Диагностика

КОНТРОЛЬ ФИЗИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ

Физическая подготовка связана с изменением строения клеточных структур в тканях различных органов под влиянием тренировочного процесса. Она требует регулярного контроля за состоянием основных систем организма, планирования и коррекции тренировочных нагрузок.

Мощность, эффективность и емкость механизмов энергообеспечения как критерии оценки подготовленности спортсменов

Энергетический обмен в организме человека связан с процессами анаболизма, катаболизма и функциональным метаболизмом. Количественно энергетический обмен измеряют в единицах работы ккал  и мощности ккал/час. Используются также кгм и кгм/мин. Однако, в настоящее время принято пользоваться международной системой единиц (СИ). Здесь работа измеряется в джоулях (Дж), а мощность в ваттах (Вт) (1 ккал = 4187 Дж , 1 кДж = 0,28 Вт =0,239 ккал/час).

Функциональный метаболизм связан с выполнением механической работы и затратами метаболической энергии. Поэтому при делении внешней механической мощности на метаболические затраты получается оценка коэффициента полезного действия. При педалировании на велоэргометре коэффициент полезного действия составляет 22-24%, а при вращении рукоятки – 20- 21%. 

По данным Keul J. et al. (1969) энергообеспечение зависит от мощности (интенсивности) выполняемой работы. Максимальная мощность связана с затратами энергии молекул АТФ и КрФ и длительность этой работы не превышает 15-30 с. Если заданная мощность может поддерживаться 30-60 с , то говорят о преимущественной доле анаэробного гликолиза в энергообеспечении мышечной деятельности. Когда работа продолжается без снижения мощности более 1 мин, то говорят о преимущественном вкладе в энергообеспечение аэробного гликолиза или окисления жиров. В связи с этим Н.И.Волков (1988) предложил каждый механизм энергообеспечения характеризовать мощностью,  эффективностью и емкостью.

Предложенный способ оценки работоспособности спортсменов явно устарел, поскольку никак не учитывает строения мышц и правила рекрутирования мышечных волокон.

Алактатный механизм оценивается максимальной алактатной мощностью (мощность спринта длительностью 3-5 с), эффективность - КПД, емкость – запасами АТФ и КрФ. Здесь следует заметить, что эффективность алактатного механизма энергообеспечения зависит от активности работы ферментов – миозиновой АТФ-азы и КрФ-азы, деятельность которых зависит от температуры, степени закисления мышечного волокна. КПД зависит также от техники, например при педалировании с темпом более 150 об/мин у велосипедистов КПД может доходить до 37%, а у спортсменов , которые подпрыгивают на седле КПД может снизиться до 10% (почти вся энергия будет тратится на подъем туловища). В связи с этим точно оценить эффектиность алактатного механизма невозможно. Емкость алактатного механизма, как правило, также оценить невозможно, поскольку все спортсмены достигают максимума мощность к 3-5 с , а затем мощность неизменно снижается. Методом биопсии было установлено, что у всех людей и спортсменов концентрации АТФ и КрФ примерно одинаковые и только временно можно увеличить запасы КрФ в мышечных волокнах с помощью приема за 30-40 мин до начала тестирования пищевой добавки – Креатинфосфат моногидрат, на 10-30%.

Мощность механизма анаэробного гликолиза  предложено оценивать с помощью упражнения, в котором предельная продолжительность равна 30-60 с. Например, Вингейт тест, длительность которого 30 с. В этом случае также допущена грубая ошибка, поскольку в 70-е годы не могли корректно оценивать вклад анаэробного гликолиза в метаболические затраты испытуемого при выполнении работы с околомаксимальной мощностью. Емкость анаэробного гликолиза оценивалась по величине кислорода, который был потреблен после выполнения требуемого тестового задания. Поскольку  потребление кислорода приходило в норму после часа восстановления, то все избыточное потребление кислорода относят к алактатному  и анаэробному гликолитическому долгу. В этом случае лактацидный долг оценивался в величину 16-20 л запроса кислорода. Эти оценки противоречат величинам кислородного запроса. Например, МАМ = 900 Вт, а мощность в Вингейт тесте составляет 80% от МАМ или 750 Вт. Если КПД=23%, то 75 Вт соответствует 1 л/мин потребления кислорода. Следовательно, за 30 с человек должен был потребить 5 л кислорода – это кислородный запрос, он значительно меньше величины потребления кислорода во время восстановления. Этот факт был обнаружен итальянским ученым Маргариа еще в 70-ые годы. Именно он стал утверждать, что емкость анаэробного механизма не может превышать более 4-5л кислородного эквивалента. В представленном случае кислородный запрос обеспечивается энергией молекул АТФ и КрФ на 2 л, потреблением кислорода за время работы 1,8л, тогда на анаэробный гликолиз остается только 1,2 л. Заметим, что в случае 100% окислительных мышечных волокон в активных мышцах анаэробного гликолиза вообще может не наблюдаться. Следовательно, упражнения с предельной продолжительностью 30-60с позволяют оценить скорее уровень аэробной подготовленности мышц, поскольку в случае повышения аэробных возможностей мышц  они меньше закисляются,  при прочих равных условиях происходит рост мощности в данном задании.

Аэробные возможности оценивают по мощности или величине максимального потребления кислорода. Этот показатель с 80-х годов подвергается серьезной критике, поскольку на спортсменах высокой квалификации практически теряет информативность. Потребление кислорода, мощность на уровне анаэробного порога является более надежным и информативным показателем, поскольку позволяет с высокой точность предсказывать спортивные достижения в циклических видах спорта. Эффективность аэробного механизма  или КПД при работе на велоэргометре равен 23-24% и не меняется, поэтому определение этого показателя такая же бессмыслица как и во всех других случаях. Емкость аэробного механизма связана с запасами в мышцах гликогена и капелек жира. Запаса этих веществ у обычных людей хватает на 45-60 мин, а у спортсменов запасов может хватить на 1,5 – 3 часа. Причем при регулярном приеме углеводов, по ходу выполнения упражнения, продолжительность упражнения многократно возрастает, как например, у лыжников или велосипедистов. Следовательно, в борьбе определение емкости   не имеет никакого смысла с точки зрения успешности выступления спортсмена в соревнованиях, длительность которого не превышает 5-9 мин.

Новые подходы для оценки физической подготовленности борцов

В борьбе дзюдо, как и в других видах единоборств, следует уделять первостепенное внимание мышечному аппарату, сердцу и эндокринной системе.

             Мышечный аппарат

Физические свойства мышц определяются количеством мышечных волокон, а в каждом мышечном волокне количеством миофибрилл, АТФ-азной активностью миозина, массой митохондриальной системы, запасами гликогена и жира. Запас молекул АТФ и КрФ обусловлен степенью гипертрофии мышечного волокна.

Метод определения количества миофибрилл.  Для определения количества миофибрилл в данной мышечной группе обычно измеряют их максимальную изометрическую силу или  максимальный вес, который могут преодолеть они. Более удобно оценивать состояние мышц на приборе, который используется и для оценки других характеристик состояния атлета. Таким прибором является велоэргометр.

Максимальная алактатная мощность (MAM) определяется на велоэргометре по величине установленного сопротивления (F, H) и максимальному темпу (R, 1/c) который достигается в ходе спурта.

             МАМ = F *  R   (Вт).

 Обычно максимальный темп наблюдается на 4-7 с спурта. Нагрузка подбирается такой, чтобы максимальный темп был около 120-140 об/мин (0,45 - 0,50 1/с).

Вращение педалей можно выполнять ногами (сидя в седле) или руками. В первом случае дается оценка, по терминологии ТиМФВ, скоростно-силовым возможностям мышц ног, во втором - рук и туловища. Абсолютная величина МАМ определяется количеством миофибрилл и АТФ-азной активностью активных мышечных волокон. Если тестирование выполняется повторно, то изменения будут связаны только с ростом количества миофибрилл, поскольку АТФ-азная активность миозина наследуемый фактор.

Таким образом, контроль МАМ позволяет косвенно оценивать уровень силовой подготовленности мышц атлета или количество миофибрилл в активных, в данном тесте, мышцах.

Метод определения митохондриальной массы. Митохондрии поглощают кислород, ионы водорода, АДФ, Ф, пируват или жирные кислоты, выделяют углекислый газ, воду, АТФ.  Если масса митохондрий и фермента лактатдегидрогеназы сердечного типа (ЛДГ-С) преобладают в мышечном волокне, то  такое волокно называют окислительным. В других мышечных волокнах преобладают ферменты гликолиза и лактатдегидрогеназы мышечного типа (ЛДГ-М), поэтому при их активации разворачивается анаэробный гликолиз, а мышечные волокна классифицируются как гликолитические.

Для определения мощности (массы) митохондриальной системы активных мышц применяется ступенчатый тест. При педалировании на велоэргометре с заданным темпом каждые 2-4 мин увеличивают сопротивление. Увеличение сопротивления в заданных условиях означает рекрутирование мышечных волокон от окислительных к гликолитическим. После рекрутирования всех окислительных МВ начинают функционировать гликолитические МВ, в крови начинают накапливаться продукты анаэробного гликолиза - Н, лактат, СО2, которые стимулируют деятельность сердца и органов дыхания. Этот момент определяется как аэробный порог и по нему можно судить о силе окислительных МВ, которая проявляется в аэробном режиме энергообеспечения. Дальнейшее увеличение сопротивления (мощности) приводит к моменту нарушения динамического равновесия, когда количество продуцируемого лактата активными ГМВ становится большим его потребления в ОМВ. Этот момент определяется как анаэробный порог и он характеризует максимальную мощность митохондриальной системы.

Таким образом по величине потребления кислорода или мощности на АнП можно судить о митохондриальной массе активных мышц, а по сопротивлению на уровне АэП о силе окислительных мышечных волокон. При контроле состояния борцов необходимо выполнять ступенчатый тест как для мышц ног, так и для мышц пояса верхних конечностей.

Ударный объем сердца.  Сердце выполняет функцию перекачивания крови. Его производительность зависит от ударного объема и частоты сокращений. Максимальный минутный объем сердца наблюдается при работе ногами  и достижении 180-190 уд/мин, а ударный объем  при ЧСС 120-150 уд/мин. В ходе тренировочного процесса возможно управление только величиной ударного объема сердца (УОС), поэтому необходимо регулярно контролировать эту характеристику. 

Для выполнения оценки УОС  сначала вычисляют мощность (педалирования на велоэргометре или скорость бега на тредмилле), соответствую ЧСС 170 уд/мин по следующей формуле:

М170 = М1 + (М2-М1) * (170 - ЧСС1)*(ЧСС2-ЧСС1),

где М1 - мощность первой нагрузки,

М2 - мощность второй нагрузки,

ЧСС1 - частота сердечных сокращений на первой нагрузке,

ЧСС2 - частота сердечных сокращений на второй нагрузке.  

Коэффициент полезного действия (КПД) при педалировании с темпом 60-90 об/мин составляет 19-24%, в среднем 23%. Это дает основание к вычислению потребления кислорода по мощности демонстрируемой на велоэргометре:

ПК = М170/ к  ,

где к = 78 Вт/лО2.

Знание величины потребления кислорода позволяет воспользоваться формулой В.Bevegard (1960,1963) для оценки минутного объема сердца:

МОС = 5,9 * ПК + 4,36  (л/мин).

Если потребление кислорода было определено для ЧСС 170 уд/мин, то ударный объем сердца можно вычислить:

УОС = МОС/170 .

Было замечено, что ударный объем сердца при работе руками, как правило,  бывает меньше значения, регистрируемого при тестировании ног.

Состояние эндокринной системы. Смысл физической подготовки заключается в изменении строения клеток. Процессом синтеза управляют в клетках гормоны, путем воздействия на ДНК. В частности, тестостерон и соматотропин стимулируют синтез миофибрилл в мышечных волокнах. Тренер не может прямо контролировать концентрацию гормонов в крови, это требует специальной аппаратуры и препаратов, однако контроль за состоянием физической подготовленности (МАМ, мощность АэП) позволяет судить о ходе адаптационных процессов в железах эндокринной системы. Критерии здесь достаточно простые - изменения показателей состояния мышц. Эти критерии особенно хорошо работают когда ставится четкая задача тренировочного процесса, например, увеличение силы медленных мышечных волокон, тогда должно происходить увеличение мощности на уровне АэП. Если рост величин показателей наблюдается, то очевидно, что эндокринная система справляется с заданными нагрузками. В случае ухудшения показателей и самочувствия, при реализации заданной тренировочной программы, можно сделать вывод об отсутствии адекватного ответа со стороны эндокринной системы.


Olympic Forum
Rambler's Top100
©2004 OlympicLab.ru | [email protected] | http://www.OlympicLAB.ru | Support : [email protected] |