Физиологическая характеристика циклических и ациклических упражнений

План: 1. Введение…………………………………… ……………..3 2. Структурность движений… ……………………………...4 3. Ситуационные упражнения ………………………………4 4. Мощность выполняемой раб оты…………………………. Зона максимальной мощнос ти работы…………………...7 6. Зона субмаксимальной мощ ности работы……………….8 7. Зона большой мощности ра боты………………………..10 8. Зона умеренной мощности работы……………………..10 9. Список литературы……………… ……………………..12 Введение. Физические упражнения выполняются с различной скоростью и величиной в нешнего отягощения. Напряжённость физиологических функций (интенсивно сть функционирования), оцениваемая по величине сдвигов от исходного уро вня, при этом меняется. Следовательно, но относительной мощности работы циклического характера (измеряется в Вт или кДЖ/мин) можно судить и о реал ьной физиологической нагрузке на организм спортсмена. Разумеется, степень физиологической нагрузки связана не только с измер яемыми, поддающимися точному учёту показателями физической нагрузки. О на зависит и от исходного функционального состояния организма спортсм ена, от уровня его тренированности от условий среды. Например, одна и та же физическая нагрузка на уровне моря и в условиях высокогорья вызовет раз ные физиологические сдвиги. Иначе говоря, если мощность работы измеряет ся достаточно точно и хорошо дозируется, то величина вызываемых её физио логических сдвигов не поддастся точному количественному учёту. Затруд нено и прогнозирование физиологической нагрузки без учёта текущего фу нкционального состояния организма спортсмена. Физиологическая оценка адаптивных изменений в организме спортсмена не возможна без соотнесения их с тяжестью (напряжённостью) мышечной работы . Эти показатели учитываются при классификации физических упражнений п о физиологической нагрузке на отдельные системы и организм в целом, а та кже по относительной мощности работы, выполняемой спортсменом. Структурность движений По структурности движения физические упражнения подразделяются на три вида: циклические, ациклические и смешанные. 1. Циклические упражнения (бег, ходьба, гребля, велоспорт, бег на коньках, плавание) отличаются повторяемостью фаз движе ний, лежащих в основе каждого цикла, и тесной связанностью каждого цикла с последующем и предыдущим. В основе циклических локомоций лежит ритмич еский двигательный рефлекс, проявляющийся автоматически. Таким образо м, общими признаками циклических упражнений являются: · многократность повторени я одного и того же цикла, состоящего из нескольких фаз; · все фазы движения одного ц икла последовательно повторяются в другом цикле; · последняя фаза одного цик ла является началом первой фазы движения последующего цикла; 2. Ациклически е упражнения имеют выраженное начало и конец. Повторение не связано нера зрывно с окончанием предыдущего движения и не обуславливает последующ ее. Ациклические движения не строятся на ритмическом двигательном рефл ексе, хотя некоторые из них могут быть причислены к локомоциям (прыжки). Сп ортивные ациклические движения по характеру работы мышц преимуществен но связанны с максимальной мобилизацией силы и скорости сокращения. Они часто служат целям развития силы и быстроты. Ациклические движения можн о разделить на однократные двигательные акты и на их комбинации. Из физи ческих упражнений к первым относятся, прежде всего, прыжки, метания и под нимание тяжести. В гимнастике широко используется как однократные движ ения, так и более или менее сложные комбинации. 3. Смешанные движения состоят из циклических и ациклических движений. Так, в прыжках в длину ациклическому прыжку пре дшествует циклический разбег. Это относится и к некоторым видам метаний. Ситуационные упражнения. В отличие от физических упр ажнений, совершаемых при строго постоянных условиях и представляющих с обой хорошо упроченные двигательные стереотипы, данная группа упражне ний характеризуется срочным реагированием на внезапно изменяющиеся ус ловия (ситуации). Сюда относятся единоборства и спортивные игры. В каждом отдельном виде существуют некоторые постоянные условия, определяемые правилами, определённые двигательные действия - приёмы, однако, выбор то го или иного действия зависит от складывающиеся во время единоборства и ли игры ситуации. Кроме того, спортсмен может совершать и непредусмотрен ные ранее движения, создавать новые действия, лишь бы они не выходили за р амки разрешённых правилами. Главное в единоборствах и спортивных играх – необходимость нахождения наиболее быстрого и правильного решения д вигательной задачи в зависимости от воспринимаемой и перерабатываемой информации о сложившейся в данный момент ситуации. Например, в поединке боксёров спортсмен видит, что соперник наносит прямой удар в голову. Он м ожет: подставить перчатки, отбить удар своей перчаткой, сделать уклон ил и нырок. Успех в этой ситуации зависит от технической подготовленности с портсмена и от скорости его двигательной реакции. Мощность выполняемой раб оты. Циклические упражнения отличаются друг от друга по мощности выполняем ой спортсменами работы. По классификации, разработанной В.С. Фарфелем, сл едует различать циклические упражнения: максимальной мощности, в котор ых длительность работы не превышают 20-30 секунд (спринтерский бег до 200 м, гит на велотреке до 200 м, плавание до 50 м и др.); субмаксимальной мощности, длящиеся 3-5 минут (бег на 1500 м, плавание на 400 м, гит на треке до 1000 м, бег на коньках до 3000 м, греб ля до 5 минут и др.); большой мощности, возможное время выполнения которых о граничивается 30 - 40 минутами (бег до 10000 м , велотрек, велогонки до 50 км, пла вание 800 м - женщ., 1500 м - мужч., спортивная ходьба до 5 км и др.), и умеренной мощности которую спортсмен может удерживать от 30-40 минут до нескольких часов (шоссейные велогонки, ма рафонские и сверхмарафонские пробеги, др). Критерий мощности, положенный в основу классификации циклических упра жнений, предложенной В.С. Фарфелем (1949), является весьма относительным, на ч то указывает и сам автор. Действительно, мастер спорта проплывает 400 метров быстрее четырёх мину т, что соответствует зоне субмаксимальной мощности, новичок же проплыва ет эту дистанцию за 6 минут и более, т.е. фактически совершает работу, относ ящуюся к зоне большой мощности. Несмотря на определённую схематичность разделения циклической работы на 4 зоны мощности, оно вполне оправдано, поскольку каждая из зон определё нное воздействие на организм и имеет свои отличительные физиологическ ие проявления. Вместе с тем, для каждой зоны мощности характерны общие за кономерности функциональных изменений, мало связанные со спецификой р азличных циклических упражнений. Это даёт возможность по оценке мощнос ти работы создать общее представление о влиянии соответствующих нагру зок на организм спортсмена. Многие функциональные изменения, характерные для различных зон мощнос ти работы, в значительной степени связаны с ходом энергетических превра щений в работающих мышцах. Как известно, освобождение энергии для работы мышц обеспечивается анаэ робными и аэробными реакциями. Непосредственным источником энергии дл я мышечных сокращений является распад АТФ (анаэробная реакция), происход ящий в результате взаимодействия этого вещества с миозином. Но запасы АТ Ф в мышцах ограниченны и длительная работа возможна только при условии о дновременного ресинтеза креатинфосфата и гликогенолиза. Однако один а наэробный ресинтез АТФ не может обеспечить выполнение продолжительной работы в связи с тем, что он сопровождается накоплением больших количес тв продуктов неполного обмена и, в частности, молочной кислоты, что снижа ет активность мышц и может привести к прекращению работы. Поэтому для вы полнения длительной работы необходимы аэробные процессы, т.е. клеточное дыхание. Оно находится в зависимости от кислородного обеспечения орган изма, увеличивающегося при физической нагрузке за счёт усиления сердеч но – сосудистой и дыхательной систем (до определённого предела). Доля уч астия анаэробных и аэробных процессов при циклической работе определя ется её мощностью. Это, однако, не означает, что с переходом от одной зоны м ощности к другой, имеют место такие же резкие переходы в характере энерг етического обеспечения мышечной деятельности. Их в действительности н ет, но при переходе от одной зоны мощности к другой происходит почти лине йное снижение объёма анаэробного обеспечения работающих мышц и соотве тствующее повышение объёма аэробных превращений в организме. При работ е умеренной мощности достигается относительное уравновешивание анаэр обных и аэробных процессов. Физиологические характеристики работ разной относительной мо щности (по В.С. Фарфелю, Баннистеру, Тейлору, Н.И. Волкову, Робинсону, В.М. Заци орскому) Показатели Зона относительной мощности работы максимальная субмаксимальная большая умеренная Предельное время работы Общий расход энергии (кДж) Отношение потребления кислорода к кислородному запросу Кислородный долг (дм 3 ) Около 20 с Меньше 350 меньше 1/10 меньше 8 От 20 с до 5 мин 630 1/3 18 От 5 до 30 мин 3150 5/6 меньше 12 Больше 30 мин 42000 1/1 меньше 4 Зона максимальной мощности работы. Данная мощность работы характеризуется достижением предельной физиче ской возможности спортсмена. Для её осуществления необходима максимал ьная мобилизация энергетического обеспечения в скелетной мускулатуре , что связано исключительно с анаэробными процессами. Практически вся ра бота осуществляется за счёт распада макроэргов и только частично – гли когенолиза, поскольку известно, что уже первые сокращения мышц сопровож даются образованием в них молочной кислоты. Длительность работы, например, в беге на 100 м меньше времени кругооборота крови. Уже это свидетельствует о нев озможности достаточного обеспечения кислородом работающих мышц. Из– за кратковременности работы врабатывание вегетативных систем пра ктически не успевает завершится. Можно говорить только о полном врабаты вание мышечный системы по локомоторным показателям (нарастание скорос ти, темпа и длинны шага после старта). В связи с малым временем работы функциональные сдвиги в организме невел ики, причём некоторые из них увеличиваются после финиша. Работа максимальной мощности вызывает незначительные изменения в сост аве крови и мочи. Наблюдается кратковременное повышение в крови содержа ния молочной кислоты (до 70-100 мг %), небольшое повышение процента гемоглобин а за счёт выхода в общую циркуляцию депонированной крови, некоторое увел ичение содержания сахара. Последнее обусловлено больше эмоциональным фоном (предстартовое состояние), нежели самой физической нагрузкой. В мо че могут быть обнаружены следы белка. Частота сердечных сокращений посл е финиша доходит до 150-170 и более ударов в минуту, артериальное давление пов ышается до 150-180 мм. рт. ст. Дыхание при работе максимальной мощности увеличивается незначительно , но существенно возрастает после завершения нагрузки в результате боль шой кислородной задолженности. Так, лёгочная вентиляция после финиша мо жет возрастать до 40 и более литров в минуту. Величина кислородного запроса достигает предельных величин, доходя до 40 литров. Однако это не абсолют ная его величина, а рассчитанная на минуту, т.е. на время, превышающее возм ожность организма выполнять работу этой мощности. По окончании работы, в связи с возникшей большой кислородной задолженностью, функции сердечн о-сосудистой и дыхательной систем некоторое время остаются усиленными. Например, газообмен после пробегания спринтерских дистанций приходит к норме спустя 30-40 минут. За это время завершается в основном восстановлен ие многих других функций и процессов. Зона субмаксимальной мощ ности работы. В отличие от работы максимальной мощности, при этой, более длительной на грузке, происходит резкое усиление кровообращения и дыхания. Это обеспе чивает доставку к мышцам значительного количества кислорода в момент в ыполнения физической работы. Потребление кислорода достигает к концу 3-5 минут работы предельных или близких к ним величин. (5- 6 литров в минуту). Минутный объём крови возра стает до 25-30 литров. Однако несм отря на это, кислородный запрос в этой зоне мощности оказывается намного больше фактического потребления кислорода. Он доходит до 25-26 л/мин. Следов ательно, абсолютная величина кислородного долга достигает 20 и более лит ров, т.е. максимально возможных значений. Эти цифры свидетельствуют, что п ри работе субмаксимальной мощности в организме, хотя и в меньшей степени , чем при спринтерских дистанциях, анаэробные процессы в освобождение эн ергии преобладают над аэробными. В результате интенсивного гликогенол иза в мышцах, в крови накапливается большое количество молочной кислоты . В крови её содержание доходит до 250 и более мг %, что вызывает резкий сдвиг р Н крови в кислую сторону (до 7,0-6,9). К резким сдвигам кислотно-щелочного равно весия в крови присоединяется повышение в ней осмотического давления, в р езультате перехода воды из плазмы в мышцы и потери её при отделение. Всё э то создаёт во время работы неблагоприятные условия для деятельности це нтральной нервной системы и мышц, вызывая снижение их работоспособност и. Характерным для этой зоны мощности является то, что некоторые функциона льные сдвиги нарастают на протяжении всего периода работы, достигая пре дельных величин (содержание молочной кислоты в крови, снижение щелочног о резерва крови, кислородная задолженность и др.). Содержание молочной кислоты в крови после бега на коротки е и средние дистанции (по Н.И. Волкову) Показатели Дистанция (м) 100 200 400 800 1500 Скорость (м/с) Молочная кислота (мг %) 8,92 132 8,47 198 7,72 227 6,89 211 6,29 163 Частота сердечных сокращений достигает 190- 220 мм рт. ст., лёгочная вентиляция возрастает до 140-160 л/мин. После работ ы субмаксимальной мощности функциональные сдвиги в организме ликвидир уются в течение 2-3 часов. Быстрее восстанавливается артериальное давлен ие. Частота сердечных сокращений и показатели газообмена нормализуютс я позже. Зона большой мощности раб оты. В этой зоне мощности работы, длящейся 30-40 минут, во всех случаях период враб атывания полностью завершается и многие функциональные показатели зат ем стабилизируются на достигнутом уровне, удерживаясь на нём до финиша. Частота сердечных сокращений после врабатывания составляет 170-190 ударов в минуту, минутный объём крови находится в пределах 30- 35 литров, лёгочная вентиляция устанавливае тся на уровне 140-180 литров в мину ту. Таким образом, сердечно-сосудистая и дыхательная системы работают на пределе (или почти на пределе) своих возможностей. Однако мощность работ ы в этой зоне несколько превышает уровень аэробного энергообеспечения. И хотя потребление кислорода может увеличиваться при выполнение данно й работы до 5-6 литров в минуту, в сё же кислородный запас превышает эти цифры, вследствие чего происходит постепенное нарастание кислородного долга, особенно ощутимое к концу д истанции. Стабилизация показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем при сравнительно небольшой кислородной задолженности (10-15 % от кис лородного запроса) обозначается как кажущееся (ложное) устойчивое состо яние. В связи с увеличением удельного веса аэробных процессов во время р аботы большой мощности, в крови спортсменов наблюдается несколько мень шие изменения, чем при работе субмаксимальной мощности. Так, содержание молочной кислоты достигает 200-220 мг %, рН сдвигается до 7,1-7,0. Несколько меньшее содержание молочной кислоты в крови при работе большой мощности связан о и с её выведением органами выделения (почками и потовыми железами). Деят ельность органов кровообращения и дыхания оказывается продолжительно е время повышенной по окончание работы большой мощности. Требуется не м енее 5-6 часов, чтобы были ликвидированы кислородный долг и восстановлен г омеостаз. Зона умеренной мощности работы. Характерной особенностью динамической работы умеренной мощности явля ется наступление истинного устойчивого состояния (А. Хилл). Под ним поним ается равное соотношение между кислородным запросом и кислородным пот реблением. Следовательно, освобождение энергии идёт здесь преимуществ енно за счёт окисления в мышцах гликогена. Кроме того, только в этой зоне м ощности работы, в связи с её длительностью, источником энергии являются липиды. Не исключается также окисление белков в энергообеспечение мыше чной деятельности. Поэтому дыхательный коэффициент у марофонцев сразу после финиша (или в конце дистанции) обычно меньше единицы. Величины потребления кислорода на сверхдлительных дистанциях всегда у станавливаются ниже их максимального значения (на уровне 70-80 %). Функционал ьные сдвиги в кардиореспираторной системе заметно меньше тех, которые н аблюдаются при работе большой мощности. Частота сердечных сокращений, о бычно, не превышает 150-170 ударов в минуту, минутный объём крови равен 15- 20 литров, лёгочная вентиляция 50-60 л/минуту. Содержание в крови молочной кислоты в начале работы заметно п овышается, достигая 80-100 мг %, а затем приближается к норме. Характерным для э той зоны мощности является наступление гипогликемии, обычно развивающ ийся спустя 30-40- минут от начала работы, при которой содержание сахара в кро ви к концу дистанции может уменьшаться до 50-60 мг %. Наблюдается также выраже нный лейкоцитоз с появлением незрелых форм лейкоцитов в 1 куб. мм может до ходить до 25-30 тысяч. Существенное значение для высокой работоспособности спортсменов имее т функция коркового слоя надпочечников. Недлительные интенсивные физи ческие нагрузки вызывают повышенное образование глюкокортикоидов. При работе же умеренной мощности, по-видимому, в связи с её большой длительно стью, после первоначального усиления происходит угнетение продукции э тих гормонов (А. Виру). Причём, у менее подготовленных спортсменов эта реак ция особенно выражена. Необходимо заметить, что при нарушениях равномерности пробегания мара фонских дистанций или во время работы преодоления подъёмов кислородно е потребление несколько отстаёт от увеличившего кислородного запроса и возникает небольшой кислородный долг, который погашается при переход е на постоянную мощность работы. Кислородный долг у марафонцев также, об ычно, возникает в конце дистанции, в связи сфинишным ускорением. При рабо те умеренной мощности, вследствие обильного потоотделения, организмом теряется много воды и солей, что может привести к нарушениям водно-солев ого равновесия и снижению работоспособности. Повышенный газообмен пос ле этой работы наблюдается в течение многих часов. Восстановление же нор мальной лейкоцитарной формулы и работоспособности продолжается неско лько дней. Список литературы: 1. Цинкер В.М. Лабораторные р аботы по физиологии физических упражнений: Учебное пособие для студент ов факультета физической культуры / Под ред. В.П. Крылова.-Улан-Удэ: БГУ, 1996.-92с. 2. Фомин Н.А. Физиология чело века. – М.: Просвещение; Владос, 1995.- 416 с.