ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Поиск путей совершенствования системы подготовки спортсменов высокой квалификации к крупнейшим международным соревнованиям - одно из ведущих направлений развития теории и методики современного спорта [14].

Анализ состояния велосипедного спорта в мире выявил тенденцию постоянного роста спортивных результатов и мастерства велосипедистов [17, 20, 21]. Неуклонный рост спортивных достижений свидетельствует о скрытых функциональных возможностях организма человека. Однако скрытые резервы организма могут проявляться лишь в результате научно обоснованной системы подготовки спортсменов. В дальнейшем спортивные достижения прямо зависят от того, насколько эффективно будут определены перспективные пути совершенствования спортивной тренировки [1, 6, 19]. Необходимым условием эффективного управления подготовкой спортсменов является соответствие программ тренировочных воздействий функциональным возможностям организма [9, 10, 12].

Увеличение объема тренировочных нагрузок и высокая интенсивность тренировочного процесса лимитируются возможностями организма, что требует безотлагательного внедрения в практику спорта высших спортивных достижений результатов научных исследований, направленных на оптимизацию учебного процесса таким образом, чтобы без угрозы переутомления и перетренированности выполнить запланированную физическую работу, обеспечивающую высокий спортивный результат [4, 7, 12, 15]. В системе подготовки спортсменов высокого класса необходимо учитывать не только общие закономерности реакции различных функциональных систем на действие экстремальных факторов внешней среды, но и особенности индивидуальной реакции организма к гипоксии-гиперкапнии [4, 5, 7, 21, 40]. Дальнейший рост спортивных результатов должен основываться на изыскании новых нетрадиционных средств и методов тренировки, способствующих повышению эффективности

тренировочного процесса [3, 20, 35, 39].

В условиях высокой конкуренции в велосипедном спорте весьма актуальное значение приобретает совершенствование системы подготовки высококвалифицированных спортсменов. Современная концепция подготовки спортсменов к соревнованиям, базирующаяся на общих закономерностях адаптации как отдельных ведущих систем организма, так и организма в целом, исчерпала свои потенциальные возможности [19, 20, 29].

Целенаправленные исследования показали, что в подготовке высококвалифицированных спортсменов объемы тренировочных и соревновательных нагрузок подошли близко к пределу их функциональных возможностей [8, 9, 11, 13, 21, 24, 36, 39]. Существующая практика подготовки спортсменов требует поиска и обоснования высокоэффективных средств и методов изучения оптимальных соотношений основных физических упражнений и нетрадиционных воздействий. Повышение общей и специальной работоспособности вело-сипедистов-шоссейников связано с переводом общепедагогической доктрины тренировки в русло индивидуальной подготовки спортсменов в избранном виде спорта. При подготовке велосипедистов-шоссейников важно раскрыть врожденные задатки и способности и перспективу их развития [3, 6, 11, 24, 35].

Во время мышечной деятельности часто возникают гипоксические ситуации (работа при задержке дыхания; при выполнении интенсивных упражнений, кислородный запрос которых значительно превышает величины МПК, и др.). Выполнение некоторых спортивных упражнений, особенно в обстановке соревнований, сопровождается предельной мобилизацией гипоксических возможностей спортсмена [8, 7-9, 12, 16]. Увеличение продолжительности воздействия гипоксии или резкое повышение силы этого воздействия приводит к различным функциональным расстройствам.

Одним из приоритетных направлений повышения работоспособности может явиться усиление тренирующего воздействия на системы обеспечения организма кислородом и повышение способности организма переносить гипоксические и гиперкапнические сдвиги в организме [24, 37]. Гипоксия, сопровождающая выполнение физических упражнений, неизбежно способствует усилению функциональной активности в условиях кислородной недостаточности, служит основным фактором, вызывающим развитие адаптационных изменений в организме и формирующим тренировочный эффект нагрузок [15]. Применение искусственно вызванных гипоксических состояний также оказывает существенное влияние на развитие адаптации и воздействие гипоксии нагрузки. С учетом этих обстоятельств для повышения индивидуальной гипоксиче-ской устойчивости организма спортсмена применяются кратковременные ги поксические тренировки, гипоксическая тренировка в условиях гипоксии и ги-поксическая тренировка с дозированным дыханием [7-10, 16].

Однако применение метода прерывистой гипоксии с целью повышения эффективности тренировочного процесса еще недостаточно изучено [16-25]. Как известно, использование метода интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) связано с аппаратурным обеспечением, и на практике используются разновидности технических устройств, позволяющих создать искусственную ги-поксическую среду [2, 17, 18]. С этих позиций проблема разработки и системного применения различных режимов искусственно вызванной прерывистой гипоксии и влияния интервальной гипоксической тренировки без применения специальной аппаратуры на работоспособность велосипедистов-шоссейников, с учетом их индивидуальных особенностей, является актуальной и представляет большую теоретическую и практическую значимость.

Рабочая гипотеза. Было выдвинуто предположение, что искусственно вызываемая гипоксия способствует развитию адаптационных изменений в организме, возникающих при выполнении специфических нагрузок велосипедистов. На этой основе становится возможным, варьируя избираемыми параметрами гипоксической нагрузки без применения технических устройств, эффективно влиять на гипоксические возможности организма и результативно повышать общую и специальную работоспособность велосипедистов-шоссейников.

Цель исследования состоит в повышении эффективности общей и специальной работоспособности и устойчивости к гипоксии велосипедистов-шоссейников на основе применения нетрадиционной методики с учетом индивидуальной устойчивости организма к гипоксическому фактору.

Объект исследования - процесс спортивной тренировки велосипедистов-шоссейников.

Предмет исследования - совершенствование общей и специальной физической работоспособности велосипедистов разного уровня индивидуальной устойчивости к гипоксии при целенаправленном применении интервальной гипоксической тренировки.

Научная новизна. В результате исследований экспериментально обосновано:

Ш высокая значимость гипоксического и гиперкапнического факторов в работоспособности велосипедистов-шоссейников;

Ш между способностью преодолевать кислородный дефицит и работоспособностью велосипедистов существует прямая взаимосвязь;

Ш спортсмены, обладающие более высокой устойчивостью к гипоксии-гиперкапнии, наиболее перспективны в велосипедном спорте;

Ш применение интервальной гипоксической тренировки способствует адаптации к гипоксии, в которую вовлекаются различные системы организма, что расширяет функциональные возможности велосипедистов, повышает индивидуальную устойчивость к гипоксическому фактору и, как результат, способствует повышению общей и специальной работоспособности;

Ш проанализированы способы педалирования и данна методика обучения.

Теоретическая значимость. Результаты исследований расширяют теоретические знания в обосновании приоритетных путей повышения спортивной работоспособности и роста спортивного мастерства велосипедистов-шоссейников.

Практическая значимость. Полученные данные могут быть использованы для повышения эффективности учебно-тренировочного процесса велосипедистов-шоссейников, роста работоспособности и спортивных результатов. Применение интервальной гипоксической тренировки, где возможно эффективно сочетать тренировочные нагрузки с искусственно вызываемой прерывистой гипоксией, на общеподготовительном этапе круглогодичного цикла, может заметно улучшить показатели спортивной работоспособности. Устойчивость к гипоксии-гиперкапнии, оцениваемая временем задержки дыхания на вдохе, может быть использована как объективный, специальный тест для диагностики и отбора велосипедистов-шоссейников.

РАЗДЕЛ 1

1.1 Моделирование, как процесс оптимизации спортивной подготовки

Эффективное управление тренировочным процесом связано с использованием различных моделей. Под моделью принято понимать образец (стандарт, эталон) в более широком смысле - любой образец (мысленный или условный) того или иного объекта, процесса или явления [20-23].

Разработка и использование моделей связано с моделированием - процессом построения, изучения и использования моделей для определения и уточнения характеристик и оптимизации процесса спортивной подготовки и участия в соревнованиях.

В последние годы термины «модель», «моделирование» глубоко проникли в теорию и практику спорта. К примеру, в периодических научно-методических изданиях по физической культуре и спорту указанные термины и производные из них в настоящее время появляются примерно в 20 раз чаще, чем в конце 60-х - начале 70-х годов. Уже одно это свидетельствует о том, что моделирование как научно- практический метод широко распространилось в современной теории и практике спорта [2, 4, 8, 13, 24].

Функции, которые выполняют модели при решении задач теории и практики спорта, могут носить различный характер. Во-первых, модели используются в качестве заменителя объекта с тем, чтобы исследования на модели позволили получить новые сведения о самом объекте. При экспериментировании с моделью удаётся получить новые знания, которые представляют собой отражение структуры и функции модели. После проверки знаний о модели с точки зрения их значения для объекта полученные теоретические представления могут стать составной частью теории объекта. Так, результаты исследований структуры мышечной ткани у животных как в обычных условиях, так и после напряжённой тренировки, на основании аналогий между структурной тканей человека и животных, использованы для совершенствования теории спортивного отбора и ориентации, развития скоростно-силовых качеств и выносливости. Теоретические представления, полученные в результате работы с этой моделью, в последние годы были подвергнуты дополнительной проверке и уточнению в процессе биопсических исследований на людях [21].

Во-вторых, модели используются для обобщения эмпирического знания, постижения закономерных связей разнообразных процессов и явлений в сфере спорта. Эмпирическое знание, переработанное в модельных представлениях и реализованных моделях, способствует созданию соответствующих теоретических обобщений [21].

В-третьих, модели оказывают огромное влияние на перевод экспериментально проведенных научных работ в практическую сферу спорта. При этом важен не анализ моделей как квазиобъектов для получения теоретического знания, а их практическая реализуемость. Именно такую роль играют многочисленные морфофункциональные модели при решении задач спортивного отбора и ориентации, модели подготовленности и соревновательной деятельности- при построении тренировочного процесса [21].

Модели, используемые в спорте, делятся на две основные группы [18, 19].

В первую группу входят:

Ш модели, характеризующие структуру соревновательной деятельности;

Ш модели, характеризующие различные стороны подготовленности спортсмена;

Ш морфофункциональные модели, отражающие морфологические особенности организма и возможности отдельных функциональных систем, обеспечивающие достижение заданного уровня спортивного мастерства.

Вторая группа моделей охватывает:

Ш модели, отражающие продолжительность и динамику становления спортивного мастерства и подготовленности в многолетнем плане, а также в пределах тренировочного года и макроцикла;

Ш модели крупных стркуктурных образований тренировочного процесса (этапов многолетней подготовки, макроциклов, периодов) ;

Ш модели тренировочных этапов, мезо- и микроциклов ;

Ш модели тренировочных занятий и их частей ;

Ш модели отдельных тренировочных упражнений и их комплексов.

В процессе моделирования необходимо:

Ш увязать применяемые модели с задачами оперативного, текущего и этапного контроля и управления, построения различных структурных образований тренировочного процесса ;

Ш определить степень детализации модели, т.е. количество параметров, включаемых в модель, характер связи между отдельными параметрами;

Ш определить время действия применяемых моделей, границы их использования, порядок уточнения, доработки и замен.

1.1.1 Модели соревновательной деятельности

Модели соревновательной деятельности, достижение которых связано с выходом спортсмена на уровень заданного спортивного результата, являются тем системообразующим фактором, который определяет структуру и содержание процесса подготовки на данном этапе спортивного совершенствования.

При формировании моделей соревновательной деятельности выделяют наиболее существенные для данного вида спорта характеристики соревновательной деятельности, которые носят относительно независимый характер.

В качестве примера обобщенной модели соревновательной деятельности в беге на дистанцию 100м может служить модель, приведенная для результата 10+(-)0,1с. Обобщенные модели соревновательной деятельности применительно к проплыванию дистанции 100м различными способами (мужчины) разработал

Т. М. Абсалямов (1980). Обработка материалов большого количества соревнований позволила разработать усреднённые модели времени прохождения отдельных участков дистанции.

В моделях соревновательной деятельности, как правило, отмечаются не только усреднённые данные, но и приводится диапазон возможных колебаний.

Обобщённые модели конкретизируются в групповых и индивидуальных моделях.

1.1.2 Модели подготовленности

Модели подготовленности (модели обеспечивающего уровня) позволяют раскрыть резервы достижения запланированных показателей соревновательной деятельности, определить основные направления совершенствования подготовленности, установить оптимальные уровни развития различных её сторон у спортсменов, а также связи и взаимоотношения между ними.

Модели подготовленности, как и модели, относящие к другим группам, могут быть подразделены на модели, способствующие общей ориентации процесса подготовки в зависимости от специфики вида спорта и особенностей его конкретной соревновательной дисциплины, и на модели, ориентирующие на достижение конкретных уровней совершенства тех или иных сторон подготовленности. Использование этих моделей позволяет определить общие направления спортивного совершенствования в соответствии со значимостью различных характеристик технико-тактических действий, параметров функциональной подготовленности для достижения высоких показателей в конкретном виде спорта [20, 21, 22, 23].

Модели, ориентирующие на достижение конкретных уровней совершенствования тех или иных сторон подготовленности, позволяют сопоставлять индивидуальные данные конкретного спортсмена с характеристиками модели, оценить сильные и слабые стороны его подготовленности и исходя из этого планировать и корректировать тренировочный процесс, подбирать средства и методы воздействия. Ориентируясь на эти данные, можно не только выявить сильные и слабые стороны спортсменов с целью разработки наиболее эффективных программ дальнейшего ее совершенствования, но и прогнозировать по отдельным параметрам возможности достижения тех или иных результатов.

1.1.3 Модельные хаpактеpистики функциональных возможностей велосипедистов.

Тpебования, пpедъявляемые к организму велосипедистов во вpемя гонки,совеpшенно однозначно показывают,что лишь хоpошо тpениpованные споpтсмены могут добиться успеха. Какого уpовня функциональных и скоpостно-силовых показателей (опpеделяемых тестиpованием) должен достичь спортсмен, чтобы показать запланиpованный pезультат? Этот вопpос неясен до конца во многих отношениях.Во-пеpвых, пока не опpеделен набоp тестовых показателей, пpедопpеделяющий возможность достижения запланиpованного pезультата. Наконец, каждый велосипедист на пути к высокому pезультату пpоходит чеpез pяд пpомежуточных целей, котоpым соответствует свои модельные хаpактеpистики. Взаимосвязь pезультатов,нагpузок и модельных хаpактеpистик далеко не линейна. Опpеделить оптимальную динамику pоста этих показателей пока не удается. Однако к настоящему вpемени пpоведено значительное число обследований велосипедистов pазличных возpастов и квалификации, позволяющих с опpеделенной долей увеpенности говоpить об адекватности моделей состояния гонщиков. Паpаметpы тpениpовочных нагpузок,соответствующие уpовням функционального pазвития вопpос более понятный и отpаботанный тpенеpами и специалистами в пpоцессе многолетней тpениpовки.Оpганизм споpтсмена обладает удивительными компенсатоpными возможностями, и неpедко успеха добиваются спортсмены, у котоpых нет pекоpдных показателей в функциональных тестах, но все они находятся на достаточно высоком уpовне. Отмечены случаи, когда спортсмены с невысоким МПК достигали неплохих pезультатов (но не чемпионских). Повидимому, подготовленность споpтсмена опpеделяется лишь совокупностью pазличных тестовых показателей [21].

Если удается связать pост pазличных функциональных и скоpостно-силовых показателей с паpаметpами нагpузок,то появиться возможность в полной меpе пpименить методы имитационного моделиpования. В этом случае тpениpовочные планы сначала могут “пpоигpываться” на ПЭВМ для отбоpа наиболее pационального сочетания сpедств подготовки, обьема и интенсивности их пpименения. Целью пpогpаммы будет выход на запланиpованный уpовень функциональных и скоpостно-силовых возможностей, обеспечивающих достижение максимального pезультата.

1.1.4 Морфофункциональные модели

Модели этой группы включают показатели, отражающие морфологические особенности организма и возможности его важнейших функциональных систем. при разработке морфофункциональных моделей спортсменов ориентируются на наиболее значимые показатели, определяющие способность к достижению выдающихся результатов в конкретных видах спорта.

Примером разработки модельных характеристик по частным параметрам функциональной подготовленности могут служить результаты исследований, проведенных Н.И.Волковым (1975) [7]. Так, самые высокие показатели максимальной аэробной мощности отмечаются у бегунов на длинные дистанции, велосипедистов (шоссе). Наибольшую алактатную анаэробную мощность демонстрируют бегуны на короткие дистанции и велосипедисты-трековики, очень высокие величины гликолитической анаэробной мощности характерны для велосипедистов-трековиков и бегунов на средние дистанции. Наибольшие значения аэробной емкости характеризуют велосипедистов-шоссейников, бегунов на средние и длинные дистанции, а лактатной - у бегунов на средние дистанции и велосипедистов-трековиков.

У велосипедистов, специализирующихся в гонках на шоссе и треке, повышению эффективности поэтапного контроля способствует выполнение специфической работы на вело эргометре, который точно моделирует естественные условия педалирования.

Сопоставление индивидуальных данных конкретного спортсмена с модельными показателями позволяет определить соответствие морфофункциональных возможностей спортсменов заданному уровню в зависимости от его специализации.

1.1.5 Моделирование соревновательной деятельности и подготовленности в зависимости от индивидуальных особенностей спортсменов

Эффективность использования обобщенных моделей для ориентации и коррекции тренировочного процесса особенно высока при подготовке юных спортсменов, а также взрослых спортсменов, не достигших вершин спортивного мастерства. Использование обобщенных моделей спортсменами высокого класса менее эффективно, так как даже у самых выдающихся спортсменов часто есть несколько исключительно сильных сторон подготовленности при весьма заурядном уровне развития остальных его компонентов. По существу, редко кто из сильнейших спортсменов, по показателям которых создавались обобщенные модели, по своим данным соответствуют “усредненному идеалу”. Например, [21, 22] при анализе функциональных возможностей кислородтранспортной системы велосипедистов-шоссейников высокого класса с примерно одинаковой подготовленностью мы сталкиваемся с большими индивидуальными колебаниями отдельных показателей.

Столь же высокая вариативность основных показателей наблюдается и при анализе соревновательной деятельности выдающихся спортсменов: идентичных соревновательных результатов они достигают как за счет относительно равномерного уровня основных характеристик соревновательной деятельности, так и при резко выраженной диспропорции в развитии отдельных составляющих соревновательной деятельности [22].

При сопоставлении индивидуальных показателей выдающихся спортсменов с модельными данными мы часто сталкиваемся с положением, когда спортсмен обладает возможностями, превышающими должные показатели, а по отдельным данным весьма далек от модельных величин.

Однако из практики мы знаем, что такой, казалось бы, вполне разумный подход часто оказывается не жизненным. Его пагубность чаще всего проявляется при использовании в тренировке спортсменов, обладающих яркой индивидуальностью. Тренер нередко стремится повысить те возможности спортсмена, которые во многом лимитированы генетически или сдерживаются исключительно высоким уровнем развития других качеств. В этом случае тренировка, как правило, не только не дает результатов, но и приглушает наиболее сильные стороны подготовленности, сглаживает те индивидуальные черты спортсмена, которые могли явиться залогом успеха.

Существует и другая точка зрения [22, 24, 37], которая чаще находит подтверждение в практике кажущиеся недостатки в подготовленности многих знаменитых спортсменов - закономерное продолжение их сильных сторон, и не будь их, не проявились бы способности, обеспечившие в конечном счете достижение выдающихся результатов.

Неравномерное развитие отдельных сторон подготовленности, механизмы проявление которых часто находятся в определенном антагонизме, объективно отражает методику тренировки, природные задатки конкретного спортсмена, а также закономерности комплексного проявления различных качеств и способностей. Известно, что у легкоатлета-спринтера В. Борзова в пору его высших достижений не было функциональной основы для проявления выносливости уже на дистанции 400м. Пловец С. Фесенко, обладая в 1979г. лучшим результатом в мире на дистанции 200м способом баттерфляй, имел относительно не высокий скоростно-силовой потенциал и не смог составить конкуренции многим пловцам страны, специализирующимся на дистанции 100м этим же способом. Если бы при подготовке этих спортсменов их тренеры В.В.Петровский и В.Г.Смелова не сконцентрировали внимания на главном, а стремились к разносторонней подготовленности своих учеников (что часто без достаточно на то оснований делается в подготовке многих спортсменов ), то ни В.Борзов, ни С.Фесенко не достигли бы столь выдающихся результатов.

Интересной в этом отношении являлась и подготовка выдающегося советского гонщика С.Копылова. Многолетний анализ структуры соревновательной деятельности спортсмена в гонке на 1000 м с места в сопоставлении с данными технико-тактической и функциональной подготовленности позволил разработать индивидуальную модель соревновательной деятельности для результата 1,35 мин. Поэтапная реализация этой модели при преимущественной ориентации подготовки спортсмена на развитие скоростно-силовых качеств обеспечила достижение запланированного результата в главных соревнованиях [24, 26, 27].

Для спортсменов высокого класса, имеющих ярко выраженные индивидуальные черты, часто предпочтителен путь, когда тренер ориентируется не столько на усредненные модельные данные, сколько на максимальное развитие индивидуальных признаков и устранение явной диспропорции в подготовленности [28].

Нужна не однобокая, а разносторонняя подготовка, которая позволяет каждому спортсмену на базе достаточно гармоничного развития максимально использовать индивидуальные способности.

Перспективной является разработка групповых моделей соревновательной деятельности и подготовленности. Исследования показывают [24-27], что спортсмены, достигающие выдающихся результатов в различных видах спорта, могут быть разделены на несколько относительно самостоятельных групп, в каждую из которых объединяются спортсмены с родственной структурой соревновательной деятельности и подготовленности. Так, например, велосипедисты, пловцы, гребцы, бегуны на средние дистанции могут быть разделены на три основные группы:

1) спортсмены, способные достигнуть высоких результатов за счет скоростно-силовых способностей;

2) спортсмены, достигающие высоких результатов преимущественно за счет специальной выносливости;

3) спортсмены, отличающиеся равномерной подготовленностью.

1.2 Хаpактеpистики физической работоспособности велосипедистов

Проблема работоспособности является одной из центральных проблем современного спорта [17-19, 23, 37, 41]. Существует множество определений работоспособности, но ни одно до сих пор не является исчерпывающим и общепризнанным [8, 19] или менее длительно выполнять определенную деятельность; Г.Леман считает, что это максимум работы, который в состоянии выполнить человек; Е.П. Ильин характеризует работоспособность, как способность проявлять максимум своих возможностей; В.П.Загрядский отмечает, что это способность человека к выполнению конкретной деятельности в заданных рамках и параметрах эффективности; Ю.А. Шпагин считает, что - это категория, характеризующая способность человека к выполнению конкретной деятельности; Б.И. Ткаченко характеризует работоспособность как свойство человека на протяжении длительного времени и с определенной интенсивностью выполнять работу максимально возможное время не снижая ее эффективности; А.А.Виру с соавт. [6] под работоспособностью понимают многогранное выражение функциональных возможностей человека. Д.Н Давиденко, АС. Мозжухин и др. связывают работоспособность с работой функциональных систем, резервы которых мобилизуются через систему физиологических, психологических и спортивно-технических резервов. Фактически в каждом из приведенных определений работоспособности выделена одна из разных ее сторон: показатели функциональных возможностей, показатели эффективности или экономичности и показатели функциональной устойчивости [21-23].

В.И. Медведев и A.M. Парачев предлагают введение дополнительных терминов, характеризующих различные аспекты работоспособности: 1) актуальную - состояние организма, определяющее уровень эффективности деятельности в определенный промежуток времени и 2) потенциальную - состояние организма, определяющее возможности выполнения деятельности на необходимом уровне эффективности в течение относительно длительного времени.

В.П. Казначеев с соавт. связывают с физической работоспособностью объем мышечной работы, который может быть выполнен без снижения функциональной активности организма, в первую очередь сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Однако подчеркивают, что предельный объем работы зависит от ее мощности, от режима выполнения, от количества участвующих мышц, от степени приложения мышечной силы, от координационной сложности упражнений и других факторов. Авторы предлагают разделять физическую работоспособность на аэробную и анаэробную соответственно различиям энергетического обеспечения работы мышц, зависящего от интенсивности работы.

Аэробную работоспособность целесообразно характеризовать через предельную мощность работы, которая может быть осуществлена за счет аэробного энергообеспечения или через предельную активность функций, ответственных за прием и транспорт кислорода работающим мышцам [6, 22, 24, 26].

Высококвалифицированные велосипедисты, специализирующиеся в стайерских дистанциях, способны работать на уровне 70% от МПК (6 л/мин) в течение 2 часов и более - 3-4 часа, в то время, как нетренированные лица в среднем способны на этом уровне работать лишь 30 мин (МПК=3,2 л/мин). Спортсмены мирового класса способны в течение 10 мин работать на уровне 100% МПК, при 95% - свыше 30 мин, при 85% - свыше 60 мин, при 80% - в течение 2 часов и более. При этом у них продолжительная работа не сопровождается существенным накоплением лактата в крови [21]. Оптимальная адаптация аэробной системы энергообеспечения достигается чуть выше границы порога анаэробного обмена (ПАНО). Эта оптимальная интенсивность работы соответствует концентрации лактата крови в пределах 3-4 ммоль/л при ЧСС 150 уд/мин у нетренированных лиц, а у спортсменов высокой квалификации - при ЧСС 160-170 уд/мин [22]. У выдающихся спортсменов, например, у профессионального гонщика, чемпиона мира по велоспорту Эдди Меркса достижение величины лактата 4 ммоль/л отмечалось лишь при ЧСС 185 уд/мин [21].

В среднем у спортсменов высокой квалификации в видах спорта, требующих проявления выносливости аэробного характера, содержание лактата в крови около 4 ммоль/л обеспечивается интенсивностью работы на уровне 60-80% индивидуального потребления кислорода [21].

Исследованиями A. Mader, et al. [22] установлено, что специальной тренировкой при интенсивности работы в области аэробно-анаэробного перехода можно добиться повышения емкости аэробной системы энергообеспечения и существенному увеличению ПАНО. У спортсменов одинаковой специализации и квалификации этот показатель может находиться на различном уровне [6, 10-16].

При повышении емкости и эффективности аэробной системы обеспечения необходимо ориентироваться на индивидуальные функциональные возможности занимающихся. Увеличение длины дистанции связано с уменьшением роли анаэробных источников энергии и увеличении аэробных, что выражается в резком снижении в артериальной крови лактата и увеличении глюкозы. Уменьшение длины дистанции связано с уменьшением роли гликолиза с одновременным увеличением значения алактатных анаэробных источников. Эта закономерность подтверждается наличием связи между уровнем достижений на различных дистанциях и величинами МПК и МКД [29, 36, 41].

В зависимости от интенсивности и длительности мышечной деятельности изменяются: скорость поступления кислорода легкие и альвеолы, скорость его массопереноса артериальной и смешанной венозной кровью, скорость потребления тканями, так и парциальное давление кислорода в легких, напряжение его в артериальной и смешанной венозной крови, а также в тканях [4, 12, 19]. Интенсивность работы определяет мобилизацию различных поставщиков энергии для ее обеспечения. Для велосипедистов характерно резкое увеличение энерготрат при повышении скорости передвижения [15, 23].

Механизм воздействия тренировочного процесса на организм и механизмы процесса адаптации к напряженной мышечной деятельности разнообразны и проявляются на уровне целостного организма [8, 17, 20]. Занятия спортом сравнительно быстро приводят к формированию в организме функциональных систем, которые обеспечивают адаптационную реакцию организма воздействие физических нагрузок. Для совершенной адаптации необходимо, чтобы в клетках и органах, образующих функциональную систему, произошли структурные изменения, которые будут фиксировать данную функциональную систему и увеличивать ее мощность [11-18].

Тренированный организм отличается умением достаточно быстро включать в действие функциональные резервы [3, 23]. В процессе спортивной тренировки происходит экономизация основных функций организма, снижается кислородная стоимость работы, повышается коэффициент полезного действия, экономнее функционируют дыхательная и сердечно-сосудистая системы, совершенствуются адаптационные механизмы [4, 6, 15, 21].

Экономичность мышечной деятельности у велосипедистов высокой квалификации начинает снижаться, а затрачиваемое в цикле педалирования усилие возрастать лишь незадолго до вынужденного отказа от работы, причем прирост полезных усилий выражен в большей степени, чем общих, и работоспособность к концу выполнения нагрузки не снижается. У недостаточно тренированных лиц усилия, затрачиваемые на педалирование, начинают возрастать через определенный период времени, составляющий 30% от общего времени работы. При этом полезные усилия не увеличиваются, что свидетельствует об ухудшении координации движения и снижения экономичности мышечной работы у недостаточно тренированных лиц [13, 33].

Результаты биомеханических и электромиографических исследований свидетельствуют о том, что тренировка приводит к экономизации мышечных усилий [5, 9, 12]. Соотношение между полезными и общими затрачиваемыми усилиями у велосипедистов высокой квалификации перед вынужденным отказом от работы не снижается. У менее тренированных наблюдается иной характер распределения усилий при педалировании, Перед вынужденным отказом от работы затрачиваемые усилия увеличивались, а полезные усилия оставались без изменения, что свидетельствует об ухудшении координации и о большем снижении экономичности мышечной деятельности у нетренированных велосипедистов при выполнении одинаковой по продолжительности, но меньшей по мощности работы [10, 13, 17]. Предельные возможности организма доставлять кислород к усиленно работающим органам и тканям определяются кислородтранспортной системой (КТС), включающей системы дыхания, кровообращения и крови. Функциональные свойства каждой из этих систем специфичны у представителей различных видов спорта. Специфика велосипедных гонок связана со своеобразной позой, которая затрудняет дыхание, особенно при низкой посадке. Соотношение между частотой дыхания и частотой вращения педалей может быть различным [13, 24, 29, 30]. Главный эффект тренировки выносливости в отношении внешнего дыхания состоит в увеличении предельных величин и в повышении эффективности легочной вентиляции вследствие возрастания легочных объемов и емкостей, и в увеличении диффузионной способности легких [13, 24, 33].

У велосипедистов-шоссейников величины легочной вентиляции при работе значительно превышают аналогичные показатели нетренированных лиц. Во время гонок на длинные дистанции легочная вентиляция длительное время поддерживается на уровне 120-140 л/мин (у нетренированных - ее максимальные величины не превышают 70-100 л/мин). Поскольку частота дыхания при тренировках не возрастает, прирост легочной вентиляции достигается за счет увеличения дыхательного объема, возрастание которого у спортсменов происходит вследствие повышения на 15-25% легочных объемов и емкостей и, следовательно, ЖЕЛ, которая у выдающихся спортсменов может достигать 8 л. У спортсменов высокого класса дыхательный объем может увеличиваться до 3,3± 0,21 л/мин, тогда как у спортсменов низкой квалификации - лишь до 2,52±14 л/мин. У нетренированных - максимальная ЖЕЛ составляет 3-3,5 л, МВЛ - 80- 100 л, ЧД в покое - 10-12 циклов в мин, максимальная ЧД - 40-60 циклов, максимальная скорость потока воздуха при вдохе - 0,6-0,7 л/с, ДО - 2-2,5 л [27].

Вследствие значительно большего дыхательного объема и увеличения диффузной способности легких у спортсменов высокого класса на протяжении дыхательного цикла возрастает соотношение между альвеолярной вентиляцией и МОД, что способствует повышению газообмена в альвеолах [22].

МПК и максимальная работоспособность у велосипедистов высших разрядов намного превышает указанные показатели у спортсменов низкой спортивной квалификации, у которых МПК колеблется в пределах 3,6-4,0 л/мин (Х=3,8±0,95 л/мин). У велосипедистов высокой квалификации МПК 5,25+0,25 л/мин, у МСМК и заслуженных МС - 6,3-6,9 л/мин, отличается и максимальная мощность, развиваемая спортсменами различной степени тренированности. Вынужденный отказ от работы отмечен у велосипедистов низкой квалификации при нагрузке 1328 кгм/мин (216 Вт). Спортсмены высокой квалификации прекращали работу после выполнения нагрузки 2310 кгм/мин (378 Вт), а некоторые из них - при нагрузке 2640 кгм/мин (432 Вт) и 2970 кгм/мин (486 Вт). Существенные различия работоспособности выявлены при выполнении нагрузки одинаковой интенсивности. Велосипедисты низкой квалификации при выполнении нагрузки большой интенсивности не могли продолжать работу мощностью 990 кгм/мин (162 Вт) более 16-20 мин, тогда как велосипедисты высокой квалификации выполняли нагрузку большой мощности (1980 кгм/мин или 324 Вт) в течение 58-62 мин. Потребление кислорода в относительно устойчивом состоянии у обеих групп равнялось 72-80% от МПК. Перед вынужденным отказом от работы у велосипедистов высокой квалификации потребление кислорода составляло 95,0±0,88% от МПК, а у менее тренированных - 92,0+0,76% от МПК [33].

Спортивная тренировка приводит к значительной экономизации кислородных режимов организма [58, 59]. К числу наиболее эффективных компенсаторных механизмов относится максимальный минутный объем дыхания (МОД). При нагрузке с МПК МОД у велосипедистов составлял: у МС - 146,4±4,3 л/мин, у начинающих велосипедистов - 118,0±2,8 л/мин. Это значит, что резерв дыхания и возможности его использования у спортсменов низкой квалификации достоверно меньше, чем у МС. Об этом же свидетельствует и большая возможность увеличения ДО и ЖЕЛ [33, 41]. В результате тренировки повышается вентиляционный анаэробный порог (АЛ), то есть мощность работы, начиная с которой легочная вентиляция растет быстрее, чем интенсивность нагрузки. У нетренированных АП соответствует мощности нагрузки в пределах 50-60%, а у высокотренированных спортсменов - 80-85% от МПК [16].

При выполнении работы аэробного характера различные органы и механизмы, увязанные в соответствующую функциональную систему, работают в тесной связи. Однако, в совокупных свойствах организма, определяющих выносливость спортсмена при аэробной работе, ведущая роль принадлежит минутному объему кровообращения, интенсивности кровоснабжения работающих мышц и клеточной метаболической способности [33] Таким образом, уровень аэробной производительности обусловливается возможностями кардиореспира-торной системы, потреблять кислород и транспортировать его к работающим мышцам и другим активным органам и тканям тела [14]. В каждой из этих систем имеются звенья, слабо связанные с уровнем аэробной работоспособности. Большинство параметров внешнего дыхания не лимитируют уровень аэробной работоспособности. В системе факторов, лимитирующих работоспособность в упражнениях аэробного характера, именно сердечно-сосудистая система является ведущим, лимитирующим уровень МПК, звеном [3, 4, 7, 8, 13].

Уровень аэробной производительности тесно связан с адаптацией КТС к нагрузкам. Интенсивность же кровообращения зависит от мощности центрального звена кровообращения - сердца. Таким образом, мощность сердца становится фактором, лимитирующим использование кислорода [11, 23].

В условиях покоя скорость потребления О2 и минутный объем кровообращения (МОК) мало отличается у тренированных и нетренированных людей. Однако механизмы поддержания МОК у них различны. Специальная тренировка повышает максимальные величины ЧСС, но приводит к брадикардии. Для квалифицированных спортсменов ЧСС - 40-50 уд/мин в состоянии покоя является обычной, у элитных спортсменов - менее 40 и даже 30 уд/мин. Урежение ЧСС в покое у спортсменов компенсируется более высокими показателями систолического объема, который в положении лежа составляет 100-120 мл (при ЧСС 40-45 уд/мин). У нетренированных - 80-90 мл при ЧСС 70-75 уд/мин. Возрастание систолического объема в результате длительной тренировки является следствием увеличения объема полостей сердца и сократительной способности миокарда желудочков [17]. При предельной работе ЧСС может возрастать в 5-6 раз и достигать 190-220 уд/мин [19]. При превышении этих величин уменьшается систолический объем крови. При ЧСС 200-220 уд/мин диастола составляет лишь 0,10-0,15с. однако этого времени еще достаточно для полного наполнения желудочков сердца квалифицированных спортсменов, так как их адаптированная под влиянием тренировок мышца сердца способна к более интенсивному сокращению. В процессе многолетней тренировки аэробной выносливости в сердечнососудистой системе происходят адаптивные изменения, повышающие способность сердца подавать большое количество крови в сосуды, увеличивая скорость кровотока через легкие к работающим мышцам. У высоко тренированных к аэробной работе спортсменов масса сердца увеличивается на 25-30%. Средний объем сердца у здоровых нетренированных мужчин - 700-800 мл [21].

Установлена взаимосвязь между абсолютным и относительным объемами сердца с квалификацией спортсменов, тренирующих выносливость. Велосипедисты высокого класса характеризуются высокими величинами абсолютного объема сердца, превышающими 1000 см3. У велосипедистов-гонщиков объем сердца может увеличиваться до 1300-1400 мл и более [80]. Сердце высокотренированного человека отличается высокой экономичностью работы. Наиболее рациональная адаптация сердца у мужчин отмечается при его объеме 900-950 мл с ЧСС покоя - 60 уд/мин и МПК - 4,3 л/мин. Выходя за эти пределы, происходит нарушение пропорций, обеспечивающих наивысшую экономичность работы и способствующих увеличению МПК, так как существует линейная зависимость между величиной здорового сердца и его функциональной способностью [34]. Установлена взаимосвязь между результатами велосипедистов в соревнованиях и величиной объема сердца. Так, у велосипедистов, занявших I-V места, абсолютные и относительные объемы сердца составляли 1190 см3 и 15,95 см3/кг, а у велосипедистов, занявших с VI по X места - 1090 см3 и 14,5 см3/кг. ЧСС у высококвалифицированных велосипедистов в момент отказа от работы с МПК достигает 188,0±3,0 в 1 минуту. У менее тренированных сердечный ритм перед концом работы может достигать больших величин (201 ±4,0 в 1 мин) [13]. Сердце тренированного спортсмена способно эффективно работать в течение длительного времени (2 часа и более) при ЧСС 180-200 уд/мин, систолическом объеме - 170-200 мл и минутном объеме крови - 35-40 л, то есть поддерживать максимальные показатели сердечной деятельности (90-95% от максимальных величин), в то время работа на уровне предельных или околопредельных величин нетренированных лиц - 5-10 мин [36].

Однако у спортсменов, специализирующихся в видах спорта, связанных с проявлением выносливости и длительное время выступающих на уровне высших достижений, гипертрофия выражена меньше, чем у спортсменов, менее способных к длительному напряженному спортивному совершенствованию. Гипертрофия сердца связана с увеличением систолического объема крови, который у спортсменов в состоянии покоя может достигать 100-110 мл (60-70 мл у нетренированных лиц). При нагрузках, требующих высокой мобилизации сердечной деятельности, систолический объем может достигать 200-220 мл, а у отдельных, выдающихся спортсменов - даже 230-250 мл. Максимально возможный систолический объем у нетренированных мужчин обычно не превышает 110-130 мл, тогда как у хорошо тренированных он может достигать 180-200 мл Следовательно, увеличение систолического объема - это основной результат тренированости спортсмена.

1.3 Воздействие гипоксических условий горной местности на организм спортсменов

Общеизвестно, что горный климат оказывает на организм человека общеукрепляющий и оздоравливающий эффект, обуславливающий повышение спортивных результатов [14, 30]. Это связывают с адаптацией организма человека к гипоксической гипоксии - состоянию организма, являющемуся результатом действия низкого парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, вызывающему снижение напряжения О2 в артериальной крови [14].

Гипоксия любого типа обладает двойным эффектом: она может оказать не только, повреждающее действие на различные ткани и органы, ухудшать состояние организма, умственную и физическую работоспособность, но, наоборот, в результате мобилизации компенсаторных возможностей организма приводит к развитию систем биоэнергетики, дыхания, кровообращения, крови, тканевых механизмов компенсации гипоксии, к усилению структурных и функциональных резервов организма, к повышению работоспособности [1, 4, 16, 29].

В отличие от климата равнины горный климат создает новые условия для существования организма. Попадая в горные условия, человек постепенно приспосабливается, акклиматизируется к ним. Целостный процесс адаптации организма к этим условиям связан с изменениями в различных органах и системах и развитием компенсации, как самих функциональных систем, так и их глубокой взаимной компенсации [34].

Под влиянием физической нагрузки симптомы горной болезни значительно усиливаются даже у людей, хорошо переносящих кислородную недостаточность, и начинают проявляться уже на высоте 1000 м.

Исследуя вопросы влияния кислородного режима в условиях мышечного напряжения на деятельность органов дыхания, кровообращения и кроветворения, ряд авторов [11, 20, 34] отмечают, что в условиях среднегорья возникают характерные изменения вегетативных функций организма человека.

Ответные реакции организма на гипоксию характеризуются большим разнообразием. Трудно назвать систему, индифферентную к кислородной недостаточности [18]. Но наиболее значительные изменения при адаптации к гипоксии возникают в органах, ответственных за этот процесс. В широком смысле адаптация строго специфична вызывающим ее фактором.

В условиях среднегорья длительность задержки дыхания и у спортсменов и у лиц, не занимающихся спортом, снижается. Жизненная емкость легких в начале пребывания на высоте уменьшается, затем в течение 8-15 дней происходит постепенное ее увеличение [11, 30, 37].

Некоторые исследователи наблюдали у спортсменов изменения функций сердечно сосудистой системы в условиях среднегорья. В состоянии покоя они отмечали учащение пульса [37].

Исследования А.З.Колчинской позволили определить, что адаптация к сочетанному действию на организм низкого парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и к тканевой гипоксии, сопровождающей мышечную деятельность _ основной физиологический механизм тренирующего эффекта средне- и высокогорья.

Многие исследователи считают, что механизм адаптации к условиям среднегорья во многом зависит от физической подготовленности спортсмена, а также от его индивидуальной устойчивости к гипоксии [12, 18, 20].

Отдельные исследователи [17, 21, 34] считают, что между высотой над уровнем моря и работоспособностью спортсмена существует обратно пропорциональная зависимость, а именно, чем больше высота, тем ниже работоспособность. У людей, не прошедших предварительной акклиматизации, отмечается значительное учащение дыхания, уже на высоте 1000-2000 м, что примерно соответствует снижению содержания кислорода в крови до 5 %.

К факторам, активно влияющим на акклиматизацию, также относят разность высот постоянного места жительства спортсмена и места проведения сборов и соревнований. Чем меньше эта разность, тем быстрее проходит у спортсменов период острой акклиматизации. Для подготовки спортсменов возможна ступенчатая акклиматизация [27, 30], то есть постепенный подъем в горы с задержкой на высоте 1000 м, 1500-1700 м и далее на высоте свыше 2000 м. Сокращают сроки акклиматизации кратковременные подъемы на большие высоты.

Как мы видим, в условиях горного климата на организм спортсменов влияет ряд природных факторов, из которых пониженное парциальное давление кислорода является основным, способным усилить влияние физической нагрузки и вызвать перестройку физиологических систем с направленностью на улучшение обеспечения организма кислородом, что очень важно для спортивной деятельности.

1.3.1 Адаптация организма велосипедистов к гипоксическим условиям среднегорья и методика построения тренировочного процесса в этот период