Физическая подготовленность велосипедисток различной квалификации по показателям кислородообеспечения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Г.Р. Державина»

Кафедра теории и методики спортивных дисциплин

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

ФИЗИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВЛЕННОСТЬ ВЕЛОСИПЕДИСТОК РАЗЛИЧНОЙ КВАЛИФИКАЦИИ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ КИСЛОРОДООБЕСПЕЧЕНИЯ

Исполнитель: Клушина Ольга Васильевна

студентка 5 курса заочного отделения

института физической культуры и спорта

Руководитель: Кузнецов С.А.

к.п.н., ст. преподаватель кафедры ТиМСД

Тамбов, 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общая характеристика выносливости как физического качества

1.2 Методы и средства воспитания выносливости у юных велосипедистов-шоссейников

1.3 Медицинские аспекты в проблеме развития выносливости юных спортсменов

1.3.1 Обоснование целесообразности применения лабораторных моделей нагрузок для изучения работоспособности и показателей адаптации организма к упражнениям на выносливость

1.3.2 Спирографические исследования выносливости велосипедистов, различных по возрасту

1.3.3 Возраст и показатели аэробной работоспособности организма при нагрузках на выносливость

1.3.4 Газообмен у юных велосипедистов при определении выносливости в естественных условиях спортивной деятельности

1.4 Некоторые особенности врачебного контроля за юными велосипедистами

ГЛАВА 2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, МЕТОДЫ, ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Цель исследования

2.2 Задачи исследования

2.3 Методы исследования

2.4 Организация исследования

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Понятие «выносливость» употребляется в обыденной речи в очень широком смысле для того, чтобы охарактеризовать способность человека к продолжительному выполнению того или иного вида умственной или физической (мышечной) деятельности. Характеристика выносливости как двигательного физического качества (способности) человека относительна: она относится только к определенному виду деятельности. Иначе говоря, выносливость специфична - она проявляется у каждого человека при выполнении определенного, специфического вида деятельности [2,4,10].

В зависимости от типа и характера выполняемой физической (мышечной) работы различают:

1) статическую и динамическую выносливость, т.е. способность длительно выполнять соответственно статическую или динамическую работу;

2) локальную и глобальную выносливость, т.е. способность длительно осуществлять соответственно локальную работу (с участием небольшого числа мышц) или глобальную работу (при участии больших мышечных групп - более половины мышечной массы);

3) силовую выносливость, т.е. способность многократно повторять упражнения, требующие проявления большой мышечной силы;

4) анаэробную и аэробную выносливость, т.е. способность длительно выполнять глобальную работу с преимущественно анаэробным или аэробным типом энергообеспечения.

В спортивной физиологии выносливость обычно связывают [5, 9, 21] с выполнением таких спортивных упражнений, которые требуют участия большой мышечной массы (около половины и более всей мышечной массы тела) и продолжаются непрерывно в течение 2-3 мин и более благодаря постоянному потреблению организмом кислорода, обеспечивающего энергопродукцию в работающих мышцах преимущественно или полностью аэробным путем. Иначе говоря, в спортивной физиологии выносливость определяют как способность длительно выполнять глобальную мышечную работу преимущественно или исключительно аэробного характера.

При выполнении упражнений преимущественно аэробного характера скорость потребления кислорода (О₂ л/мин) тем выше, чем больше мощность выполняемой нагрузки (скорость перемещения). Поэтому в видах спорта, требующих проявления большой выносливости, спортсмены должны обладать большими аэробными возможностями: 1) высокой максимальной скоростью потребления кислорода, т.е. большой аэробной «мощностью», и 2) способностью длительно поддерживать высокую скорость потребления кислорода (большой аэробной «емкостью») [5,11,12,17,26].

Выбор темы дипломной работы был обусловлен тем, что в велосипедном спорте основными критериями выносливости являются показатели кислорообеспечивающих систем. Так как, после окончания института физической культуры и спорта планирую работать тренером-преподавателем по велосипедному спорту, знание общих физиологических и педагогических закономерностей в тренировочном процессе является особенно важным.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общая характеристика выносливости как физического качества

Выносливость можно охарактеризовать, как способность организма противостоять утомлению [1,14,18,19].

Выносливость непосредственно определяет результат, в других случаях она позволяет лучшим образом выполнить определенные тактические действия и наконец, в-третьих, где упражнения кратковременны и на первый взгляд необходимость в выносливости не существует, она помогает длительно переносить высокие тренировочные нагрузки и обеспечивает восстановление сил организма между тренировками. В практике различают общую и специальную выносливость.

Общая выносливость - способность длительно проявлять мышечные усилия сравнительно невысокой интенсивности (групповые гонки в велоспорте, лёгкоатлетический бег на 5000 м и 10000 м и др.). В перечисленных и некоторых других видах спорта, где специализируемые упражнения характеризуются нагрузкой умеренной и большой мощности, общая выносливость, приблизительно на 85-100%, определяет спортивный результат, поэтому он может являться довольно точным показателем уровня тренированности спортсмена.

Считается, что общая выносливость является основой для воспитания всех разновидностей проявления выносливости, поэтому не случайно спортсмены высокого класса обычно, независимо от вида спорта, имеют хорошую общую выносливость.

Проявление общей выносливости зависит от спортивной техники (в первую очередь - от экономичности рабочих движений) и от способности спортсмена «терпеть», т.е. противостоять наступающему утомлению путём концентрации волевых усилий.

Биологической основой выносливости является аэробные возможности организма спортсмена. Основной показатель аэробных

возможностей - максимальное потребление кислорода (МПК) в литрах в минуту (л/мин). Чем больше количество кислорода может потребить спортсмен за единицу времени, тем больше количество энергии он может выработать, следовательно, и большую работу выполнить [3,6,13,16,20,23,24].

Максимальное потребление кислорода зависит от нескольких биологических факторов, важнейшими из которых является минутный и ударный объём сердца, частота сердечных сокращений, скорость кровотока, жизненная ёмкость лёгких, максимальная лёгочная вентиляция, тканевая утилизация кислорода и др. МПК, как правило, возрастает с ростом квалификацией спортсмена и у мастеров достигает значительных величин. Кстати говоря, МПК у мастеров спорта в среднем почти в два раза превышает этот показатель у спортсменов массовых разрядов.

В большинстве спортивных упражнений результат в большей степени зависит от специальной выносливости.

Специальная выносливость - способность проявлять мышечные усилия в соответствие со специальной (продолжительностью и характером) двигательной работой специализируемого упражнения.

В различных видах спорта в это понятие вкладывается «своё» содержание. В беге и видах спорта цикличного характера специальная выносливость (её в этом случае часто называют скоростной выносливостью) проявляется в поддержании скорости на дистанции. Спортсмены лёгкоатлеты выделяют так называемую спринтерскую выносливость, которая характерна для упражнений продолжительностью до минуты (200 м с ходу, спринт в гонках на велотреке). Проявление специальной выносливости зависит от некоторых физиологических факторов.

В самых общих чертах механизм анаэробных процессов заключается в следующем. При невысокой субкретической интенсивности (т.е. при работе малой и умеренной мощности) потребность организма в кислороде меньше, чем количество кислорода, поступающего в организм, т.е. кислородный запас с избытком покрывается кислородным поступлением. При работе большой мощности наступает момент, так называемой критической интенсивности, когда потребность организма в кислороде будет равна его поступлению (именно этот момент характеризуется максимальным потреблением кислорода, и совершенно очевидно, что чем выше показатель МПК, тем более высокую критическую интенсивность может развить спортсмен).

При дальнейшем повышении мощности работы, в зоне надкритической интенсивности, организму начинает не хватать поступающего кислорода, т.е. кислородный запрос начинает превышать кислородное поступление.

В этих условиях некоторая часть энергии будет вырабатываться, в так называемых анаэробных (бескислородных) условиях, т.е. в условиях возрастающего кислородного долга, который погашается после окончания работы.

Параллельно с увеличением кислородного долга, который у велосипедистов может достигать 14-18 л и даже больше, в организме происходят и другие сдвиги (накопление продуктов распада, в первую очередь молочной кислоты, изменение концентрации водородных ионов - так называемого показателя pH крови и т.д.). Предельный кислородный долг, или накопившиеся до предела продукты энергетического распада, или то и другое одновременно вынуждают спортсмена снизить мощность работы или прекратить её полностью. Само собой разумеется, что чем выше предел упомянутых показателей, тем большую работоспособность может проявить спортсмен в зоне рассматриваемых мощностей.

В последние годы появилась тенденция отождествлять анаэробные возможности организма со специальной выносливостью и даже с возможностью достижения определенного спортивного результата. Это неверно. Работоспособность, специальная (или общая) выносливость и тем более спортивный результат зависит в не меньшей степени от подготовленности опорно-двигательного аппарата, той силы психических процессов (например, умение «терпеть»), от экономичности спортивной техники, т.е. образно говоря, от коэффициента полезного действия, с которым используется образовавшаяся в организме в результате аэробных и анаэробных процессов энергии.

Таким образом, анаэробная работоспособность является лишь одной из предпосылок специальной выносливости.

Как известно, основным источником энергии при мышечной деятельности является расщепление аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Содержание АТФ в мышце относительно невелико и постоянно [3,25]. Расходуемые запасы энергии при расщеплении АТФ должны быть немедленно восстановлены, иначе мышцы теряют способность к сокращению. Анаэробные возможности организма определяются двумя взаимосвязанными биохимическими механизмами: креотинфосфатным (выделение энергии за счёт фосфорсодержащих соединений) и гликолитическим (выделение энергии за счёт расщепления гликогена мышц). В соответствие с этим и в кислородном долге, образующегося в результате анаэробной деятельности, принято различать алактатную и лактатную фракции [3,12,17,22,25].

В начале накопления кислородного долга образование энергии происходит, в результате креотинфосфатных реакций, и эта часть кислородного долга соответственно называется алактатным кислородным долгом. Мощность этого механизма сравнительно невелика, и поэтому при продолжении работы он сменяется гликолитическим механизмом энергооброзования, сопровождающимся накоплением лактатного кислородного долга.

«Удельный вес» аэробных и анаэробных компонентов работоспособности в различных фактических упражнениях различен.

Следует учитывать, что в большинстве видов спорта и упражнений невозможно провести чёткую грань между аэробным и анаэробным компонентами работоспособности.

Чёткое представление энергетической «стоимости» каждой дистанции и каждого упражнения в велосипедном спорте даёт возможность более правильно и целенаправленно подбирать средства и методы тренировки.

1.2 Методы и средства воспитания выносливости у юных велосипедистов-шосейников

Правильное решение проблемы развития выносливости в возрастном

аспекте непосредственно связано с рациональным подбором средств и методов тренировки, а также с нормированием тренировочных нагрузок.

Основные направления в системе развития выносливости у спортсменов циклических видов спорта определяются следующими положениями:

- ранние использование средств и методов преимущественного развития общей выносливости с последующим переходом на средства развития специальной выносливости;

- комплексное, поэтапное развитее физических качеств путём применения в начале преимущественно скоростных и кратковременных скоростно-силовых упражнений, а затем упражнений развивающих общую и специальную выносливость.

Продолжительная, достаточно объёмная мышечная работа, но адекватная по мощности функциональным возможностям организма, является основным методом, стимулирующим развитие транспортной функции кровообращения и аэробной производительности организма, ответственных за устойчивую работоспособность.

Многие специалисты считают, что в процессе многолетней подготовки спортсменов, специализирующихся в видах велосипедного спорта, для которых характерна преимущественно проявление выносливости, первые годы должны быть посвящены развитию общей выносливости и что на этой основе в последующие годы может быть осуществлено развитие специальной выносливости.

Эффективным методом развития общей выносливости у детей и подростков является:

- равномерный метод тренировки,

- игры,

- круговая тренировка.

Средства развития выносливости должны способствовать расширению диапазона функциональных возможностей системы дыхания и кровообращения.

Факторами, определяющими эффективное использование развития общей выносливости, являются: своевременные сроки их применения, продуманная система, предусматривающая правильное соотношение объёма и интенсивности нагрузок, их рациональные последовательность и комплексирование.

В подготовке велосипедистов, требующих проявления выносливости, необходимо предусмотреть обучение рациональной технике, отвечающей особенностям физиологического влияния продолжительной роботы.

Координированная двигательная деятельность - важнейшая предпосылка рационального расходования энергетических ресурсов организма. Чем более согласование деятельности нервной системы и мускулатуры, тем экономичнее протекает работа. Экономичная двигательная деятельность имеет особенно большое значение в продолжительной мышечной работе при нагрузках на выносливость.

В спортивной технике на самых начальных ступенях обучения в велогонках развивающих выносливость, основное внимание должно уделяться рациональной экономичности движений.

1.3 Медицинские аспекты в проблеме развития выносливости юных спортсменов

С каждым годом усиливается связь науки с практикой спорта. Достижение в области педагогики, физиологии и спортивной медицины оказывают всё большое влияние на развитие физической культуры и спорта, расширяют возможности охвата ими различных взаимосвязанных контингентов населения.

Педагогической практикой юношеского спорта выдвигается ряд вопросов, требующих научного объяснения. Среди них важнейшее значение имеет вопрос о рациональном перспективном планировании тренировки велосипедистов школьного возраста.

Под перспективным планированием тренировки велосипедистов мы понимаем систему общих и индивидуальных мероприятий по спортивной подготовке молодёжи, которые разрабатываются на 4 года вперёд и последовательно выполняются в течение периодов детского, подготовительного и юношеского возраста [2,15].

Планирование подготовки велосипедистов школьного возраста должно способствовать такому поступательному развитию их физических качеств и двигательных способностей, которое обеспечивало бы наиболее высокий уровень физического совершенствования по достижению зрелого возраста.

Среди медицинских проблем юношеского спорта, непосредственно связанных с планированием многолетней тренировки юных лёгкоатлетов, одно из первейших мест занимает проблема развития физических качеств и нормирования нагрузок в спортивных занятиях - тренировках и соревнованиях.

Закономерности развития силы, скорости, ловкости, выносливости получили сваё освещение в физиологических и спортивно-медицинских исследованиях, результаты которых легли в основу общепринятых представлений о принципах спортивной тренировки, развитии физических качеств, двигательной деятельности в детском и подростковом возрасте.

Морфологические и функциональные свойства организма, претерпевающие закономерные изменения в ходе индивидуального развития и инволюции организма, определяют возрастную динамику силы, скорости, ловкости, выносливости.

Детскому возрасту свойственно большая возбудимость иннервационных механизмов, регулирующих деятельность двигательного аппарата, высокие показателей подвижности корковых процессов и лабильности нервно- мышечного аппарата. Отдельные компоненты скорости и ловкости к 13-14 годам достигают значительного развития. Проявление же выносливости (т.е. способность организма к длительной работе соответствующей интенсивности), обусловлено высокой резистентностью нервных центров и оптимальным уровнем деятельности вегетативных систем организма, свойственны более поздним периодом онтогенетического развития [3,4,18,19].

В последнее время проблема развития выносливости широко обсуждается в спортивно педагогической литературе. В частности, рассматриваются вопросы, связанные с методами использования, в общей системе физического воспитания детей, физических упражнений, направленных на развитие выносливости, а также с определением оптимального возраста для культивирования видов велосипедного спорта, преимущественно развивающих выносливость.

Опыт передовых педагогов и результаты исследований показывают, что развития выносливости у детей - важная составная часть их всесторонней физической подготовки. Тренировка, в которой достаточно большое место отводится упражнениям, в рациональном сочетании с другими средствами общей физической подготовки, способствует повышению уровня развития не только выносливости, но и быстроты, силы, скоростно-силовых качеств. Это объясняется тем, что между основными физическими качествами существует тесная функциональная связь и взаимообусловленность.

В настоящее время всеобщее признание завоёвывает положение о том, что достижением высоких спортивных результатов в велосипедном спорте требует многолетней целеустремлённой и разносторонней подготовки. Современные методы тренировки, особенно тех, кто специализируется в видах велогонок на шоссе, преимущественно развивающих выносливость, связаны с выполнением очень большого объёма работы. Это вызывает необходимость развития выносливости, начиная с детского возраста, чтобы сделать возможным постепенное возрастание тренировочных нагрузок до начала углублённой специализации. Основываясь на данных физиологических исследований и врачебных наблюдений, некоторые авторы считают допустимым использование физических упражнений на выносливость в общей системе физического воспитания школьников, но при условии правильного выбора средств и тщательного дозирования нагрузок. По мнению отдельных отечественных и зарубежных специалистов, уже в детском и подростковом возрасте имеются благоприятные предпосылки для развития выносливости.

В целом педагогические аспекты проблемы развития выносливости изучены недостаточно. Основные её положения должны быть пересмотрены в связи со значительным снижением уровня общей физической подготовленности молодежи в последние годы. Разностороннее развитие физических качеств - важная задача спортивной педагогики и спортивной медицины.

Особенно важно тщательное изучение состояния нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, на которые падает основная «тяжесть» воздействия упражнений на выносливость.

Круг вопросов, связанных с данной проблемой, включает, в частности, изучение возможных последствий приспособления сердца с раннего возраста к продолжительной работе околопредельной мощности (ранняя гипертрофия). Представляет интерес и изучение состояния нервной системы, обмена веществ и всей системы регуляции в результате систематической тренировки с продолжительными физическими нагрузками, начатой с детских лет.

В условиях тренировки, направленной на развитие выносливости, возрастает значение систематического наблюдения за состоянием здоровья, динамикой естественного иммунитета, а также заболеваемостью юных спортсменов.

Определение исходного уровня развития качеств двигательной деятельности, а также приспособленности вегетативных систем, организма и динамики их взаимодействия в ходе развития выносливости требуют контроля за показателями морфологической функциональной и биохимической адаптации организма.

С педагогической точки зрения, большое внимание занимает изучение характера воздействия систематической тренировки с нагрузками, требующими выносливость, на развитие основных скоростных качеств у юных велосипедистов путём исследования таких компонентов, как лабильность нервно-мышечного аппарата, скорость двигательной реакции, максимальный темп движений и т.д.

Об эффективности подготовки юных спортсменов можно судить только на основании изучения главных параметров, определяющих работоспособность организма: реактивности, стабильности функции и устойчивости к изменениям, происходящим во внутренней и окружающей его внешней среде. Такие исследования существуют в условиях моделированных опытов и в естественных условиях спортивной деятельности.

В связи со сложившимся научным направлением в области возрастного врачебного контроля [10,25,26] целесообразно использовать такие оправдавшие себя методические приёмы исследования как:

а) изучение всех поставленных вопросов в «сквозном» возрастном плане - от детских до старших возрастов;

б) сопоставление показателей различных по специализации групп спортсменов - для выявления особенностей воздействия двигательной деятельности разного характера;

в) сочетание динамического (по времени) аспекта наблюдения с методом сравнения показателей по продолжительности стажа занятий групп велосипедистов.

1.3.1 Обоснование целесообразности применения лабораторных моделей нагрузок для изучения работоспособности и показателей адаптации организма к упражнениям на выносливость

В педагогической и физиологической литературе можно встретить различные определения понятия «выносливость» наиболее точным будет следующее: выносливость - способность организма совершать продолжительную мышечную мощностью от 60 до 80-90% от максимальной (в зависимости от характера двигательной деятельности и физической подготовленности) благодаря преодолению трудностей возникающих в связи со сдвигами во внутренней среде организма при напряженной мышечной работе.

Способность поддерживать околопредельную (для каждого конкретного случая) скорость движений при продолжительной работе показывает уровень развития скоростной выносливости. Способность поддерживать заданное силовое напряжение при продолжительной работе характеризует уровень развития силовой выносливости.

Выполнение продолжительной работы, высокой интенсивности или работы связанной с преодолением значительных усилий, требует:

а) стабилизации изменений во внутренней среде организма на определённом уровне (развитие устойчивого состояния, достигаемого благодаря значительной интенсификации главнейших функций организма, определяющих аэробную работоспособность): в-первую очередь дыхание, кровообращения, системы кровообмена.

б) резистентности организма к изменениям во внутренней среде, что обуславливается развивающейся адаптацией организма к гипоксемии (анаэробная работоспособность) на всех уровнях его жизнедеятельности.

Как установить диапазон работоспособности организма в целом или какой-либо функциональной системы? Известная сложность этого определения связана с тем, что надо правильно выбрать объективные нагрузки. Важно, что бы они действительно позволяли выявить функциональные резервы организма.

Для изучения основных параметров работоспособности велосипедистов в лабораторных условиях целесообразно использовать велоэргометрические нагрузки со ступенеобразной повышающейся мощностью работы («до отказа»). Только напряжённой продолжительной мышечной работой можно определить уровень развития выносливости.

Такая модель помогает определить:

а) работоспособность (по сумме выполненной работы и верхнему «пределу» выполненной нагрузки);

б) границы функциональных возможностей аппарата кровообращения, дыхания и других органов и систем, обуславливающих энергетическое обеспечение мышечной работы;

в) стабильность функциональных систем организма в процессе повторной продолжительной работы;

г) резистентность к изменениям во внутренней среде, возникающим при непрерывно нарастающей мощности работы;

д) границы перехода с одного режима энергетического обеспечения мышечной работы (преимущественно аэробного) на другой (анаэробной).

Следует отметить широкое применение велоэргометрии многими зарубежными исследователями.

Таким образом, необходимо уточнить целесообразные модели велоэргометрических нагрузок и методику их использования. Важно выяснить, за счёт чего нужно последовательно повышать мощность работы - за счёт изменения (повышения) темпа педалирования или за счёт увеличения сопротивления в системе велоэргометра.

Нередко, даже у хорошо физически развитых подростков и юношей, прекращение работы на велоэргометре вызывается местным утомлением мышечных групп, особенно мышц передней поверхности бедра. Возможно, у спортсменов младшего возраста это мешает выявлению достоверных пределов их работоспособности и функциональных возможностей дыхательной и сердечно-сосудистой системы.

В связи этим сопротивление системе велоэргометра надо устанавливать с учётом возраста спортсменов (силы мышцы нижних конечностей). При обследовании велосипедистов школьного возраста, целесообразно использовать наименьшее сопротивление, чтобы не перейти границу работоспособности, не дойдя до пределов функциональных возможностей аппарата дыхания и кровообращения.

Для определения максимальной работоспособности имеет значение правильный подбор темпа (ритма) педалирования.

Целесообразно использовать такие модели нагрузок:

1-я модель (нагрузки на силовую выносливость - ступенчатое повышение мощности работы достигается за счёт последовательного увеличения сопротивления в системе велоэргометра при стандартном числе оборотов.

При проведении испытаний на велоэргометре методика сводится к следующему [7]. После предварительной разминке на велоэргометре испытуемые начинают выполнять работу мощностью 500 или 750 кгм/мин, последовательно увеличивая её через каждые 3 мин на 250 кгм/мин - до 1000; 1250; 1500; 1750; 2000 кгм/мин и т.д., в зависимости от индивидуальной переносимости, под контролем объективных показателей реакции организма на нагрузки ступенчато-повышающейся мощности. Между ступенями нагрузки можно дать одну две минуты отдыха. Предварительная разминка обеспечивает лучшую адаптацию кровообращения, дыхания, метаболизма последующей напряженной работы.

Ряд функций аппарата кровообращения и дыхания регистрируется непосредственно при работе и в течение и двухминутного отдыха с помощью комплекса инструментальных методов исследования.

При регистрации данных в состоянии покоя и в периоде восстановления испытуемый находится в положении сидя на велоэргометре.

2-я модель (модель нагрузки на скоростную выносливость) - ступенеобразные повышения мощности работы происходят благодаря повышению числа оборотов при стандартном сопротивлении на педалях (например, при силе тока 3А). Дозирование нагрузок зависит от технической характеристики велоэргометра.

Примерные схемы испытания: после стандартной 10 минутной нагрузки (мощность 500кгм/мин, частота оборотов 52 в 1 мин) применяются нагрузки 750 кгм/мин (60 об/мин); 1000 кгм/мин (70 об/мин); 1250 кгм/мин (78 об/мин); 1500 кгм/мин (90 об/мин); 1750 кгм/мин (105 об/мин); 2000 кгм/мин (120 об/мин); 2250 кгм/мин (135 об/мин); и 2500кгм/мин (150 об/мин).

Число выполняемых работ определяется индивидуально, в зависимости от переносимости обследуемым нагрузки, с учётом объективных показателей реакции, оцениваемых в процессе исследования.

Показания к прекращению нагрузок:

1) отказ испытуемого выполнять последующую нагрузку по субъективным причинам (чрезмерное утомление, появление болевых ощущений и др.);

2) резко выраженные признаки утомления;

3) невозможность поддерживать заданный темп педалирования;

4) нарушение координации движений;

5) значительное учащение пульса - до 200 уд/мин и более при снижении артериального давления по сравнению предыдущем этапом нагрузки; выраженный феномен «ступенчатого» максимального давления, повышение минимального давления;

6) изменение электрокардиографических показателей: выраженное снижение интервала S-T , появления аритмии, инверсия зубца T.

Что может служить критерием достижения придельного или около придельного напряжения? Согласно данным, при пульсе 170 уд/мин потребления кислорода достигает 80% от максимально возможного. Нагрузка приближается к придельной по мощности, если прекращается повышение кривой потребление кислорода или она начинает снижаться.

3-я модель (модель нагрузки на выносливость к продолжительной работе умеренной мощности) - выполняется продолжительная повторная работа, мощность которой слагается из 60-70% максимального (для каждого конкретного случая) темпа педалирования (что устанавливается в предварительном испытание на модели нагрузки на скоростную выносливость) и 60-70% максимальной величины сопротивления на педалях (установленной в испытании на модели нагрузки на силовую выносливость).

Для того чтобы выявить, какая же из моделей позволяет точнее определить наивысший уровень работоспособности при нагрузках на выносливость, проводились сравнительные исследования.

Обнаружено, что 2-я модель нагрузки (на скоростную выносливость) позволяет у всех обследованных юных спортсменов определить более высокий предел работоспособности по сравнению с 1-й моделью нагрузки (на силовую выносливость).

Например, испытуемый С. в первом случаи закончил работу с мощностью 2000 кгм/мин, во втором - с мощностью 1750 кгм/мин; испытуемый М. - соответственно 1750 и 1500 кгм/мин, а соответственно вместо работы мощностью 1500 кгм/мин (при использовании 1-й модели) сумел выполнить ещё две ступени нагрузки мощностью 1750 и 2000 кгм/мин (во 2-й модели). Были различия и в показателях адаптации. Во всех случаях потребления кислорода было выше при использовании модели нагрузки на силовую выносливость, чем модели нагрузки на скоростную выносливость, но степень различий оказалось не одинаковой у разных испытуемых. То же выявлено по данным потребления кислорода на 1 кг веса тела. Частота сердечных сокращений при выполнении нагрузки на силовую выносливость были выше. Наряду с этим почти у всех отмечалась большая величина кислородного долга. Закономерных различий в изменениях величины дыхательного коэффициента обнаружить не удалось. Кривая артериального давления в зависимости от характера нагрузки на выносливость носила индивидуальный характер.

Так, у одних спортсменов не наблюдалось существенных различий в показателях артериального давления, у других отмечалось значительно большее повышение, у некоторых его различия были неодинаковыми на разных ступенях нагрузки.

Снижение процента оксигенации крови оказалось несколько более выраженным при нагрузке на силовую выносливость, чем при нагрузке на скоростную выносливость.

Различия в субъективной оценке нагрузки были следующими: модель нагрузки на скоростную выносливость казалась легче и ближе по своему характеру к беговой нагрузке на средней дистанции, а модель нагрузки на силовую выносливость воспринималась как вызывающая большое утомление.

По внешним признакам воздействия нагрузки (гиперемия лица, потоотделение и т.д.) существенных различий выявить не удалось.

Преимущество 3-й модели состоит в том, что при испытании на выносливость к продолжительной работе велосипедисты разного возраста могут выполнять почти одинаковую работу, если она рассчитывается исходя из величин относительной мощности. Это ставит их примерно в одинаковые условия. Вот почему в сравнительных опытах не всегда обнаруживаются существенные различия способности к продолжительной работе у лёгкоатлетов разного возраста.

В какой мере лабораторная модель нагрузки на выносливость характеризует работоспособность спортсмена в общих условиях спортивной деятельности? В какой мере совпадают показатели адаптации в этих случаях?

Сравнительный анализ основных показателей адаптации у велосипедистов в условиях аэробных нагрузок повышающейся мощности и велоэргометрических нагрузок такого же характера (по модели нагрузки на силовую выносливость) показал следующее: при беге на 800 м максимальной интенсивности потребления кислорода на 1 кг веса тела было статистически достоверно ниже, чем на крайне для них ступени велоэргометрической нагрузки - 1500 до 2000 кгм/мин. Более интенсивное потребление кислорода при лабораторной нагрузки, чем на беговой дорожке, наблюдалось у велосипедистов.

Частота пульса (за 10 сек), равная при беговой нагрузке 30,2+0,5 уд, оказалась ниже, чем при работе на велоэргометре, когда она достигла 32,9+1 уд. В модельном опыте частота пульса была более высокой.

Максимальное артериальное давление оказалось в лабораторном эксперименте более высоким у половины испытуемых. Различие в средних величинах при беговой и велоэргометрической нагрузках не были статически значимыми.

Из сказанного ясно, что велоэргометрические нагрузки в условиях лабораторного опыта вызывают у юных спортсменов более значительное усиление функций дыхания, чем в условиях специфических нагрузок. Следовательно, описанные модели целесообразно использовать для характеристики уровня адаптации организма к нагрузкам на выносливость, в частности в целях контроля за эффективностью применяемых методов тренировки.

Моделирование нагрузок на выносливость в лабораторных условиях позволяет установить ряд закономерностей, имеющих важное теоретическое и практическое значение.

Например, для уточнения критериев спортивного отбора большое значение приобретает вопрос об основных факторах, обуславливающих высокую работоспособность при выполнении нагрузок на выносливость.

Эти факторы могут быть выявлены, если подвергнуть математической обработке показатели работоспособности и адаптации к нагрузкам на выносливость, полученные при исследовании велосипедистов в условиях лабораторного опыта повышающимся по мощности велоэргометрическими нагрузками.

Анализ позволяет выяснить роль следующих основных факторов, определяющих аэробную работоспособность организма:

1) фактор, определяющий аэробное обеспечение энергетического обмена (потребления кислорода - общее и на 1кг веса тела, кислородный пульс, насыщение артериальной крови кислородом и пр.);

2) фактор, характеризующий транспортную функцию крови (минутный объём циркулирующий, ритм сердечных сокращений, уровень артериального давления, объём сердца и т.п.);

3) фактор, отражающий экономизирующее влияние тренировки на кровообращение и дыхание, что обуславливает высокие потенциальные возможности организма. Чем экономичнее реакция кровообращения и дыхания в состоянии мышечного покоя и при работе умеренной мощности, тем выше достигнутый предел мощности работы на последней ступени нагрузки;

4) фактор, характеризующий функциональное состояние нервно- мышечного аппарата.

1.3.2 Спирографические исследования выносливости велосипедистов, различающихся по возрасту

За последние годы широкое развитие получил метод определения показателей внешнего дыхания в состоянии мышечного покоя и в процессе мышечной деятельности [3,9,14,25].

Исследования были направлены на изучение внешнего дыхания у велосипедистов разного возраста и занимающихся различными видами велосипедных гонок.

При этом использовались методы, определяющие лёгочный объём - жизненную ёмкость лёгких (ЖЁЛ); показатели вентиляции - минутный объём дыхания (МОД) и обусловливающие его параметры; показатели максимальной вентиляции лёгких (МВЛ).

Ставились задачи выяснить ценность отдельных методов определения вешнего дыхания и динамику возрастных изменений.

При сравнительном изучении показателей внешнего дыхания у велосипедистов школьного возраста обнаружились различия, обусловленные их возрастом и подготовленностью.

Общеизвестно, что ЖЁЛ увеличивается с возрастом. Это подтверждается многочисленными литературными данными.

У не занимающихся спортом показатели ЖЁЛ как в абсолютных величинах, так и в процентном отношении к должной величине значительно ниже, чем у подростков и юношей, занимающихся в отделениях лёгкой атлетики.

Наибольшие величины отличаются в группе спортсменов, старшего возраста. В возрастных группах спортсменов, занимающихся видами лёгкой атлетики, развивающими выносливость, показатели ЖЁЛ выше, чем у не занимающихся спортом. Показатель отношения фактической величины к должной у велосипедистов всех возрастов также выше, чем у не занимающихся спортом.

Соотношение ЖЁЛ и массы тела, т.е. жизненный показатель, наиболее благоприятно у занимающихся велоспортом, особенно в среднем и старшем возрасте. У не занимающихся спортом жизненный показатель ниже, но всё же, находится в пределах так называемой норме (60 и более). Лишь у подростков 13 - 14 лет он меньше нормы.

Определенный интерес представляют показатели частоты и глубины дыхания, в конечном счёте, определяющие МОД в состоянии мышечного покоя. С возрастом абсолютная величина частоты дыхания, несколько понижается, а глубина дыхания повышается.

Изменения МОД зависит от объёма и характера двигательного режима.

У систематически тренирующихся в гонках на велосипеде, развивающих выносливость МОД меньше, чем в других группах, и с возрастом (а следовательно, и со стажем занятий) уменьшается.

В остальных группах, особенно у не спортсменов, МОД в каждой возрастной группе больше и имеет тенденцию к повышению от младшей к старшей группе. Такова же динамика величин, характеризующих отношение фактического МОД к должной величине.

Одним из информативных показателем дыхательной функции лёгких является, как известно, максимальная вентиляция лёгких (МВЛ). С возрастом величина МВЛ закономерно повышается как у юных велосипедистов, так и у не занимающихся спортом. Уровень развития МВЛ у велосипедистов всех возрастов достоверно выше, чем у не занимающихся спортом.

При этом как частота дыхания, так и особенно его глубина во время произвольной лёгочной вентиляции у большинства велосипедистов выше.

Отношение величины фактической МВЛ к должной так же одинаково у разных групп спортсменов и у не занимающихся спортом.

Абсолютные величины резерва дыхания и показатель отношения резерва дыхания к МВЛ статистически достоверно выше у велосипедистов по сравнению с не занимающимися спортом. Различие достигает 13%, что говорит о больших возможностях системы внешнего дыхания у велосипедистов. Однако внутри сравниваемых групп велосипедистов существенной разницы не выявлено. У лёгкоатлетов показатель отношения резерва дыхания к МВЛ находится в пределах нормы. В то время как у не занимающихся спортом он не достигает нормы ни в одной возрастной группе.

В процессе систематических занятий спортом на протяжении годового цикла тренировки устанавливаются более или менее выраженные положительные сдвиги большинства спирографических и пневмотахометрических показателей: ЖЁЛ, МОД, глубины дыхания, предела дыхания, резерва дыхания и т.д. Эти сдвиги более отчетливы у велосипедистов 15-16 лет.

У всех обследуемых имеется достаточно тесная связь между показателями физического развития и внешнего дыхания. Естественно, что коррелируют между собой и отдельные показатели внешнего дыхания. Следовательно, в ходе возрастного развития и в условиях целенаправленного использования средств физического воспитания вместе с морфологической перестройкой организма совершенствуется функциональное состояние органов внешнего дыхания.

Важно то, что спирогрофические данные в состоянии мышечного покоя могут иметь определенное значение при спортивном отборе детей в отделения ДЮСШ по велосипедному спорту, развивающих выносливость. Также показатели МВЛ и резерв дыхания, являются в некоторой мере индикатором степени тренированности велосипедистов.

1.3.3 Возраст и показатели аэробной работоспособности организма при нагрузках на выносливость

Работоспособность организма при нагрузках на выносливость тесно связано с возрастом. Это отчётливо выявляется в испытаниях с велоэргометрическими нагрузками повышающейся мощности. Чем больше возраст спортсменов, тем значительнее уровень предельной мощности (после которой следует отказ от работы), достигаемый испытуемыми.

Важным фактором, определяющим работоспособность при нагрузках на выносливость, является аэробная производительность организма.

Согласно общепринятым представлением [4,11,13], аэробную производительность организма в наибольшей степени характеризует величина максимального потребления кислорода (МПК). Аэробная производительность зависит от функциональной способности системы дыхания и кровообращения, а также системы крови. Поэтому определение МПК - надёжный метод установления диапазона развития этих важнейших функций организма.

Продолжительность и предельная мощность работы, повышаются с возрастом строго параллельно величине МПК. Известно, что уровень МПК в большой мере зависит от веса тела, особенно от активной его массы.

Большое значение придаётся определению величины кислородного пульса. Как известно, по величине кислородного пульса узнают, сколько миллилитров кислорода приходится (поглощается и транспортируется) на каждое сокращение сердца. Определение кислородного пульса позволяет косвенно судить об экономичности работы сердца и при субмаксимальных работах может дать особенно ценную информацию. С возрастом величина кислородного пульса существенно повышается.

При проведении исследований на выносливость у велосипедистов разного возраста обнаруживаются различия и в показателях внешнего дыхания. Так, некоторыми исследователями установлено, что при работе, равной 60 - 70% от предельной производительной, на каждый литр кислорода приходится в среднем 26 литров вентилируемого воздуха, а при максимальной мощности 29,5 литров, т. е. по мере нарастания мощности работы, особенно на последней ступени нагрузки, процент утилизации кислорода снижается по сравнению с предыдущим этапом. Такое явление объясняется изменением соотношения факторов, обуславливающих коэффициент использования кислорода, а именно: диффузионной способности лёгких, их вентиляция и кровоснабжения.

Снижение процента утилизации кислорода из вдыхаемого воздуха в процессе нагрузок, требующих проявления выносливости происходит тем чаще и раньше, чем меньше возраст спортсменов.

Таким образом, изолированное рассмотрение величин лёгочной вентиляции и потребления кислорода нецелесообразно, когда решается вопрос о функциональных возможностях дыхательного аппарата при ступенеобразно повышающихся нагрузках. У подростков дыхательный эквивалент выше, чем у велосипедистов более старшего возраста. Это подтверждает положение о том, что с возрастом улучшается способность утилизации кислорода из вентилируемого воздуха.

Так, у подростков по мере повышения мощности нагрузки дыхательный эквивалент с 2,09 до 2,51, у юношей с 2,06 до 2,24, а у взрослых спортсменов он на протяжении всех нагрузок, колеблется в пределах 1,91 до 1,77, снижается на последней ступени.

Непосредственно перед «отказом» от работы при испытании на выносливость с помощью велоэргометрических нагрузок повышающейся мощности иногда определяется прекращение дальнейшего наращивания потребления кислорода, не смотря на увеличение мощности работы. Снижение потребления кислорода, главным образом на последней минуте последней ступени нагрузки, наблюдается, как правило, у велосипедистов с относительно не продолжительным стажем занятий от полутора до двух лет.

При этом не обнаружилось зависимости указанного снижения от возраста или специализации обследуемых.

Существенные возрастные различия в показателях газообмена выявляются не только при около предельных нагрузках, но так же, при нагрузках умеренной мощности. Так при выполнении работы мощностью 1000кгм/мин потребление кислорода у подростков выше, чем у юношей.

Если потребление кислорода при работе умеренной мощности в разных возрастных группах не имеет столь существенных различий, как частота сердечных сокращений (величина которой в большой мере зависит от возраста), то кислородный пульс имеет достаточно выраженные возрастные различия: он ниже у подростков и выше у взрослых. Таким образом, работа умеренной мощности, равная 1000 кгм/мин выполняется тем экономнее, чем старше возраст. Эти различия выявляются также при работе мощностью 1250 кгм/мин.

Одним из показателей выносливости служит величина кислородного долга после выполнения продолжительной работы достаточно высокой мощности.

Исследования на выносливость с помощью велоэргометрических нагрузок повышающейся мощности показывают, что абсолютная величина кислородного долга повышается с возрастом. Это можно связывать с тем, что кислородный долг растёт параллельно увеличению общего запроса и потреблению кислорода в процессе самой работы. Несомненно, имеет значение и величина предельной работы. При этом большая величина кислородного долга может свидетельствовать о большой выносливости по отношению к кислородной недостаточности, о более высокой анаэробной работоспособности организма.

Относительная величина кислородного долга (по отношению к общему запросу) колеблется у велосипедистов разного возраста в узких пределах. Она несколько больше у менее подготовленных подростков 13 лет по сравнению с 14-16-летними. У взрослых спортсменов при выполнении продолжительной работы большей мощности величина относительного кислородного долга несколько меньше.

Время, в течение которого, происходит погашение основной части кислородного долга (до 90-95%) после нагрузок на выносливость повышающейся мощности, у подростков несколько короче, чем у юношей и взрослых [3,4].

Связанные с возрастом особенности аэробной производительности организма выявляются не только при нагрузках на скоростную выносливость (2-я модель) - они сохраняются и в условиях продолжительной мышечной работы на силовую выносливость (1-я модель).

Для величины почти всех показателей определяется линейная зависимость от мощности работы. Так, в пределах мощности работы от 750-800 до 1750 кгм/мин потребление кислорода возрастает с 1592 до 3160 мл, потребление кислорода на 1 кг веса тела с 24,5 до 47,2 мл, величина кислородного пульса с 13,6 до 18,34. При этом наиболее высокий процент использования кислорода (5,46%) отличается при мощности работы 1000 кгм/мин, а в последующих работах снижается до 4,84-4,95. Дыхательный эквивалент повышается с нарастанием мощности работы с 2,31 до 2,55 кгм/мин. Отчётливо увеличивается выделение углекислоты и несколько повышается дыхательный коэффициент с ростом мощности работы. Лёгочная вентиляция возрастает прямо пропорционально величине рабочей нагрузке.

Могут ли испытания с велоэргометрическими нагрузками использоваться для контроля динамики нарастания тренированности в видах велосипедного спорта, развивающих выносливость?

Поскольку специальная тренированность определяется уровнем адаптации организма к конкретному виду двигательной деятельности, данные велоэргометрии не могут дать непосредственный ответ на вопрос о динамике развития специальной тренированности. Однако исследования, предусматривающие изучение адаптации дыхательно-циркулярной системы к продолжительным нагрузкам, могут косвенным образом характеризовать специальную тренированность спортсмена, так как во всех видах велоспорта она тесно связана с развитием общей физической подготовленности. Это особенно важно в тех случаях, когда необходимо определить тренированность в циклических видах спорта, развивающих выносливость.

Кроме того, при динамических наблюдениях выявляется, что с ростом тренированности повышается уровень предельно мощности работы и улучшаются показатели адаптации к велоэргометрическим нагрузкам. У велосипедистов с ростом тренированности становится более экономичней реакция на нагрузку умеренной мощности. Это позволяет повысить предельную мощность работы и соответственно способствует увеличению потребления кислорода, лёгочной вентиляции и кислородного пульса.

Считают [7,10,22,26], что при увеличении МПК с нарастанием тренированности происходит увеличение лёгочной вентиляции и одновременно повышение коэффициента использования кислорода.

Значение тренированности выявляется также при сопоставлении индивидуальных данных наиболее подготовленных спортсменов со средне групповыми данными соответствующими возрастной группе.

Интересно, что в пределах одинаковой возрастной группы начинающих велосипедистов у отдельных подростков и юношей показатели существенно отличаются от средне групповых данных более экономичным потреблением кислорода при работе умеренной мощности и более высокими показателями аэробной работоспособности на последней ступени нагрузки. Этот факт имеет большое значение при спортивном отборе для занятий видами велосипедного спорта, требующими проявления выносливости.

Исследования аэробной работоспособности юных спортсменов позволяют сделать следующие выводы. Показатели общей работоспособности при нагрузках, выявляющих выносливость, тесно связаны с аэробной производительностью организма и закономерно нарастают с возрастом. Одновременно улучшается с возрастом экономичность дыхательной функции и её устойчивость в процессе продолжительной напряжённой работы. Показатели аэробной работоспособности отражают уровень общей и специальной тренированности юных велосипедистов, диапазон индивидуальной приспособленности.