее утро не можете пошевелить ни рукой, ни ногой. Однако вот проходит 2-3 тренировки и степень болевых ощущений спадает.

Первые 2-4 недели самые стрессовые для мышц, в них и происходит наиболее активное изменение оных, затем (с 5 по 8 неделю) идет фаза уменьшения отдачи от тренировки. В конечном итоге на 9-12 неделях (см. рис.), мышца перестает хорошо реагировать на программу тренировок и ей необходимо дать нагрузку отличную от обычной (происходит адаптация).

Следует иметь ввиду, что периоды, изображенные на графике, не одинаковы для людей с разным уровнем подготовки/генетикой. Эти временные промежутки приведены для среднестатистических посетителей тренажерных/фитнес залов.

Разумеется, у новичков (стаж тренировок до 1 года) цифры будут больше, т.к. адаптация мышц к нагрузке протекает медленнее (слабо развита связь ) и адаптация растягивается на более длительный срок. Другими словами, программу тренировок новичкам можно менять позже на 5-10 недель (т.е. плюс к исходным цифрам).

Опытные посетители уже знакомые со специальными приёмами тренировок - , суперсеты и т.д., должны смотреть в сторону уменьшения времени до смены тренировочной программы. В частности, можно говорить о цифрах порядка 4-6 недель в рамках работы с одной программой тренировки.

Итого, примерное время (когда тело/мышцы все еще получают хороший стимул для роста) тренинга на одной программе тренировок:

Новички – 10-16 недель, 2,5-4,5 месяца;
более опытные – 8-11 недель, 2-3 месяца;
продвинутый уровень – 4-6 недель, 1-1,5 месяца.

Речь идет не только о силовых, но и о всех видах тренировочной активности . Организм точно также привыкает к одинаковым тренировкам на беговой дорожке/аэробике/стретчинге, так что, перешагнув определенный временной рубеж (в среднем 1-2 месяца), вы будете сжигать меньшее количество калорий, чем в начале.

Вот почему рекомендация «увеличивать нагрузку плавно и постепенно, особенно » так важна. Смысл ее в профилактике травм и перенапряжений, а также в том, чтобы избежать или хотя бы отдалить быстрое снижение чувствительности к нагрузкам.

Убедить людей наращивать нагрузку от тренировки к тренировке медленно и постепенно очень сложно. Сейчас мода на убойные тренировки, человек ждет от них полного изнурения, мышечных болей, ощущения, что он совершил нечто героическое, выдержав подобный тренинг. Что ж, дураки учатся на собственных ошибках.

Выделяют 2 вида адаптации — срочную (несовершенную) и долговременную (совершенную).

1. Срочная адаптация возникает непосредственно после начала действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов и программ (увеличе-ние теплопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в от-вет на жару, рост легочной вентиляции , ударного и минутного объе-мов крови в ответ на физическую нагрузку и недостаток кислорода , приспособление органа зрения к темноте и др.). Отличительной чертой срочной адаптации является то, что деятельность организма протекает на пределе его возможностей при почти полной мобилиза-ции физиологических резервов, но далеко не всегда обеспечивает не-обходимый адаптационный эффект.

Срочная адаптация к физическим нагрузкам характери-зуется максимальной по уровню и неэкономной гиперфункцией, ответственной за адаптацию функциональной системы, резким сни-жением физиологических резервов данной системы, явлениями чрезмерной стресс-реакции организма и возможным повреждением органов и систем.

2. Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды . Она возникает не на основе готовых физиологичес-ких механизмов, а на базе вновь сформированных программ регули-рования.

Долговременная адаптация развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характери-зуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество в опре-деленном виде деятельности. В результате обеспечивается осуществление организмом ранее недостижимых силы, скорости и выносливости при физических нагрузках, развитие устойчивости организма к значительной гипоксии , которая ранее была несовместима с актив-ной жизнедеятельностью, способность организма к работе при су-щественно измененных показателях гомеостаза , развитие устойчи-вости к холоду, теплу, большим дозам ядов, введение которых ранее было смертельным.

В процессе адаптации организма энергетический обмен перестраивается в на-правлении более экономного расходования энергии в состоянии покоя и повышенной мощности метаболизма в условиях физического напря-жения.

Таким образом, долговременная адаптация сопро-вождается следующими физиологическими процессами:

а) перестрой-кой регуляторных механизмов,

б) мобилизацией и использованием ре-зервных возможностей организма,

в) формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной трудовой (спортивной) деятельности человека

Эти три физиологические реакции являются главными и основными составляющими процесса адаптации, а общебиологическая закономерность таких приспособительных перестроек относится к любой деятельности человека.

Физическая активность вызывает немедленные реакции различных систем органов, включая мышечную, сердечно–сосудистую и дыхательную. Эти быстрые адаптационные сдвиги отличаются от адаптации, развивающейся в течение более или менее длительного срока, например в результате тренировок. Величина быстрых реакций служит, как правило, непосредственной мерой напряжения.

Интраиндивидуальные и межиндивидуальные различия. Данная работа может требовать у одного и того же человека той или иной физиологической адаптации в зависимости, например, от времени суток или температуры окружающей среды; такие различия называются интраиндивидуальными. Внутри группы индивидов могут отмечаться и существенные межиндивидуальные различия.

Кровоток и обмен веществ в мускулатуре во время динамической работы

Кровоток в мышцах. При физических нагрузках кровоток в мыщцах существенно возрастает по сравнению с состоянием покоя, причем у тренированных лиц максимум его выше, чем у нетренированных. Кровоток усиливается не мгновенно с началом работы, а постепенно, в течение не менее 20–30 с; этого времени достаточно, чтобы обеспечить кровоток, необходимый для выполнения легкой работы. При тяжелой динамической работе, однако, потребность в кислороде не может быть полностью удовлетворена, поэтому возрастает доля энергии, получаемой за счет анаэробного метаболизма.

Обмен веществ в мышце. При легкой работе получение энергии происходит по анаэробному пути только в течение короткого переходного периода после начала работы; в дальнейшем метаболизм осуществляется полностью за счет аэробных реакций с использованием в качестве субстратов глюкозы, а также жирных кислот и глицерола. В отличие от этого во время тяжелой работы получение энергии частично обеспечивается анаэробными процессами. Сдвиг в сторону анаэробного метаболизма (приводящего к образованию молочной кислоты) происходит в основном из–за недостаточности артериального кровотока в мышце, или артериальной гипоксии. Кроме этих «узких мест» в процессах энергообеспечения и тех, что временно возникают сразу же после начала работы, при экстремальных нагрузках образуются «узкие места», связанные с активностью ферментов на различных этапах метаболизма. При накоплении большого количества молочной кислоты наступает мышечное утомление.

После начала работы требуется некоторое время для увеличения интенсивности аэробных энергетических процессов в мышце. В этот период дефицит энергии компенсируется за счет легкодоступных анаэробных энергетических резервов (АТФ и креатин–фосфата). Количество макроэргических фосфатов невелико по сравнению с запасами гликогена, однако они незаменимы как в течение указанного периода, так и для обеспечения энергией при кратковременных перегрузках во время выполнения работы.

Показатели работы сердечно–сосудистой системы во время динамической работы

Во время динамической работы происходят существенные адаптационные сдвиги в работе сердечно–сосудистой системы. Сердечный выброс и кровоток в работающей мышце возрастают, так что кровоснабжение более полно удовлетворяет повышенную потребность в кислороде, а образующееся в мышце тепло отводится в те участки организма, где происходит теплоотдача.

Частота сокращений сердца. Во время легкой работы с постоянной нагрузкой частота сокращений сердца возрастает в течение первых 5–10 мин и достигает постоянного уровня; это стационарное состояние сохраняется до завершения работы даже в течение нескольких часов. Во время тяжелой работы, выполняемой с постоянным усилием, такое стабильное состояние не достигается; частота сокращений сердца увеличивается по мере утомления до максимума, величина которого неодинакова у отдельных лиц (подъем, обусловленный. утомлением). Таким образом, по изменениям частоты сокращений сердца можно различить две формы работы:

1) легкая, неутомительная работа–с достижением стационарного состояния и

2) тяжелая, вызывающая утомление работа–с подъемом, обусловленным утомлением.

Даже после завершения работы частота сердечных сокращений изменяется в зависимости от имевшего место напряжения. После легкой работы она возвращается к первоначальному уровню в течение 3–5 мин; после тяжелой работы период восстановления значительно дольше при чрезвычайно тяжелых нагрузках он достигает нескольких часов. Другим критерием может служить общее число пульсовых ударов свыше базального уровня (начальной частоты пульса) в течение периода восстановления; этот показатель служит мерой мышечного утомления и, следовательно, отражает нагрузку, потребовавшуюся для выполнения предшествующей работы.

Когда следят непосредственно за сердечной деятельностью (путем измерения ЭКГ или давления), нужно использовать термин скорость сокращений сердца; термин же частота пульса применяют, когда регистрируют периферический пульс. Эти две величины различаются только при воздействиях на сердечную деятельность.

Ударный объем. Ударный объем сердца в начале работы возрастает лишь на 20–30%, а после этого сохраняется на постоянном уровне. Он немного падает лишь в случае максимального напряжения, когда частота сокращений сердца столь велика, что при каждом сокращении сердце не успевает целиком заполниться кровью. Как у здорового спортсмена с хорошо тренированным сердцем, так и у человека, не занимающегося спортом, сердечный выброс и частота сокращений сердца при работе изменяются приблизительно пропорционально друг другу, что обусловлено этим относительным постоянством ударного объема.

Кровяное давление. При динамической работе артериальное кровяное давление изменяется как функция выполняемой работы. Систолическое давление увеличивается почти пропорционально выполняемой нагрузке, достигая приблизительно 220 мм рт. ст. (29 кПа) при нагрузке 200 Вт. Диастолическое давление изменяется лишь незначительно, чаще в сторону снижения. Поэтому среднее артериальное давление слегка повышается.

Потребление кислорода и дыхание при динамической работе. Потребление организмом кислорода возрастает на величину, которая зависит от нагрузки и эффективности затрачиваемых усилий. При легкой работе достигается стационарное состояние, когда потребление кислорода и его утилизация эквивалентны, но это происходит лишь по прошествии 3–5 мин, в течение которых кровоток и обмен веществ в мышце приспосабливаются к новым требованиям. До тех пор пока не будет достигнуто стационарное состояние, мышца зависит от небольшого кислородного резерва, который обеспечивается O2, связанным с миоглобином, и от способности извлекать больше кислорода из крови.

Кислородный долг. С началом работы потребность в энергии увеличивается мгновенно, однако для приспособления кровотока и аэробного обмена требуется некоторое время; таким образом, возникает кислородный долг. При легкой работе величина кислородного долга остается постоянной после достижения стационарного состояния, однако при тяжелой работе она нарастает до самого окончания работы. По окончании работы, особенно в первые несколько минут, скорость потребления кислорода остается выше уровня покоя–происходит «выплата» кислородного долга. Однако этот термин проблематичен, так как увеличение потребления кислорода после завершения работы не отражает непосредственно процессы восполнения запасов O2 в мышце, а происходит и за счет влияния других факторов, таких, как увеличение температуры тела и дыхательная работа, изменение мышечного тонуса и пополнение запасов кислорода в организме. Таким образом, долг, который будет возвращен, по величине больше, чем возникший во время самой работы. После легкой работы величина кислородного долга достигает 4 л, а после тяжелой может доходить до 20 л.

Дыхание. Во время легкой динамической работы минутный объем дыхания, как и сердечный выброс, увеличивается пропорционально потреблению кислорода. Это увеличение возникает в результате нарастания дыхательного объема и/или частоты дыхания (ср. гипервентиляция). Пропорциональность между потреблением кислорода и минутным объемом дыхания во время легкой работы, как предполагают, контролируется мышечными рецепторами, зависящими от метаболической активности, как и в случае–адаптации частоты сердечных сокращений. При тяжелой работе нарастание величины минутного объема дыхания заметно превышает сдвиги, пропорциональные изменениям в потреблении кислорода, потому что молочная кислота, образующаяся в мышце, действует как дополнительный стимулятор дыхания, вызывая метаболический ацидоз крови.

Показатели крови во время динамической работы

Во время и после динамической работы кровь претерпевает существенные изменения. По ним лишь изредка можно действительно оценить степень физического напряжения, но особое значение их состоит в том, что они служат источниками ошибок при лабораторной диагностике.

Уровни газов в крови. Во время легкой физической работы у здорового человека выявляются лишь незначительные изменения в парциальном давлении СО2 и О2 в артериальной крови. Тяжелая работа вызывает более существенные изменения.

Клетки крови. При физической работе показатель гематокрита увеличивается как в результате снижения объема плазмы (в связи с усиленной капиллярной фильтрацией), так и за счет поступления эритроцитов из мест их образования (при этом увеличивается доля незрелых форм). Отмечено также нарастание числа лейкоцитов (рабочий лейкоцитоз).

Увеличение происходит преимущественно за счет возрастания количества нейтрофильных гранулоцитов, так что при этом численное соотношение клеток разных типов меняется. Кроме того, пропорционально интенсивности работы увеличивается число тромбоцитов.

Кислотно–щелочное равновесие крови. Легкая физическая работа не влияет на кислотно–щелочное равновесие, так как все избыточное количество образующейся углекислоты выделяется через легкие. Во время тяжелой работы развивается метаболический ацидоз, степень которого пропорциональна скорости образования лактата; частично он компенсируется за счет дыхания (снижение артериального РCO2).

Содержание питательных веществ в крови. Уровень глюкозы в артериальной крови у здорового человека мало изменяется во –время работы. Только при тяжелой и длительной работе происходит падение концентрации глюкозы в артериальной крови, что указывает на приближающееся истощение. Вместе с тем концентрация лактата в крови варьирует в широких пределах в зависимости от степени напряжения и длительности работы –соответственно скорости образования лактата в мышце, функционирующей в анаэробных условиях, и скорости его элиминации. Лактат разрушается или подвергается превращениям в неработающих скелетных мышцах, жировой ткани, печени, почках и миокарде. В условиях покоя концентрация лактата в артериальной крови составляет приблизительно 1 ммоль/л; при тяжелой работе длительностью около получаса или при крайне тяжелых кратковременных нагрузках с минутными интервалами могут быть достигнуты максимальные уровни, превышающие 15 ммоль/л. При длительной тяжелой работе концентрация лактата сначала увеличивается, а затем падает.

Другие вещества в крови. При физической нагрузке повышаются концентрации в крови некоторых ионов (например, калия) и органических веществ (например, трансаминаз). Эти сдвиги объясняют изменением проницаемости мембран в мышцах, благодаря которым внутриклеточные компоненты проникают в кровоток. Возвращение к начальным концентрациям требует в отдельных случаях нескольких дней. В целом изменения состава крови, обусловленные работой, могут быть трудноотличимы от сдвигов, вызванных заболеваниями (при серодиагностике).

Терморегуляция при динамической работе

Терморегуляция. Потоотделение обычно считается признаком тяжелой работы. Начало заметного потоотделения, однако, зависит не только от тяжести работы, но и от условий окружающей среды. Секреция пота начинается тогда, когда происходит превышение нейтральной температуры по причине либо усиленной теплопродукции во время мышечной работы, либо недостаточной теплоотдачи вследствие высокой температуры или влажности окружающей среды, несоответствующей одежды, отсутствия движения воздуха (конвекции) или, наконец, по причине нагревания тела избыточным тепловым излучением (например, в литейном цехе). По мере увеличения интенсивности работы при постоянстве всех других условий потоотделение увеличивается приблизительно пропорционально ректальной температуре. В связи с охлаждающим эффектом испарения температура кожи во время потоотделения ниже, чем при внежелезистой потере воды. После длительного пребывания в условиях высокой температуры выделение пота снижается, вероятно, вследствие сужения «пор»–устьев протоков потовых желез. В нормальных климатических условиях средняя скорость потоотделения во время тяжелой физической работы или спортивной нагрузки составляет около 1 л/ч. При тяжелой работе в поту содержится молочная кислота (до 2 г/л), а также электролиты; большая часть кислоты образуется непосредственно в самих потовых железах, поэтому ее выведение не сказывается на кислотно–щелочном равновесии организма.

Кровообращение в коже. Под действием тепла в условиях покоя кровоток в коже усиливается; при этом сердечный выброс может возрасти в 2 раза по сравнению с начальным уровнем. Снижение тонуса емкостных кожных сосудов не оказывает существенного влияния на человека, находящегося в положении сидя, однако в положении стоя возрастает ортостатическая непереносимость. Ненормально большое количество крови собирается в коже нижней половины тела, что приводит к уменьшению объема крови в грудной клетке; ударный объем уменьшается; как сердечный выброс, так и артериальное давление падают, несмотря на повышение частоты сокращений сердца, что может привести к тепловому коллапсу. Во время физической работы происходит общее сужение кожных артериол; по мере того как увеличивается интенсивность работы, выполняемой на жаре, скорость кровотока в коже нарастает не так быстро, как при умеренных температурах. Степень заполнения емкостных сосудов кожи в нормальном климате снижена при работе по сравнению с условиями покоя, однако повышенный сосудистый тонус, ответственный за этот эффект, почти полностью исчезает, когда работа производится в условиях повышенной температуры среды. В результате этого наполнение интраторакальных сосудов и, следовательно, ударный объем продолжают уменьшаться так же, как и максимальный сердечный выброс и работоспособность при нагрузках, требующих выносливости.

Адаптация к статической работе

Статическая работа –выполняется посредством изометрических мышечных сокращений и может быть либо постуральной работой (сохранение определенной позы тела), либо поддерживающей работой (удерживание предметов). Как и динамическая работа, она требует определенного приспособления организма, связанного с изменениями энергообеспечения и кровотока через мускулатуру.

Кровоснабжение и метаболизм в мышцах.

При статической работе интенсивностью до 30% от максимальной кровоток в мускулатуре нарастает. При работе большей интенсивности усиленное внутримышечное давление препятствует кровотоку, а при статической работе интенсивностью 70% от максимальной или выше кровообращение в мышцах полностью останавливается. Как показали эксперименты, в тех случаях, когда кровоток в мышцах прерывается вследствие каких–либо внешних воздействий, максимальная длительность поддерживающей работы при ее интенсивности менее 50% от максимальной снижается, а при интенсивности, превышающей 50% от максимальной, не меняется. Причина таких эффектов заключается в том, что когда длительность работы по удерживанию не превышает 1 мин, получение энергии за счет аэробных процессов нарастает слишком медленно, чтобы служить лимитирующим фактором, поэтому скорость кровотока является неадекватной.

Дыхание и кровообращение. Обусловленный лактатом метаболический ацидоз вызывает дополнительную интенсивную стимуляцию дыхания, которая еще более усиливается, когда работа приводит к рефлекторному сокращению мышц живота, затрудняющему дыхание. При поддерживающей работе, связанной с сокращением мышц живота, кровь выталкивается из торакальной и абдоминальной систем с низким давлением, а венозный отток в область туловища блокирован (одним из признаков этого служит набухание шейных вен). Таким образом, сокращение мышц живота также ведет к снижению венозного притока к сердцу; по этой причине больным и выздоравливающим следует избегать работы с выраженным статическим компонентом (например, подъема и переноса тяжестей).

Частота сокращений сердца. При статической работе частота сокращений сердца увеличивается, даже если не происходит сокращения мышц брюшного пресса. Как и в случае динамической работы, это увеличение объясняют действием мышечных рецепторов, которые резко стимулируют центр кровообращения в условиях анаэробного метаболизма.

Прежде чем рассматривать вопросы, связанные с адаптацией организма к физическим нагрузкам и с ее ролью в двигательной подготовке, следует остановиться на общих положениях об адаптации как универсальном свойстве человека.

Под адаптацией принято считать процесс приспособления нашего организма к сторонним факторам внешней среды или изменениям, проходящим в самом организме. Способность различных систем организма эффективно адаптировать свою деятельность к непостоянным условиям окружающей нас среды, и в частности к физическим нагрузкам, обеспечивается, главным образом, функционированием центральных регуляторных механизмов. Образование в процессе эволюции человека регуляторных систем привело к возникновению способностей более тонко и точно реагировать на внешнею среду. А также к увеличению диапазона его приспособляемости без морфологической и биохимической перестройки тканей, адаптации средствами физиологических механизмов, изменения функций подготовки, оптимизации ответных реакций.

Все нормальные процессы жизнедеятельности человека в какой-то данной среде имеют адаптивный характер . Иначе говоря, все физиологические реакции в конкретный момент времени являются либо адаптированными к определенным условиям среды (физической нагрузке), т. е. прошедшими процесс адаптации, либо не адаптированными, т. е. находящимися в процессе адаптации. Поэтому индивидуальная адаптация человека в динамике должна рассматриваться как предварительный процесс, в котором основным является создание новых адаптивных программ на основе информации об изменении внешней среды (физической нагрузки) и последующее состояние уже с наличием выработанных, сохраняющихся длительное время программ, механизмов их активного поиска, на основе которых ответные реакции организма с помощью систем регуляции доводятся до оптимальных.

Применительно к двигательной подготовке наибольшее значение имеют два типа адаптации: срочная (нестабильная) и долговременная (стабильная). Проявлением первого типа адаптации может служить ответная реакция организма спортсмена на однократную физическую нагрузку. Характер реакции при этом обусловливается силой воздействия нагрузки, уровнем возможностей функциональных систем организма и их способностью к эффективному восстановлению.

В нестабильных адаптационных реакциях обычно выделяют три стадии:

1. активизируется деятельность различных функциональных систем и их компонентов, обеспечивающих выполнение определенной деятельности;
2. деятельность функциональных систем осуществляется в так называемом устойчивом состоянии;
3. нарушается оптимальное соотношение между потребностями и их удовлетворением в результате развития утомления. Необходимо помнить, что слишком частое применение нагрузок, связанных с переходом организма в третью стадию, может отрицательно сказаться на этапах формирования долговременной адаптации, а, следовательно, и развитии двигательных способностей.

Направленность долговременной адаптации находится в прямо пропорциональной зависимости от преимущественной направленности применяемой тренировочной нагрузки. Так, например, работа, направленная на развитие аэробных возможностей организма, приводит к возникновению адаптивных изменений в органах и функциях, определяющих уровень аэробной производительности; выполнение нагрузки силовой направленности приводит к увеличению объема мышц, повышению энергетического потенциала их волокон, улучшению мышечной координации и т.д.

С ростом уровня двигательной подготовленности адаптационные реакции становятся все более специфическими , что необходимо учитывать при выборе средств и методов развития двигательных способностей. Так, у людей относительно невысокой подготовленности даже узкоспециализированные упражнения вызывают прирост (хотя и неодинаковый) нескольких способностей одновременно. У более подготовленных - это наблюдается значительно реже.

Сохранение достигнутого уровня долговременной адаптации требует систематического применения поддерживающих нагрузок. Прекращение и существенное уменьшение тренировочных нагрузок вызывает противоположный адаптации процесс - деадаптацию , которая распространяется на все стороны подготовленности занимающихся, в том числе и физическую. Деадаптация протекает тем быстрее, чем короче период формирования адаптации, причем темпы снижения уровня развития различных двигательных способностей и компонентов функциональной подготовленности неодинаковы.

Как взаимосвязан тренировочный процесс и адаптация организма к физическим нагрузкам?

Между нагрузкой и последующей адаптацией существуют закономерные связи, которые нужно учитывать в программировании учебно-тренировочного процесса.

1. Адаптационные процессы организма включаются лишь тогда, когда внешнее стимулирование достигает необходимого уровня интенсивности и определенного объема. Слишком большой объем нагрузки лишенный необходимой интенсивности не ведет к адаптации в точности, как и сверхинтенсивные нагрузки с мизерными объемами. И вообще чем выше уровень нагрузок приближается к индивидуально подобранному оптимальному показателю, зависящему от способностей занимающегося, тем быстрее длится процесс адаптации. Соответственно, чем больше отклонение нагрузок (в ту или иную сторону) от показателя оптимального уровня , тем ниже эффект тренировки. Слишком большие нагрузки или неверное соотношение между их составляющими (объемом и интенсивностью) вредят адаптационной и регуляторной способности организма, тем самым, вызывая снижение его работоспособности.
2. Адаптационный процесс – это результат грамотного чередования физической нагрузки и отдыха . Вообще, нагрузка в учебно-тренировочном процессе вначале вызывает утомление в результате затрат силовых и энергетических ресурсов (обычно называемых потенциалами), что на некоторое время снижает физические возможности организма спортсмена. Это и есть ведущий раздражитель для процессов приспособления, которые преимущественно происходят в фазе отдыха и сна. С биохимической точки зрения при этом происходит не просто восстановление отработанных источников энергии, а сверхкомпенсация - восстановление с превышением первоначального уровня. Эта сверхкомпенсация составляет основу повышения функций организма и его двигательной подготовленности.
3. У атлетов с низким уровнем подготовленности или при использовании новых подходов в тренинге и непривычных организму нагрузок сверхкомпенсация происходит достаточно быстро. У подготовленных спортсменов этот процесс может длиться недели и даже месяцы. Разумно полагать, что любая близкая к оптимальной нагрузка вызывает следы компенсации. Тем не менее, это гораздо очевиднее лишь в результате суммирования комплекса тренировочных эффектов.
4. Адаптационный процесс не только позволяет занимающимся достигать более высокого уровня двигательной подготовленности, но и расширяет психофизические способности переносить нагрузки. Получается, что прежние нагрузки теперь преодолеваются легче, чем ранее, и вызывают гораздо меньшее утомление. При этом тренирующее действие типовых нагрузок уменьшается все больше, и вскоре они позволяют лишь способствовать сохранению ранее достигнутого результата. Этот неизбежный и закономерный процесс.
5. Приспособление организма происходит всегда в направлении, регламентированном структурой нагрузки. Так, например, нагрузка с чрезмерным объемом, но малой интенсивностью будет способствовать формированию, в первую очередь, выносливости ; нагрузка же небольшого объема, но пиковой или субмаксимальной интенсивности - формированию именно силовых и скоростных характеристик. У атлетов с низким уровнем физической подготовленности любая нагрузка вызывает более комплексное воздействие, чем у более подготовленных.

Вследствие применения тренировочных воздействий и индивидуальной адаптации физическая подготовленность изменяется по-разному. Поэтому на всех этапах комплексного воспитания двигательных способностей следует соблюдать два основных принципа:

1. соразмерности (предложен М.Я. Набатниковой, 1974);
2. последовательности использования средств в многолетнем тренировочном процессе должна основываться на правиле при «минимальных затратах - максимальный результат».

При повышении двигательной подготовленности в тех или иных компонентах следует иметь в виду их соразмерность, определяющую направленность многолетнего учебно-тренировочного процесса. Естественно, что соотношение средств, методов, нагрузок в учебно-тренировочном процессе полностью зависит от задействованного комплекса упражнений и желательного уровня компонентов. Следовательно, принцип соразмерности диктует такое соотношение компонентов двигательных способностей, при котором оно приближалось бы к оптимальному. Разумеется, это соотношение должно соответствовать возрасту и полу занимающихся, их индивидуальным особенностям и уровню психофизического состояния.

Следует знать, что основы соразмерности закладываются комплексной подготовкой . Здесь выполнение упражнений включает в действие все требующиеся компоненты и при многократном повторении их улучшает. Но, как известно, для значительного повышения двигательной подготовленности необходимо сочетать комплексную тренировку с поочередным решением задач развития и улучшения отдельных компонентов.

Принцип последовательности применения средств для комплексного воспитания двигательных способностей предусматривает применение в многолетнем учебно-тренировочном процессе средств от более мягких к более жестким с увеличением объема и интенсивности. Условная последовательность развития и использования средств в процессе многолетней двигательной подготовки представляется следующей:

1. естественное развитие двигательных способностей;
2. увеличение двигательной активности;
3. организованно направленная, управляемая двигательная деятельность (занятия физическим воспитанием);
4. специализированные учебно-тренировочные занятия (индивидуальные дополнительные занятия).

Проблема адаптации организма к физическим нагрузкам стала одной из актуальных проблем биологии и медицины во второй половине XX в. Адаптация - развивающийся в ходе жизни процесс, в результате которого организм приобретает устойчивость к определенному фактору окружающей среды. Понятия "адаптация" к физическим нагрузкам и "тренированность" организма тесно связаны друг с другом. Сущность адаптации к физическим нагрузкам заключается в раскрытии механизмов, за счет которых нетренированный организм становится тренированным, т.е. механизмов, лежащих в основе формирования положительных сторон адаптации, обеспечивающих тренированному организму преимущества перед нетренированным, и отрицательных сторон, составляющих так называемую цену адаптации.

Преимущества тренированного организма характеризуются тремя основными чертами:

· тренированный организм может выполнять мышечную работу такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному;

· тренированный организм отличается более экономным функционированием физиологических систем в покое и при умеренных, непредельных физических нагрузках и способностью достигать такого высокого уровня функционирования этих систем, который недостижим для нетренированного организма;

· у тренированного организма повышается резистентность к повреждающим воздействиям и неблагоприятным факторам.

Понимание механизма формирования тренированности составляет необходимую предпосылку активного управления этим процессом.

Любой адаптационный процесс в организме направлен на поддержание гомеостаза. Гомеостатические реакции имеют специфическую направленность. Поскольку метаболическая активность организма находится в строгой зависимости от макромолекул, прежде всего белков и нуклеиновых кислот, процессы адаптации должны сводиться к обеспечению макромолекулами жизнедеятельности организма. В процессе адпатации метаболизм "настраивается" на непрерывное получение организмом необходимых ему продуктов.

Адаптация организма к мышечной деятельности, как и к любому другому раздражителю, носит фазный характер. В зависимости от характера и времени реализации приспособительных изменений в организме можно выделить два этапа адаптации - срочный и долговременный.

Этап срочной адаптации - это ответ организма на однократное воздействие физической нагрузки. Срочные адаптационные процессы осуществляются непосредственно во время работы мышц. Их первоочередная задача заключается в мобилизации энергетических ресурсов, транспорте кислорода и субстратов окисления к работающим мышцам, удалении конечных продуктов реакций энергообмена и создании условий для пластического обеспечения работы мышц.

Этап долговременной адаптации характеризуется структурными и функциональными изменениями в организме, заметно увеличивающими его возможности. Этап долговременной адаптации развивается на основе многократной реализации срочной адаптации. В процессе долговременной адаптации организма под влиянием физических нагрузок активизируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков. Это создает возможность усиленного образования разных клеточных структур и нарастания мощности их функционирования.

На рисунке 34 приведена схема взаимосвязи отдельных этапов срочной и долговременной адаптации.

Под влиянием физической нагрузки происходит увеличение сократительной активности мышц, что приводит к изменению концентрации макроэргических фосфатов в клетке. Эти процессы стимулируют синтез АТФ и восстановление нарушенного баланса макроэргов в мышце, что и составляет начальное звено срочной адаптации. Срочные адаптационные процессы, в свою очередь, приводят к усилению синтеза нуклеиновых кислот и специфических белков при воздействии на определенные структуры мышц таких соединений, как креатин, циклический АМФ, стероидные и некоторые пептидные гормоны.