Физиология конькобежного спорта

Уральский государственный университет физической культуры Кафедра теории и методики бокса Контрольная работа по предмету

«Физиология спорта»

Выполнила студентка:

группы: 402

Челябинск, 2008

1. Физиологическая сущность утомления и его особенности при различных видах мышечной деятельности

2. Физиологическая характеристика конькобежного спорта Список литературы

1. Физиологическая сущность утомления и его особенности при различных видах мышечной деятельности

При мышечной деятельности может возникать утомление, характеризующееся комплексом изменений в состоянии различных функций организма. Степень выраженности этих изменений, в том числе чувства усталости, тем больше, чем интенсивнее и продолжительнее была проделанная работа.

Определение и основные показатели утомления. Утомлением называется особое состояние, возникающее как следствие работы и проявляющееся в ухудшении двигательных и вегетативных функций и их координации, понижении работоспособности и появлении чувства усталости. Это состояние имеет временный характер и исчезает через некоторое время после прекращения работы, т. е. во время отдыха.

Внешние проявления мышечного утомления разнообразны. Они зависят от характера выполняемых физических упражнений, особенностей внешней среды и личных индивидуальных особенностей спортсменов. К внешним проявлениям утомления, часто встречающимся, а спорте, относятся: нарушение координации движений, паление производительности работы, одышка, чрезмерная потливость, покраснение кожных покровов и др.

Эти внешние проявления обусловлены как ухудшением работы периферических органов, так и расстройством координации их деятельности нервной системой.

Изменение координации функций периферических органов, возникающее через некоторое время после начала работы происходит в одних случаях еще до снижения работоспособности исполнительных аппаратов и представляют собою как бы профилактическое мероприятие, позволяющее более длительно сохранить высокую эффективность работы. В других случаях оно наступает вследствие расстройства функций нервной системы, которое бывает при сильном утомлении.

Ухудшение функций периферических органов при работе, возникающее в результате неполноценной нервной регуляции, может проявляться в различных формах. Во-первых, могут снижаться показатели деятельности различных органов и систем органов. Во-вторых, вследствие нарушения координации может наблюдаться более высокая, чем необходимо степень мобилизации функций периферических органов. Это выражается в меньшей экономичности работы различных систем организма, в особенности при перерасчете затраченной энергии на 1 кг веса тела на 1 м пройденной дистанции или на 1 единицу времени.

В целях сохранения работоспособности периферических исполнительных аппаратов нервная система может изменять формы координации их деятельности: заменять работу одних мышечных элементов другими, уменьшать глубину дыхательных движений и т. д. В зависимости от вида работы и состояния различных функций организма наблюдается разное сочетание показателей утомления. В одних случаях отмечается снижение функций периферических органов, и ухудшение координации нервной системой их деятельности, и понижение производительности работы, и ощущение усталости. В других случаях могут быть только один или два из этих общих показателей утомления. Например, если выполняется интересная работа, то при наличии ряда перечисленных показателей может отсутствовать субъективная сторона утомления—чувство усталости, которое во многих случаях появляется только в самом конце работы или даже после неё. При неинтересной работе, наоборот, ощущение усталости может обнаружиться значительно раньше возникновения объективных признаков ухудшения вегетативных и двигательных функций организма и снижения работоспособности.

При циклической длительной работе с предельной или со значительной интенсивностью ухудшается в результате развития утомления состояние ряда периферических органов, менее совершенной становится деятельность нервной системы, что приводит к нарушению нормальной координации двигательных и вегетативных функций, снижается производительность работы, возникает чувство усталости. При аналогичной же длительной работе малой мощности производительность работы может остаться той же, хотя при этом нарушаются некоторые показатели структуры движений, изменяется деятельность отдельных вегетативных органов и возникает ощущение усталости. Это наблюдается, например, при многочасовых передвижениях с небольшой скоростью.

Расхождение между физиологическими показателями утомления и производительностью работы наблюдается часто при финишных ускорениях. Спортсмен на финише может на короткое время увеличить скорость передвижения даже при наличии ряда субъективных и объективных признаков утомления.

Утомление и состояние энергетических ресурсов. Несмотря на то, что утомление приводит к временному снижению работоспособно что имеет важное биологическое значение, являясь сигналом о частичном истощении ресурсов.

Снижение или прекращение деятельности скелетных мышц, сердца, желез внутренней секреции и других органов происходит всегда при наличии еще некоторого остаточного запаса энергетических и других веществ. Это связано с тем, что как полное, так и частичное, но резкое снижение содержания этих веществ может вызвать перерождение, а в некоторых случаях даже гибель определенных клеток организма. Утомление при работе возникает еще при наличии значительных резервов, приводя к снижению или прекращению деятельности. Эти резервы частично используются человеком в экстренных случаях, например при спуртах, финишном ускорении.

Роль эмоционального возбуждения при утомлении. При возникновении эмоциональных состояний существенно изменяются воздействия центральной нервной системы на органы и ткани. При положительных эмоциях усиливаются влияния через симпатические нервы. При этом увеличивается секреция катехоламннов—адреналина, норадреиалина Повышение деятельности симпато-адреналовой системы способствует увеличению степени мобилизации энергетических ресурсов в работающих органах и улучшает деятельность мышц. При отрицательных эмоциях может наблюдаться ухудшение ряда функций организма и снижение работоспособности, Эмоциональные факторы играют существенную роль при спуртах и на финише; несмотря на выраженные симптомы утомления, спортсмен может увеличить скорость передвижения. Теории утомления. По вопросу о физиологических механизмах мышечного утомления было предложено много различных теорий. По одним из этих теорий, причины возникновения утомления непосредственно локализовались в работающих мышцах—теория мсго-щения энергетических ресурсов, теория «задушениям в результате нарастающего недостатка в кислороде, теория «засорения» мышцы продуктами распада энергетических веществ, теория «отравления» в результате накопления «кенотоксинов» (т, е. мышечных ядов) в мышце при работе. Другие теории связывали возникновение утомления только с деятельностью нервной системы, в частности коры больших полушарии.

В настоящее время получены экспериментальные данные, не позволяющие локализовать причины утомления в каком-либо одном органе или системе органов, в том числе в нервной системе. Мышечная деятельность связана с вовлечением в деятельность многих органов. В многозвенной же системе, обеспечивающей производительность мышечной работы, снижение работоспособности может быть вызвано недостаточностью работы не только нервной системы, но и различных других рабочих звеньев: скелетных мышц, органов дыхания, сердца, желез внутренней секреции и др. Согласно современным представлениям о мышечном утомлении, оно связано, во-первых, с наличием «многосистемных» изменений функций, т. е. изменений не в каком-либо одном органе или системе органов, а во многих из них. и, во-вторых, с различным сочетанием деятельности органов, ухудшение функций которых наблюдается при том или ином виде физических упражнений.

Первичные и вторичные проявления утомления. Поскольку в организме все проявления деятельности обусловлены одновременным вовлечением в работу целого ряда органов и систем органов, т. е. являются системными, нарушение тех или других функций при развитии утомления наблюдается в показателях работы многих органов.

Ухудшение функции того или другого органа может быть как первичным, так и вторичным. Первичное снижение функций характеризуется тем, что орган начинает работать менее интенсивно вследствие изменений, возникающих непосредственно в нем самом. Например, некоторые мышечные волокна не способны длительно поддерживать сокращение и расслабляются даже в том случае, когда в них продолжают поступать импульсы из центральной нервной системы. При вторичном снижении функций та же мышца, даже если она полностью сохранила свои свойства, начинает плохо сокращаться в результате ухудшения регуляции ее деятельности центральной нервной системой.

Начало утомления обусловлено большей частью первично возникающими изменениями в состоянии некоторых органов. При продолжении работы снижение функций многих систем органов вызывается уже вторичным путем. Например, при длительной мышечной работе таким вторичным путем может ухудшаться как состояние самих мышц и вегетативных систем органов, так и нервная регуляция их деятельности.

Поскольку при мышечной работе в деятельность вовлекается большинство систем органов, то развитие утомления характеризуется причудливым сочетанием и первично и вторично вызванных изменений деятельности разных органов. Вследствие этого в ряде случаев очень сложно отличить первично возникающие изменения от вторичных. Иногда такая дифференциация возможна. Так, в горах первичной причиной, вызывающей возникновение у спортсменов утомления, является гипоксия, которая ухудшает возможность доставки кровью кислорода тканям организма. При низком уровне тренированности утомление первично проявляется в виде недостаточной деятельности сердца и неполноценного перераспределения крови и т. д.

Ярким примером значения первичных изменений вегетативных процессов для вторичного вызова ухудшения деятельности нервной и других систем является изменение содержания глюкозы в крови. Большое потребление во время длительной интенсивной мышечной работы (бег, лыжные гонки и др.) глюкозы через некоторое время приводит к снижению содержания ее в крови. Это снижение вторичным путем ведет к ухудшению состояния мозга, весьма чувствительного к понижению сахара в крови. В свою очередь, ухудшение состояния мозга может нарушить координацию самых различных двигательных и вегетативных функций, снижая тем самым эффективность выполнения физических упражнений. Таким образом, первичные изменения какой-либо одной вегетативной функции приводят к нарушению функций целого ряда органов и систем органов.

Во многих случаях, в частности при значительных, по мощности усилиях, первичное утомление возникает в результате ухудшения функционального состояния самих мышц. Некоторым функциональным единицам в мышце свойственна высокая степень утомляемости, и они могут выключаться из деятельности спустя весьма короткое время после начала напряжения. Вследствие этого сила данной мышцы может быстро снижаться, иногда даже на протяжении нескольких секунд. Так, при статических усилиях с большим отягощением деятельность некоторых функциональных единиц прекращается через относительно короткое время. Поэтому спустя несколько секунд поддержание усилия становится невозможным (например, удержание штанги, угла на кольцах).

При возникновении утомления снижаются сила и скорость сокращения мышц, затягивается фаза расслабления, повышаются пороги возбудимости, снижается коэффициент полезного действия мышечного сокращения. При сильной нагрузке степени утомления после прекращения сокращения может наблюдаться неполное расслабление мышечных волокон, так называемая остаточная контрактура.

Важнейшая роль при утомлении принадлежит процессам, протекающим в центральной нервной системе. Деятельность нервной системы, как и других систем организма, может ухудшаться как первично, так и вторично.

При умственной работе, при трудных для спортсмена ситуациях, при боязни соперников и в некоторых других случаях изменения деятельности нервной системы являются первичным фактором, вызывающим утомление. Вторично деятельность нервной системы угнетается при увеличении в крови содержания недоокисленных продуктов обмена веществ, гипоксии, гипогликемии, изменений содержания гормонов в крови и т. д. В результате ухудшаются программирование и координация двигательных и вегетативных функций, что приводит к снижению производительности работы спортсмена и возникновению чувства усталости.

Каждая клетка, каждый орган обладают способностью в известной мере противостоять утомлению. Но особая роль в этом отношении принадлежит нервной системе, которая, программируя и координируя все двигательные и вегетативные функции, может варьировать формы координации, заменяя в работе утомленные клетки и органы неутомленными или менее утомленными, повышать степень мобилизации ресурсов в работающих органах и тканях и т. д. Вследствие этого значительно отдаляется момент возникновения утомления и снижения работоспособности.

Преодолеваемое (скрытое) утомление. Смена форм координации движений ярко проявляется в ряде циклических упражнений: беге на коньках, плавании и др. В этих упражнениях, например, через некоторое время после начала отмечается даже при неизменной скорости движения учащение темпа и уменьшение длины преодолеваемого расстояния при каждом шаге, т. е. возникает новая форма координации (В. С. Фарфель). В результате уменьшение длины шагов компенсируется учащением их и общая скорость передвижения остается прежней. Снижение же скорости передвижения начинается лишь тогда, когда учащение темпа уже не компенсирует уменьшение шага или когда темп также начинает урежаться. Примечательно, что учащение темпа и уменьшение шага возникают еще задолго до того времени, когда для спортсмена становится невозможным сохранять исходные величины этих показателей. Следовательно, такое рано возникающее изменение координации движении имеет профилактический характер, направлено на предупреждение или задержку развития явлений утомления.

Изменение координации двигательных и вегетативных функций, обусловливающее задержку развития утомления и протекающее без снижения эффективности работы (например, бег, гребля, плавание) квалифицируется как проявление преодолеваемого (скрытого) утомления.

В физиологическом механизме возникновения преодолеваемого утомления важная роль принадлежит условным рефлексам и развитию экстраполяции. Благодаря им хорошо тренированный человек значительно лучше использует возможности организма в отношении смены форм координации двигательных и вегетативных функций для предотвращения или отсрочки развития утомления.

Особенности утомления при разных видах физических упражнений. Специфика физиологических процессов при разных видах физических упражнений обусловливает различную природу возникновения утомления. Существенное значение при этом имеют характер упражнений, их длительность, мощность, сложность выполнения и др.

При циклической работе максимальной мощности основной причиной снижения работоспособности являются развитие торможения и уменьшение подвижности нервных процессов. Это торможение развивается в результате утомления, возникающего в центральной нервной системе под влиянием потока афферентных импульсов, посылаемых работающими мышцами. Немаловажное значение при этом имеет изменение функционального состояния самих мышц, снижение их возбудимости, лабильности и скорости расслабления.

Многообразны физиологические причины утомления при циклической работе субмаксимальной мощности. Так же как и при работе максимальной мощности, афферентная импульсация постепенно приводит к угнетению деятельности нервных центров. Этому способствует резкий недостаток кислорода. В связи с анаэробным характером внутриклеточного метаболизма в мышцах происходит накопление продуктов обмена. В частности, содержание молочной кислоты в крови может увеличиваться в 15—25 раз. Недоокисленные продукты обмена веществ, всасываясь в кровь, ухудшают деятельность нервных клеток.

При циклической работе большой мощности, т. е. при работе на уровне кажущегося устойчивого состояния, важная роль в развитии утомления принадлежит недостаточности кардиореспираторных функций, необходимости на протяжении длительного времени поддерживать весьма напряженную работу сердца и дыхательного аппарата для обеспечения интенсивно работающего организма нужным количеством кислорода. Как известно, при этой работе кислородный запрос несколько превышает потребление кислорода. Кислородный долг при работе данной мощности не так велик, как при работе субмаксимальной мощности, но все же значителен и, кроме того, действует длительно—на протяжении многих минут и даже десятков минут. Происходит также снижение в крови гормонов некоторых желез внутренней секреции, в частности коры надпочечников. Известную роль в угнетении функций нервных центров при преодолении спортсменом длинных дистанции может играть монотонное действие на нервные клетки афферентных импульсов, периодически поступающих из работающих мышц.

При циклической работе умеренной мощности основной причиной развития утомления является трудность длительного поддержания на высоком уровне функций кардино-респираторной системы. Кроме того, в нервных центрах может возникать торможение под влиянием многократного однообразного раздражения афферентными импульсами. Угнетение же деятельности этих центров приводит к расстройству координации движений. При работе этой мощности продолжительностью более 40—60 мин. уменьшается в связи с длительным расходованием запасов углеводов содержание сахара в крови. В результате расстраивается деятельность центральной нервной системы. Значительная потеря хлоридов и изменение количественного соотношения ионов натрия, калия и кальция, хлора и фосфора в крови и тканях тела при таких упражнениях, происходящие вследствие обильного потоотделения во время длительных спортивных упражнений, также ведут к понижению работоспособности у спортсмена.

Появлению утомления способствует перегревание, наблюдаемое при длительной работе умеренной мощности, особенно в условиях высокой температуры и большой влажности окружающей среды. При перегревании нарушение нормальной деятельности центральной нервной системы может приводить к «тепловому удару» (головная боль, помутнение, а в тяжелых случаях и потеря сознания). Охлаждение организма также может быть фактором, способствующим развитию утомления.

При ациклических видах физических упражнений отмечаются различные формы утомления.

Во всех спортивных играх в результате необходимости постоянного нового программирования игроками своих действий при решении сложных двигательных задач наблюдается утомление высших Отделов мозга. Оно приводит к снижению скорости и координированности движений и ухудшению функций некоторых анализаторов. В таких видах спорта, как хоккей, существенная роль принадлежит (как и при циклических упражнениях субмаксимальной мощности) недостаточности кислородного обеспечения и накоплению кислородного долга.

При гимнастических и тяжелоатлетических упражнениях утомление может сказываться на функциональном состоянии мышц. Падает их возбудимость, уменьшается сила, изменяются твердость, вязкость и скорость сокращения и расслабления мышц.

При статических усилиях со значительными напряжениями одной из причин возникновения утомления является снижение силы вследствие выключения деятельности некоторых наименее устойчивых мышечных волокон.

Значение утомления в развитии состояния тренированности. Утомление в процессе мышечной или умственной деятельности, не переходящее определенных пределов, — физиологическое, а не патологическое явление и полезно для организма.

Работа до утомления представляет собою важный фактор роста тренированности, в особенности тогда, когда она связана с развитием выносливости. Физиологический смысл этого явления заключается в том, что, тренируясь до наступления утомления, спортсмены адаптируются к повышенным нагрузкам. В случаях же, когда тренировочные упражнения прекращаются до начала возникновения утомления, развитие тренированности приостанавливается. То же происходит и в том случае, если тренировочные занятия приводят к резко выраженной степени утомления. При этом может возникнуть состояние перетренированности. Как ясно из сказанного выше, в спорте следует избегать не утомления «вообще», а лишь чрезмерного его развития. При этом пределы чрезмерности связаны не только с характером выполняемых упражнений, но и с их длительностью.

2. Физиологическая характеристика конькобежного спорта

Циклическая работа конькобежцев на дистанциях 500—3000 м относится к зоне субмаксимальной мощности, на дистанциях же 5000—10 000 м — к зоне большой мощности.

Двигательный аппарат. Большая скорость, наличие скольжения, малая опорная поверхность конька и наклонное положение туловища усложняют двигательную деятельность спортсмена.

Для уменьшения сопротивления воздуха и увеличения разгибания в тазобедренных суставах (это позволяет производить отталкивание под меньшим углом) туловище конькобежца должно находиться почти в горизонтальном положении, что требует подавления врожденных выпрямительных рефлексов.

Хотя работа основных мышц конькобежца является динамической, обширные группы других мышц (спины, разгибатели бедра до начала отталкивания и др.) находятся при скоростном беге на коньках в статистическом напряжении.

Для овладения рациональной техникой и умением сохранять ее при большой скорости бега у конькобежца должна быть хорошо развита сила мышц. Углы сгибания в суставах при измерении силы должны быть такими же, как при беге на коньках во время отталкивания. Изометрическая сила мышц обычно больше их динамической силы. Например, у лучших шведских конькобежцев сила мышц ног, развиваемая в изометрических условиях, составляет 225—340 кг; а динамическая сила —200—230 кг. Однако эта динамическая сила, определяемая в лабораторных условиях, почти в 2 раза больше того усилия, которое производит конькобежец во время отталкивания (Н, И. Волков, Б. А. Стенин).

У конькобежцев, специализирующихся на длинных дистанциях, и у многоборцев показатели силы меньше, чем у спринтеров. При беге на длинные дистанции мышечные усилия относительно невелики, но они должны выполняться длительное время, что требует значительной выносливости.

Мышцы конькобежцев должны быть адаптированы к деятельности как в аэробных, так и в анаэробных условиях.

Анализаторы. Скоростной бег на коньках предъявляет высокие требования к двигательному, вестибулярному и зрительному анализаторам. Импульсы от них способствуют необходимому распределению мышечного тонуса и обеспечивают сохранение равновесия. Последнее особенно важно при прохождении виражей дорожки. На этих участках дистанции повышается роль вестибулярного аппарата и шейно-тонических рефлексов.

Дыхание. При скоростном беге на коньках у высококвалифицированных спортсменов легочная вентиляция может достигать 180 л/мин, потребление кислорода—5 л/мин и более, кислородный долг— 8—9 л. Особенности газообмена, как и в других циклических видах спорта, зависят от длины дистанции и скорости бега. По мере увеличения дистанции повышается значение аэробных процессов и снижается роль анаэробных.

Максимальное потребление кислорода, по данным Б. Салтина и П. О. Астранда, достигает у конькобежцев 5,8 л/мин (или 78 мл/мин/кг). Этот показатель повышается главным образом в подготовительном периоде тренировки. В это же время возрастают и анаэробные возможности организма, определяемые по максимальной величине кислородного долга. Так, на 1-м этапе подготовительного периода (май-июнь) средняя величина МПК у квалифицированных конькобежцев равна 66.4 мл/мин/кг, на 2-м этапе (сентябрь-октябрь)—75,1, на 3-м этапе (ноябрь—декабрь)—76,1, средняя величина кислородного долга соответственно 111,5 мл/кг, 132,8 и 137,7 (Н. И. Волков, Б.А. Стенин),

Расход энергии. При скоростном беге на коньках суммарный расход энергии зависит от длины дистанции, мощности работы, степени тренированности спортсмена и других факторов. По приблизительным расчетам на дистанции 500 м он составляет в среднем около 45 ккал., 1500 м—около 80 ккал., 5000 м—более 200 ккал., 10 000м—более 400 ккал.

Кровообращение. При скоростном беге на коньках, как и при другой циклической работе, предъявляются большие требования к сердечнососудистой системе.

Систематическая тренировка ведет к значительному увеличению размеров сердца. Например, поданным С. В. Шестакова. у конькобежцев с небольшим стажем тренировки поперечник сердца равен в среднем 12,9 см. длиниик—13,8 см, при многолетней тренировке эти показатели соответственно увеличиваются до 13,7 и 14,8 см. По данным С. П. Летунова, гипертрофия левого желудочка наблюдается у конькобежцев в 46% случаев, гипертрофия обоих желудочков—в 19%.

Частота сердцебиений при беге на коньках зависит от мощности выполняемой работы. При беге с соревновательной скоростью сердечный ритм достигает 180—200 ударов в 1 мин. и более.

Кровь. При скоростном беге на коньках повышается содержание молочной кислоты в крови (до 200 мг% и более). Миогенный лейкоцитоз, как правило, характеризуется нейтрофильной фазой.

Выделительные функции. Бег на коньках оказывает значительное воздействие на функции почек. Кислотность мочи после бега оказывается резко увеличенной, нередко появляется белок в моче.

Список литературы

1. Воробьёв В. И., Пустозёров А. И. Лекции по физиологии спорта. — Челябинск: УралГАФК, 2001 г.

2. Физиология человека. Учебник для ин-тов физической культуры. М., ФиС, 1975 г.