Восстановление, понятие и значение.
После окончания мышечной работы наступает восстановительный, или послерабочий, период. Он характеризуется степенью изменения функций организма и временем, которое необходимо для их восстановления до исходного уровня. Изучение восстановительного периода необходимо для оценки тяжести конкретной работы, определения ее соответствия возможностям организма и установления длительнос
ти необходимого отдыха.
Биологическая роль послерабочего периода состоит не только в
восстановлении уровня измененных функций и энергетических ресурсов
организма, но и в функциональных и структурных перестройках, т. е. в
формировании эффекта тренированности.
Строго говоря, после физической нагрузке имеет место не восстановление
функций до исходных данных в буквальном смысле слова, а переход к новому
состоянию, отличному от дорабочего. Ведь если предположить, что происходит
только восстановление, то нельзя понять характер увеличения силы, скорости
и выносливости под влиянием тренировки. Поэтому не случайно многие
исследователи пытались заменить термин “восстановление” понятиями следовой”
процесс” или “последействие”.
Восстановительный период рассматривают как конструктивный. В это время
возникает суперкомпенсация в процессах обмена веществ в гладкой и скелетной
мускулатуре. Явление суперкомпенсации проявляется в большем накоплении
энергетических резервов в скелетных мышцах, в накоплении пластических
материалов, обуславливающих их гипертрофию. Все эти изменения – непременное
условие повышения функциональных возможностей организма, составляющее
содержание состояния тренированности. Возникновение функциональных и
морфологических изменений в организме под влиянием нагрузки, которые
реализуются в восстановительном периоде, - условие развития и
совершенствования организма человека.
Физиологические механизмы восстановления.
В период восстановления развертывается своеобразный спектр различных
реакций. Последействие работы характеризуется усилением кровообращения
(увеличены частота сердечных сокращений, минутный объём крови, максимальное
артериальное кровяное давление, расширена капиллярная сеть в работающих
мышцах, уменьшено количество депонированной крови), повышением температуры
работавших мышц, их тонического напряжения и возбудимости, изменением
состояния центральной нервной системы и анализаторов, а также желез
внутренней секреции.
3
Известно, что природа восстановительного периода с точки зрения
физиологического механизма заключается в так называемых следовых явлений в
тканях и центральной нервной системе. Следовые процессы – это общее
свойство функционирования различных структур живого организма. Они
достаточно полно представлены на различных “этажах” организации мышечной и
нервной ткани. Принципиальная сущность следовых явлений в центральной
нервной системе и в тканях вскрыта в трудах И. М. Сеченова, И. П. Павлов,
Н.Е. Введенского.
Развивая положения своих учителей, А. А. Ухтомский сравнивал одиночный
нервный импульс с кометой, хвост которой тянется после прохождения головной
части. Этот “хвост” – следовый процесс – неоднороден. Для него характерны
фазные изменения возбудимости. Они определяют судьбу последующей реакции
ткани. При оптимальных раздражениях каждая “волна возбуждений наиболее
полно утилизирует положительное последействие предшествующей волны”. Важно
и другое принципиальное положение. Следовые реакции могут смещаться в
процессе деятельности, в ходе выполнения рабочего движения.
В учении о доминанте следовым явлением отведена заметная роль. Для
понимания следовых реакций в условиях мышечной деятельности важно
представление о доминанте как функциональном объединении, состоящем не
только из коркового, но и субкортикальных, вегетативных и гуморальных
компонентов. Одной из основных черт доминанты является инертность, т. е.
способность удерживать и продолжать начавшееся возбуждение и тогда, когда
первоначальный стимул к возбуждению миновал. Оказалось, что сохранение
доминантных свойств очагом возбуждения в сенсомоторной области после
выключения раздражения, вызвавшего доминанту, нередко достигает 20-30 мин.
Таким образом следовый процесс, созданный доминантным очагом, может быть
достаточно стойким и инертным, что позволяет удерживать возбуждение и
тогда, когда источник раздражения удален.
Для объяснения механизмов следовых реакций в нервной системе нередко
используют представления о циркуляции (ревербации) импульсов в цепях
нейронов. По мнению Л. Л. Воронина (1964), гипотеза о циркуляции импульсов
находит подтверждение в исследованиях на разных уровнях нервной системы, в
том числе и в коре головного мозга.
Следовые реакции в коре больших полушарий были широко изучены при
исследовании феномена последовательной индукции. Известно, что под этим
понимается возникновение противоположного по знаку нервного процесса,
следующего за окончанием действия раздражителя. Следовый процесс мог
характеризоваться “положительной фазой индукции” (положительная индукция)
или “отрицательной фазой индукции” (отрицательная индукция). И хотя
представления И. П. Павлова о механизме индукции как движении нервных
процессов в коре головного
4
мозга не соответствуют современным данным, некоторые закономерности
отмеченного феномена представляют интерес для характеристики следовых
процессов. Оказалось, что как положительное, так и отрицательное проявление
индукции находится в зависимости от силы первичного нервного процесса и его
концентрации. Так, при слабом тормозном процессе, а также при чрезмерной
его концентрации трудно получить достаточно выраженный эффект в виде
положительной индукции. Необходим какой-то оптимум интенсивности нервного
процесса, чтобы наблюдать индукционное последействие. Таким образом,
отмечены временный. Преходящий характер следовых реакций, зависимость их от
упроченности основных нервных процессов.
Для понимания природы восстановительного периода представляет интерес так
называемое трофическое направление в изучении процессов последействия. В
1890 г. И. П. Павлов опубликовал статью “Баланс азота в слюнной
подчелюстной железе при работе (материалы к учению о восстановлении
функционирующей железистой ткани)”. В ней великий физиолог вскрыл ряд
интересных закономерностей, не потерявших значения и в настоящее время. Вот
некоторые из них:
1. В работающем органе наряду с процессами разрушения и истощения происходит процесс восстановления. Причем в противовес прежним представлениям К. Бернара (1878) он наблюдается не только после окончания работы, но и, главное, уже в процессе деятельности;
2. Взаимоотношения истощения и восстановления определяются интенсивностью работы: во время интенсивной работы восстановительный процесс не в состоянии полностью компенсировать расходы железы, поэтому полное возмещение потерь наступает позднее, во время отдыха;
3.Восстановление израсходованных ресурсов происходит не до
исходного уровня, а с некоторым избытком (явление избыточной компенсации).
Исследуя последействие утомительных мышечных нагрузок, Н. Н. Яковлев “на
биохимическом уровне” подтвердил положение И. П. Павлова о возможности
сверхвосстановления источников энергии в период отдыха. Он установил, что
после мышечной работы на определенных этапах восстановления отмечается
суперкомпенсация гликогена.
Основные закономерности восстановления.
Восстановление функций после работы характеризуется рядом существенных особенностей, которые определяют не только процесс восстановления, но и преемственную взаимосвязь с предшествующей и последующей мышечной деятельностью, степень готовности к повторной
5 работе. К числу таких особенностей следует отнести: 1) неравномерное течение восстановительных процессов;
2) фазность восстановления мышечной работоспособности;
3) гетерохронность восстановления различных вегетативных функций;
4) неодновременное восстановление вегетативных функций, с одной стороны, и мышечной работоспособности, с другой.
Неравномерность восстановительных процессов. Согласно А. Хиллу, процесс
восстановления, в частности ликвидация кислородной задолженности, имеет
экспоненциальный характер. Причем вначале восстановления идет быстро, а
затем медленно (“ползком”). В наиболее отчетливой форме подобный двухфазный
период восстановления выражен после тяжелой работы; после умеренной работы
ликвидация кислородного долга носит, как правило, однофазный характер, т.
е. имеет место только фаза быстрого восстановления потребления кислорода к
исходным данным.
По А. Хиллу, подобное фазное восстановление – результат влияния двух
факторов:
1) несоответствия между кислородным запросом в период восстановления и интенсификацией функции кровообращения. После работы происходит быстрое восстановление сердечно – сосудистой системы и снабжение кислородом становится неадекватным потребностям в нем – ликвидация кислородного долга заменяется;
2) поведения молочной кислоты. Первая, быстрая, фаза ошибочно связывалась с процессом окислительного ресинтеза молочной кислоты в мышцах, вторая, медленная, - с окислительным удалением молочной кислоты, диффундировавшей из мышцы.
В настоящее время неравномерное восстановление функций прослежено не
только по величине потребления кислорода, но и по величине других
послерабочих реакций. Оказалось, что фазность восстановления зависит и от
тяжести работы, и от характера мышечной деятельности (динамические
упражнения различной интенсивности, статические и силовые упражнения). Так
после выполнения упражнений максимальной интенсивности за первые 5 мин.
ликвидация кислородного долга происходила почти в пять раз быстрее, чем за
последующие 13 мин. периода восстановления.
Таким образом неравномерность восстановления вегетативных и двигательных
функций составляет отличительную черту восстановительного процесса.
6
Фазность восстановления мышечной работоспособности. Существенной
особенностью восстановительного периода является фазный характер
восстановления мышечной работоспособности.Первые исследования фазного
характера восстановления работоспособности относятся к 20-м годам нашего
столетия. Так, в работе Л. Л. Васильева и А. Л. Князевой (1926) было
показано, что сила мышц при повторных усилиях зависит от величины отдыха.
Авторы объясняют эти результаты проявлением фазных изменений
работоспособности в период восстановления. В другой, более значительной,
работе – М. В. Лейкина (1951) изучалось возбудимость “рабочего органа”
после максимальных статических напряжений. Осуществление повторных усилий в
стадии повышенной возбудимости приводит к увеличению силы мышц; наоборот,
повторные же усилия, произведенные в период пониженной возбудимости,
характеризуются меньшими результатами.
Для характеристики следовых изменений работоспособности широко
используется метод повторной работы до отказа (до полного утомления). При
повторном беге на 200-400 м первая фаза (пониженной работоспособности)
продолжалась 15 мин., период сверхвосстановления – последующие 5 мин.
При многократном повторении упражнений восстановительный период
характеризуется специфическими особенностями. Основное различие заключается
в том, что после второго и последующих повторений силовых упражнений и
статических усилий в следовом процессе отсутствует фаза сверхисходной
работоспособности. Восстановление происходит на 90-100 % по сравнению с
исходными данными.
Гетерохронизм восстановительных процессов. Важной особенностью
восстановительных процессов является неодновременное (гетерохронное)
возвращение после проделанной работы различных показателей к исходному
уровню. Еще в 1930 гю М. Е. Маршак показал, что восстановление потребления
кислорода, легочной вентиляции, величины пульса, артериального давления и
температуры кожи у работавших мышц происходит в разные сроки.
В ряде исследований гетерохронность восстановления функций прослеживалась
в связи с совершенствованием функции при повышении тренированности. Чем
короче время между восстановлением показателей кровообращения и дыхания,
тем более активно протекают восстановительные процессы.
Данные полученные в период восстановления, по сравнению с данными,
полученными при работе, существенно изменяют взаимосвязь между различными
показателями гемодинамики. Оказалось, что величина минутного объёма крови с
высокой степенью достоверности коррелирует с частотой сердечных сокращений.
В то же время связь этой величины с систолическим объёмом сердца снижается.
Одновременно установлены
7
неоднозначные сосудистые реакции в работавших и не работавших конечностях.
Наблюдается своеобразная взаимосвязь в период восстановления между
периферическим сопротивлением и другими показателями кардиогемодинамики.
Между тем оценка взаимосвязи следовых сдвигов работоспособности и
вегетативных функций представляет значительный интерес для практики, так
как позволяет наметить объективные критерии готовности спортсмена к
повторной мышечной деятельности, а также определить наиболее рациональные
режимы сочетания мышечной работы и отдыха.
Использование закономерностей восстановления для оптимизации тренировочного процесса.
Одним из ведущих принципов современной методики тренировки является
использование в спортивной практике повышенных нагрузок, естественно
научной основой которых является физиологический “закон суперкомпенсации”,
согласно которому восстановительные процессы, следующие вслед за
интенсивными энергетическими затратами, приводят к функциональному уровню,
превышающему исходные величины. В данном случае можно столкнуться с двумя
состояниями, взаимно противоположными: первое – от одной нагрузки до другой
проходит период времени, достаточный для нормального течения
восстановительных процессов, в результате чего происходит повышение
работоспособности и нарастание тренированности; во втором – промежутки
отдыха между нагрузками недостаточны для восстановления организма, на фоне
чего происходит его хроническое истощение и как следствие – переутомление.
Известно, что последействие различных по степени напряжений по своей
продолжительности неодинаково. Так, разные физиологические функции после
мышечной деятельности восстанавливаются неодновременно: одни через
несколько минут, другие – часов и даже суток.
Тренеру необходимо знать о наиболее оптимальной продолжительности отдыха
между упражнениями и тренировочными занятиями с тем, чтобы дать возможность
организму юного гребца восстановиться.
Не вызывает сомнения, что при утомительной работе уровень
работоспособности спортсмена снижается. И для того, чтобы работу можно было
начать с должным эффектом, необходимо выждать определенный промежуток
времени, до тех пор, пока пройдет утомление. В таких случаях говорят о
восстановлении работоспособности спортсмена.
Нередко в спортивной практике приходится встречаться с фактом, когда при
явно сниженной работоспособности юноши справляются с большими нагрузками.
Надо полагать, что это делается за счет предельной мобилизации всех
ресурсов организма и тяжело сказывается на его последующем состоянии.
Снижение работоспособности в этом случае
8
может быть обнаружено тщательной регистрацией координации движений, учетом
величин физиологических сдвигов при работе и анализом хода
восстановительных процессов.
При оценки критериев готовности к работе следует помнить, что огромное
число физических упражнений, мышечных нагрузок предопределяет такое же
разнообразие тестов и индикаторов следовых сдвигов мышечной
работоспособности.
Совсем недавно считалось, что время необходимое для отдыха определяется
длительностью ликвидации кислородной задолженности. Но всё гораздо сложнее.
Во-первых, длительность необходимого отдыха не измеряется длительностью
восстановительного процесса. Во-вторых, неодновременный характер
восстановления функций затрудняет определение времени, необходимого для
отдыха после работы.
В настоящее время исследователи данного вопроса при характеристике степени
готовности организма к повторным упражнениям отдают предпочтение различным
показателям:
1. Одни в основу готовности организма кладут показатели повторной работы (величина работы в кгм, сопротивляемость утомлению, сдвиги динамометрии).
2. Другие руководствуются показателями сердечно- сосудистой системы (частота пульса, пульсовая сумма восстановления).
3. Третьи преимущественно ориентируются на показатели энергетического обмена.
Выявлено что после утомительных нагрузок работоспособность в течение некоторого промежутка времени снижена, затем постепенно повышается, достигает исходного уровня и на этом, как оказалось, не прекращает своего развития, а продолжает нарастать. Наступает фаза повышенной работоспособности, или “суперкомпенсации”. Этот период характеризуется хорошей подготовкой спортсмена к повторному выполнению упражнения. Если в период повышенной работоспособности не происходит выполнения новой нагрузки, то работоспособность постепенно снижается, приближаясь к исходному уровню.Указанные фазы изменения работоспособности после утомительной работы характеризуют общие закономерности, необходимые во всех видах спорта, в том числе и в гребном. Эти закономерности объясняют, почему происходит рост спортивных результатов и когда совершается та перестройка в организме, которая характеризует рост его тренированности. Из сказанного ясно, что процесс перестройки организма совершается не столько во время самого тренировочного занятия, сколько после него.
9
Поэтому надо рассматривать отдых не как второстепенную, необязательную
часть тренировочного процесса юных гребцов, а, напротив, уделить ему
почетное место в их подготовке, как необходимое условие не только для
восстановления отданной энергии и ликвидации последействий утомления, но и
для дальнейшего роста сил, для подъема уровня тренированности на
качественно новую, более высокую ступень.
Замечено, что по мере роста тренированности фазы изменения
работоспособности становятся относительно менее выраженными, а интервал
времени, необходимый для наступления фазы повышенной работоспособности,
сокращается. В этом случае адаптивные возможности организма расширяются.
Тренер должен уметь педагогически правильно оценивать нагрузку, характер
её воздействия на организм юного спортсмена и своевременно предупреждать
реадаптивные изменения в организме.
Список литературы: В. М. Волков
Восстановительные процессы в спорте.
М; 1977, ФиС
В. М. Волков
Спортсменам об отдыхе.
М; 1972, ФиС
Ю. Н. Чусов
Физиология человека.
М; Просвещение 1981
А. К. Чупрун Ю. К. Шубин
Планирование тренировочных нагрузок в процессе многолетней подготовки гребцов на байдарках и каноэ. Волгоград, 1985
10
ПЛАН
1. Восстановление, понятие и значение.
2. Физиологические механизмы восстановления.
3. Основные закономерности восстановления.
а) Неравномерность
б) Фазность
в) Гетерохронность
4. Использование закономерностей восстановления для оптимизации тренировочного процесса.
2