3.3. Скоростно-силовая нагрузка аэробно-анаэробной направленности

Развитие внутримышечной координации происходило в период применения скоростно-силовой нагрузки аэробно-анаэробной направленности. Повышение интенсивности выполнения работы позволило наладить взаимодействие между медленными мышечными волокнами, быстрыми окислительными и гликолитическими двигательными единицами.

Двигательная единица состоит из пучка мышечных волокон, которые иннервируются мотонейронами и регулируют мышечные напряжения, осуществляющие двигательный акт.

Не все мышечные волокна в скелетной мышце одинаковы по своему строению и функции. Скелетная мышца включает два основных типа мышечных волокон: медленно сокращающиеся (МС) и быстро сокращающиеся (БС). Все волокна, входящие в состав одной двигательной единицы мышцы (ДЕ), обладают сходными свойствами, т. е. медленная ДЕ включает только медленные мышечные волокна, быстрая ДЕ – только быстрые. Различия в физиологических характеристиках медленных и быстрых мышечных волокон (в их силе, скорости сокращений и выносливости) определяются их морфофизиологическими и физиологобиохимическими особенностями.

Быстрые мышечные волокна, как более толстые и содержащие большее количество сократительных элементов миофибрилл, обладают и большей силой, чем медленные. Быстрые мышечные волокна часто входят в состав больших ДЕ (с большим числом мышечных волокон) и обычно развивают значительно большее напряжение, чем медленные ДЕ. Таким образом, силовой вклад быстрых ДЕ в напряжение мышцы значительно выше, чем медленных. Это происходит при повышении интенсивности выполняемой работы. Скорость сокращения мышечных волокон находится в прямой зависимости от активности миозин-АТФ-азы – фермента, расщепляющего АТФ и тем самым способствующего образованию поперечных мостиков и взаимодействию актиновых и миозиновых миофиламентов. Чем выше активность миозин-АТФ-азы, тем быстрее образуются и разрушаются поперечные мостики и тем выше скорость сокращения волокна. Поэтому быстрые мышечные волокна с более высокой активностью этого фермента обладают и более высокой скоростью сокращения по сравнению с медленными волокнами.

Медленные и быстрые волокна имеют разную выносливость, т. е. способность к продолжительным сокращениям. Медленные волокна насчитывают до пяти капилляров, что позволяет им получать большое количество кислорода из крови, а повышенное содержание миоглобина облегчает его транспорт внутри мышечных клеток к митохондриям. Эти волокна содержат большое количество митохондрий, в которых протекают окислительные процессы, имеют повышенное содержание субстратов окисления жиров и характеризуются высокой активностью окислительных ферментов. Все это обусловливает использование медленными мышечными волокнами более эффективного аэробного (окислительного) пути энергопродукции и определяет их высокую выносливость.

Быстрые мышечные волокна имеют не более двух капилляров, но высокую активность гликолитических ферментов и повышенное содержание гликогена и поэтому – значительно меньшие предпосылки для интенсивного и длительного аэробного (окислительного) способа энергообеспечения по сравнению с медленными волокнами. Они имеют меньше капилляров, содержат меньше митохондрий, миоглобина и жиров (триглицеридов). Активность окислительных ферментов в быстрых волокнах ниже, чем в медленных. Эти волокна не обладают большой выносливостью и более приспособлены для мощных (быстрых и сильных), но относительно кратковременных сокращений мышц.

Общая физиологическая характеристика мышц, их сила, скорость сокращения и выносливость в большой мере определяется процентным соотношением в мышце двух типов волокон. Чем больше в мышце процент быстрых волокон, тем выше скорость сокращения и максимальная сила, развиваемая мышцей при быстром сокращении, и тем быстрее нарастает мышечное напряжение в начале сокращения. Поскольку быстрые волокна используют в большей степени анаэробный гликолитический путь энергообеспечения, в мышцах, содержащих более высокий процент таких волокон, максимальная концентрация лактата выше, чем в мышцах, в которых преобладают медленные волокна. Быстрые мышцы более приспособлены к мощной кратковременной работе. Наоборот, чем выше в мышцах процент медленных волокон, тем они выносливее и обладают большей способностью выполнять длительную работу.

Среди быстрых мышечных волокон выделены три подтипа: «А», «Б» и «В». С физиолого-биохимической точки зрения они различаются прежде всего активностью окислительных и гликолитических ферментов.

Подтип «А» отличается более высокой окислительной способностью. Волокна этого подтипа обозначают как быстрые окислительно-гликолитические. Их окислительная способность, однако ниже, чем у медленных волокон. Быстрые окислительно-гликолитические волокна – это часть быстрых волокон, приспособленных к достаточно интенсивной аэробной (окислительной) энергопродукции, наряду с весьма мощной лактацидной (анаэробной) системой энергообразования.

Подтип «Б» характеризуется наиболее высокой гликолитической активностью среди всех мышечных волокон, поэтому именно волокна этого подтипа обозначаются как быстрые гликолитические.

Подтип «В» составляет всего 1–3% и пока мало изучен, но можно предположить по логике изложения, что это волокна алактатного энергообеспечения, и они отвечают за мелкую моторику и взрывную работу мышц.

С физиологической точки зрения два подтипа быстрых ДЕ различаются силой сокращения и выносливостью. Первое из этих различий (в силе) главным образом определяется тем, что волокна «А» в среднем несколько толще, чем волокна «Б».

Повышенная выносливость «А» волокон в значительной мере является результатом их большей приспособленности к аэробному энергообеспечению, чем «Б» волокон. С функциональной точки зрения быстрые «А» волокна могут рассматриваться как промежуточные между медленными и быстрыми.

Вполне вероятно, что три вида мышечных волокон иннервируются соответственно тремя видами мотонейронов. Таким образом, нервно-мышечный аппарат человека составлен из трех видов ДЕ – медленных неутомляемых, быстрых малоутомляемых и быстрых утомляемых волокон.

Анализ показал, что мышца имеет полный набор ДЕ для иннервации и энергообеспечения физической работы различной интенсивности и продолжительности. Медленные ДЕ обеспечивают мышцу наиболее продуктивным аэробным окислением. Быстрые ДЕ типа «А» обеспечивают мощную высокоинтенсивную работу, а быстрые ДЕ типа «Б» осуществляют связь между медленными и быстрыми ДЕ. Многочисленными исследованиями доказано, что двигательные единицы тренируемы. При тренировке определенной направленности тренируются те мышечные волокна, которые обеспечивают данную иннервацию и энергопродуктивность. Таким образом, совершенствование межклеточной координации в мышце у дзюдоистов должно быть направлено на регуляцию и развитие условного рефлекса взаимодействия трех видов мышечных двигательных единиц.

Вначале тренировки должны быть направлены на развитие медленных мышечных волокон, потому что медленные и быстрые ДЕ находятся в противоречии развития: при увеличении деятельности медленных волокон ухудшается скорость сокращения быстрых ДЕ, при развитии быстрых ДЕ требуется повышенное насыщение крови кислородом, улучшение использования кислорода мышечными клетками для утилизации лактата, а это обеспечивают медленные ДЕ. Таким образом, развитие медленных ДЕ создаст благоприятные условия для совершенствования быстрых ДЕ.

Затем необходимо функционально развить промежуточные белые мышечные волокна, создавая условия бесконфликтного перехода к развитию быстрых ДЕ типа «Б». Последующие тренировки направлены на функциональное развитие быстрых мышечных волокон, позволяющих достигать максимальных усилий взрывного характера, характерных для технико-тактического арсенала дзюдоистов. И заканчивается тренировочный этап подготовки тренировкой напряжения мышечных волокон для обеспечения длительной работы взрывного характера дзюдоистов на протяжении отдельной схватки и соревнования в целом. В задачу этих занятий входит образование и упрочение условно-рефлекторной реакции, позволяющей каждому мышечному волокну максимально использовать необходимые специфические возможности каждой ДЕ для достижения положительного единого конечного результата.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что для совершенствования внутримышечной координации целесообразно применять комплекс скоростно-силовой направленности с интервальным методом тренировки в аэробно-анаэробном режиме энергообеспечения.

Для определения влияния скоростно-силовой нагрузки на аэробно-анаэробную выносливость дзюдоисты выполняли специально разработанный комплекс с гирями, который применялся в аэробном мезоцикле, но другим методом. Метод выполнения упражнений интервальный: нагрузка до 20 повторений, отдых между подходами – 1 мин, между упражнениями – 3 мин. Результаты исследования показали, что предложенная нагрузка оказывает существенное влияние на организм спортсменов, так как время выполнения всего комплекса упражнений уменьшалось на протяжении всего эксперимента. Вначале спортсмены выполняли комплекс, затрачивая на его выполнение примерно 108 мин, а в конце время выполнения сократилось до 90 мин. При этом дзюдоисты в ходе выполнения комплекса значительно увеличили объем работы: с 29 664 до 31 728 усл. ед. в конце эксперимента.

Анализируя ЧСС при выполнении скоростно-силовой работы (рис. 18), можно отметить следующее: минимальная ЧСС после первых трех тренировок уменьшилась; следующие четыре тренировки она изменялась гетерохромно, увеличиваясь и уменьшаясь через тренировку; следующие три тренировки она незначительно повышалась, затем оставалась на одном уровне и следом резко уменьшилась. Минимальная ЧСС характеризует нижнюю адаптационную границу, которая показывает, насколько организм приспособился к данной нагрузке. На последних трех тренировках видно, что организм адаптировался к заданным условиям, а последнее занятие демонстрирует, что данная нагрузка исчерпала свой адаптационный резерв и надо переходить к следующему этапу тренировки. Средняя минимальная ЧСС за тренировочный период составила 142,1 уд./мин.

Максимальная ЧСС характеризует потенциальные возможности организма при выполнении данной нагрузки. На рис. 18 видно, что максимальная ЧСС практически повторяет линию минимальной ЧСС. Это говорит о том, что между адаптационными процессами и физическим потенциалом спортсменов существует высокая зависимость, и рост результатов опирается на приспособительные механизмы организма. Максимальная ЧСС на последних тренировках также начала снижаться, что говорит о прекращении развивающего воздействия и необходимости перехода к следующему циклу тренировок. Средняя максимальная ЧСС за тренировочный период составила 181,1 уд./мин.

Средняя ЧСС примерно так же повторяет динамику максимальной и минимальной ЧСС. За тренировочный период она составила 162,3 уд./мин, что соответствует аэробно-анаэробному энергетическому механизму.

Рис. 18. Показатели ЧСС при выполнении скоростно-силового комплекса в аэробно-анаэробном режиме

Рассмотрим показатели объема и лактата крови (рис. 19) при выполнении скоростно-силового комплекса в аэробно-анаэробном режиме. Из рисунка видно, что объем выполненной работы увеличивался каждую тренировку, что позволило постепенно и последовательно усиливать воздействие на адаптационные механизмы спортсменов, и к концу тренировочного цикла он увеличился в 7 %. В то же время видно, что показатели лактата почти каждую тренировку незначительно снижались, что свидетельствует о хорошем адаптационном воздействии предложенной аэробно-анаэробной нагрузки. Если в начале тренировочного этапа лактат крови после тренировки был 11,3 ммоль/л, что является границей гликолитического механизма энергообеспечения, то в конце аэробно-анаэробного цикла подготовки он составил 8,5 ммоль/л, что соответствует смешанному энергетическому метаболизму.

Для развития скоростно-силового компонента смешанной работоспособности необходимо знать сумму факторов, определяющих эффективность аэробно-анаэробного компонента выносливости.

Рис. 19. Показатели объема и лактата крови при выполнении скоростно-силового комплекса в аэробно-анаэробном режиме

Для выявления наиболее эффективной информативности показателей латентной структуры скоростно-силовой аэробноанаэробной подготовленности дзюдоистов был применен факторный анализ.

В результате факторизации матрицы интеркорреляции 26 исходных показателей с последующим ее вращением по квартимакс-критерию получена факторная модель, представленная в табл. 17.

Таблица 17

Результаты факторного анализа показателей скоростно-силовой подготовки дзюдоистов

Представленная факторная модель получила следующую интерпретацию: наиболее весомыми оказались четыре компоненты, которые объясняют 72 % общей дисперсии исходных признаков.

При этом первая компонента объясняет 21 % суммарной дисперсии и имеет наибольшие (по абсолютной величине) нагрузки в следующих: число сердечных сокращений; вес до и после тренировки; состав костной и мышечной массы до и после тренировки. Учитывая воздействие приведенных переменных, эту компоненту можно интерпретировать как фактор опорно-двигательного аппарата и хорошей работы сердца.

Вторая компонента также объясняет 21 % общей дисперсии. Особенно высокие коэффициенты связи наблюдаются между второй компонентой и наличием жировой массы до тренировки и воды после нагрузки. Учитывая положительное и отрицательное воздействие переменных на эту компоненту, ее можно интерпретировать как фактор запасов липидного энергообеспечения.

Третья компонента объясняет 14 % суммарной дисперсии. Высокая нагрузка присутствует в тестах, характеризующих среднюю и минимальную ЧСС. Этот фактор можно охарактеризовать как совершение работы за счет адаптации организма к недостатку кислорода.

Четвертая компонента объясняет 16 % суммарной дисперсии. Высокая нагрузка в переменных, характеризующих расход ккал: имеется максимальное потребление кислорода, минимальная и <88 % сатурация кислорода. Учитывая положительное и отрицательное воздействие переменных на эту компоненту, ее можно интерпретировать как фактор перехода энергообеспечения с аэробного на анаэробный. Результаты факторного анализа скоростно-силовой подготовки показали, что улучшение аэробноанаэробного компонента выносливости происходит за счет хорошего состояния сердечно-сосудистой системы и адаптации к недостатку кислорода.

Чтобы научно обосновать применение средств общефизической подготовки, был проведен эксперимент, направленный на развитие аэробно-анаэробного компонента выносливости с помощью технических средств дзюдо. Спортсмены контрольной группы выполняли броски в равномерном темпе в течение 5 мин, затем был пятиминутный отдых, и нагрузка повторялась снова. Таких серий за тренировку было проведено семь. Дзюдоисты экспериментальной группы первые две недели проводили тренировки с беговой нагрузкой, а последующие четырнадцать дней – с прыжковой по ранее апробированной методике. В обеих группах было проведено 16 учебно-тренировочных занятий. На развитие смешанного компонента выносливости было затрачено одинаковое количество времени (560 мин). Полученные результаты сравнивались между собой.

Анализируя показатели, характеризующие воздействие аэробно-анаэробной выносливости на сердечно-сосудистую систему дзюдоистов в экспериментальной и контрольной группах, можно отметить следующее (рис. 20). Максимальная ЧСС в контрольной группе была 178,5 уд./мин, а в экспериментальной беговая и прыжковая тренировка повысили ее до 185,4 уд./мин, что на 4 % выше. Минимальная ЧСС в контрольной группе составила 170,5 уд./мин, а в экспериментальной – 175,6 уд./мин, что на 3 % выше. Соответственно, средняя ЧСС также была выше в экспериментальной группе (180,5 уд./мин), чем в контрольной (174,5 уд./мин). Таким образом, можно констатировать, что беговая и прыжковая нагрузки оказывает на организм спортсменов более существенное влияние, чем бросковая тренировка.

Рис. 20. Динамика ЧСС после беговой + прыжковой и бросковой нагрузок

Анализируя объем выполненной работы после применения беговой + прыжковой подготовки и бросковой тренировки (рис. 21), можно отметить, что за ограниченный временной режим в 35 мин дзюдоисты экспериментальной группы освоили объем в 602 усл. ед., а спортсмены контрольной группы, выполняющие броски через спину с захватом руки на плечо, – 497 усл. ед., что на 21,1 % меньше. Можно констатировать, что беговая и прыжковая нагрузки оказывают на организм спортсменов более интенсивное воздействие и позволяют выполнять больший объем работы, что существенно сказывается на адаптационных способностях дзюдоистов, развивая аэробно-анаэробные возможности.

Рис. 21. Объем выполненной работы после беговой + прыжковой и бросковой нагрузок

Выполненный объем работы в аэробно-анаэробном энергетическом режиме вызвал увеличение лактата крови (рис. 22), причем концентрация молочной кислоты в контрольной группе составила 9,5 ммоль/л, а в экспериментальной – 7,3 ммоль/л, что на 23,2 % меньше. Из этого следует, что экспериментальная группа за одно и то же время (35 мин) выполнила больший объем работы (на 21,1 %), и в организме дзюдоистов выделилось в кровь на 23,2 % меньше лактата, чем в контрольной группе. Это косвенно подтверждает более высокий уровень порога анаэробного обмена и развитие аэробно-анаэробных возможностей.

Анализируя показатели, характеризующие воздействие аэробно-анаэробной выносливости на дыхательную систему дзюдоистов после беговой + прыжковой и бросковой нагрузок, можно отметить следующее (рис. 23).

Рис. 22. Показатели лактата крови после беговой + прыжковой и бросковой нагрузок

Рис. 23. Динамика показателей дыхательной системы дзюдоистов в экспериментальной и контрольной группах

После беговой + прыжковой нагрузки увеличились форсированная жизненная емкость легких на 3,3 %, бронхиальная проходимость – на 15,8 %, эффективность вдоха – на 1,8 %, выдоха – на 1,6 %, легочная мощность – на 23,8 %, максимальная вентиляция легких – на 21,5 %. При бросковых тренировках жизненная емкость легких увеличилась на 2,8 %, бронхиальная проходимость – на 8,7 %, эффективность вдоха – на 1,3 %, выдоха – на 1,4 %, легочная мощность – на 13,2 %, максимальная вентиляция легких – на 10,4 %. Следовательно, в экспериментальной группе форсированная жизненная емкость легких улучшилась на 0,5 % (р>0,05), бронхиальная проходимость – на 7,1 % (р<0,05), сила мышц вдоха – на 0,5 % (р>0,05), выдоха – на 0,2 % (р>0,05), легочная мощность – на 10,6 % (р<0,05), максимальная вентиляция легких – на 11,1 % (р<0,05). Таким образом, на дыхательную систему организма спортсменов беговая + прыжковая тренировка оказывала более существенное воздействие, чем бросковая.

Из вышесказанного следует, что для развития аэробно-анаэробного компонента выносливости в подготовительном периоде тренировки дзюдоистов целесообразно применять интервальную беговую и прыжковую нагрузки, которые оказывают более существенное воздействие на сердечно-сосудистую и дыхательную системы организма и значительно повышают максимальную вентиляцию и мощность легочной системы, что положительно сказывается на работоспособности спортсменов.