Содержание
адаптация организм физическая нагрузка спорт
Введение
1. Проявления адаптации в спорте
2. Реакции адаптации при мышечной деятельности
3. Формирование мышечных систем и реакции адаптации
4. Формирование срочной адаптации
5. Формирование долговременной адаптации
6. Явления деадаптации, реадаптации и переадаптации у спортсменов
Литература
Введение
Большое влияние на совершенствование теории и методики подготовки спортсменов оказывает бурно развивающаяся в последние годы теория адаптации - совокупность достоверных знаний о приспособлении организма человека к условиям окружающей среды.
Понятие адаптация первоначально рассматривалось как биологическое и медицинское. Однако технический прогресс, изменение и усложнение взаимоотношений человека с внешней средой привлекли к проблеме адаптации внимание специалистов самого различного профиля, и в настоящее время понятие адаптация превратилось в общенаучное, широко проникло в сферу спортивной подготовки и соревновательной деятельности. Им пользуются в теории и методике спорта, спортивной физиологии и морфологии, биохимии и биомеханике, психологии и медицине.
Произошло это естественно, так как спорт является сферой человеческой деятельности, в которой функциональные системы организма работают в режиме предельно возможных реакций, что создает хорошие предпосылки для изучения адаптации организма к различным факторам воздействия, в том числе и экстремальным.
Взаимосвязь основных положений теории адаптации и теории и методики спортивной подготовки проявляется в следующем. С одной стороны, современная теория и методика спортивной подготовки при формировании наиболее эффективных средств и методов, принципиальных методических положений становления различных составляющих подготовленности и оптимальной структуры соревновательной деятельности прочно опирается на закономерности, разработанные в пределах теории адаптации. С другой, - многочисленные исследования явлений адаптации, выполненные на материале современного спорта, постоянно расширяют и углубляют эмпирическую основу теории адаптации, приводят к выявлению новых закономерностей, формированию идей и перспективных гипотез, а ряд принципиальных закономерностей теории подготовки спортсменов способствует расширению представлений и обогащению базовых составляющих теории адаптации.
В наиболее общем виде под адаптацией понимают способность всего живого приспосабливаться к условиям окружающей среды.
Выделяют генотипическую и фенотипическую адаптацию.
Генотипическая адаптация, лежащая в основе эволюции, представляет собой процесс приспособления к условиям среды популяций (совокупности особей одного вида) путем наследственных изменений и естественного отбора. Генотипическая адаптация положена в основу эволюционного учения - совокупности представлений о механизмах и закономерностях исторических изменений в живой природе.
Фенотипическая адаптация представляет собой приспособительный процесс, развивающийся у отдельной особи в течение жизни в ответ на воздействия различных факторов внешней среды. Именно этот вид адаптации является предметом многочисленных исследований, проводящихся в последние десятилетия в самых разных областях практической и научной деятельности человека.
При определении адаптации следует учитывать, что она понимается и как процесс, и как результат:
адаптация используется для обозначения процесса, в результате которого организм приспосабливается к факторам внешней или внутренней среды;
под адаптацией понимается результат приспособительного процесса;
адаптация применяется для обозначения относительного равновесия, которое устанавливается между организмом и средой.
1. Проявления адаптации в спорте
Проявления адаптации в спорте исключительно многообразны. В тренировке приходится сталкиваться с адаптацией к физическим нагрузкам самой различной направленности, координационной сложности, интенсивности и продолжительности, использованием широчайшего арсенала упражнений, направленных на развитие физических качеств, совершенствование технико-тактического мастерства, психических функций.
Соревнования, особенно главные (Олимпийские игры, чемпионаты мира, крупнейшие региональные соревнования), связаны не только с предельными физическими нагрузками, но и с наличием экстремальных условий (жесткая конкуренция, сложные климатические и погодные условия, особенности судейства, поведение зрителей), определяющих формирование адаптационных реакций.
Специфические особенности адаптации во многих видах спорта связаны еще и с тем, что человеку приходится взаимодействовать с партнерами и соперниками в условиях тренировки и соревнований посредством использования специального инвентаря (мячи, ракетки, шпаги, боксерские перчатки и др.), что создает дополнительные проблемы приспособления организма к условиям окружающей среды.
Особенностью адаптации в спорте, в отличие от многих других сфер человеческой деятельности, характеризующихся необходимостью приспособления к экстремальным условиям, является многоступенчатость адаптации к усложняющимся условиям внешней среды. Действительно, каждый очередной этап многолетнего спортивного совершенствования, тренировочный год или отдельный макроцикл, каждые соревнования всевозрастающего масштаба ставят перед спортсменом необходимость преодоления очередного адаптационного скачка, диалектического отрицания ранее достигнутого уровня адаптационных реакций. Это предъявляет особые требования к человеческому организму.
Длительное удержание высокого уровня адаптационных реакций в современном спорте характерно для заключительных этапов многолетней подготовки, связанных с сохранением достижений на максимально доступном уровне, и имеет сложную специфику. Высочайший уровень приспособления функциональных систем организма в ответ на продолжительные, интенсивные и разнообразные раздражители может быть сохранен лишь при наличии напряженных поддерживающих нагрузок. И здесь возникает проблема поиска такой системы нагрузок, которая обеспечила бы поддержание достигнутого уровня адаптации и одновременно не вызвала бы истощения и изнашивания структур организма, ответственных за адаптацию. Феногенетические особенности конкретных индивидуумов далеко не всегда позволяют решить эту задачу лишь путем удержания достигнутого уровня адаптации. Возникает сложнейшая проблема поиска методических решений, которые позволили бы сохранить высокий конечный результат при угасании отдельных компонентов адаптации за счет сохранившихся резервов и совершенствования других.
Отдельная проблема адаптации в спорте - развитие адекватных приспособительных реакций в условиях исключительной вариативности соревновательной деятельности, особенно в ситуационных видах спорта, например в спортивных играх и единоборствах. Здесь, по существу, сформировавшиеся долговременные адаптационные реакции служат лишь основой, на которой формируются срочные адаптационные реакции организма спортсмена во время конкретной игры, схватки или поединка. Это предопределяет такое формирование долговременной адаптации, которое, наряду со стабильностью основных адаптационных реакций, обеспечивающих деятельность функциональных систем, предусматривало бы широкую вариативность реакций срочной адаптации при достижении заданного результата. Эта же проблема, правда, в несколько ином аспекте, существует и в видах спорта со стабильными характеристиками движений, например в плавании, беге на средние и длинные дистанции, лыжных гонках, велосипедном спорте и др. Необходимость сохранения результата деятельности (поддержания заданной скорости на дистанции) при прогрессирующем развитии утомления, часто достигающем тяжелых форм и сопровождающемся значительным нарушением гомеостаза организма спортсмена, связана с формированием специфических и исключительно подвижных адаптационных реакций, проявляющихся в существенных колебаниях основных параметров структуры движений, и психических проявлений, обеспечивающих, в конечном счете, эффективное решение двигательной задачи.
Одна из тенденций современного спорта высших достижений - возрастание роли одаренности, ярких индивидуальных особенностей как фактора, определяющего перспективность спортсмена и его способность к достижению действительно выдающихся результатов. Феногенетические особенности большинства выдающихся спортсменов являются примерами оригинальной и в высшей степени эффективной индивидуальной адаптации к наиболее интенсивным и сложным раздражителям тренировочной и соревновательной деятельности. Это касается не только игровых, сложнокоординационных видов спорта или спортивных единоборств, где сама специфика вида требует поиска наиболее эффективной индивидуальной модели срочной и долговременной адаптации, обеспечивающей эффективную тренировочную и соревновательную деятельность, а и видов спорта со стереотипной структурой движений и исключительно однообразной по содержанию соревновательной деятельностью (например, командная велосипедная гонка на 4 км на треке или гребля на байдарках, академическая гребля - двойка, четверка, восьмерка). Когда группа спортсменов выполняет одинаковую работу при идентичном конечном результате, отмечаются очень большие индивидуальные различия в долговременных и краткосрочных адаптационных реакциях функциональных систем, несущих основную нагрузку.
Обогащение теории спортивной подготовки знаниями, накопленными теорией адаптации, требует квалифицированного и взвешенного подхода. В этом случае создаются условия, позволяющие, с одной стороны, реализовать конструктивный синтез знаний, обогащающий теорию спортивной подготовки, а с другой, - обеспечить гарантии ее ревизии на основе схоластичных рассуждений о роли теории адаптации в совершенствовании системы подготовки спортсменов.
2. Реакции адаптации при мышечной деятельности
Понятие адаптация тесно связано с понятием стресс, который рассматривают как состояние общего напряжения организма, возникающее при воздействии исключительно сильного раздражителя. Термин стресс был впервые введен канадским ученым Г. Селье в 1936 г. Им было показано, что при воздействии на организм стрессового раздражителя возможны реакции двух видов:
) если возбудитель слишком силен или действует долго, наступает заключительная фаза стресс-синдрома - истощение;
) если раздражитель не превышает приспособительных резервов организма, активизируются процессы специфической адаптации.
В спортивной тренировке и соревновательной деятельности развитие реакции первого вида отмечается при планировании чрезмерных тренировочных нагрузок, не соответствующих возможностям спортсмена, выступлении в напряженных соревнованиях, отличающихся большой продолжительностью и исключительно острой конкуренцией.
Реакция второго вида является основной, стимулирующей формирование адаптации. Протекающие в пределах реакции этого вида процессы могут носить срочный и долговременный характер. Усиление дыхания или перераспределение кровотока в ответ на физическую нагрузку, увеличение ЧСС при психическом возбуждении и т. п. - примеры срочной адаптации.
Долговременная адаптация возникает постепенно в результате длительного или многократного действия на организм определенных раздражителей. По сути, долговременная адаптация развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в результате постепенного количественного накопления определенных изменений организм приобретает новое качество - из неадаптированного превращается в адаптированный.
Рассматривая взаимодействие срочной и долговременной адаптации, следует указать на то, что переход от срочного, во многом несовершенного этапа адаптации к долговременному - узловой момент адаптационного процесса, так как является свидетельством эффективного приспособления к соответствующим факторам внешней среды. Для перехода срочной адаптации в гарантированную долговременную внутри возникшей функциональной системы должен произойти важный процесс, связанный с комплексом структурных и функциональных изменений в организме, обеспечивающий развитие системы в соответствии с предъявляемыми к ней требованиями. Функциональная система, сформированная у спортсменов в результате долговременной адаптации, представляет собой относительно новое образование (взаимоотношение нервных центров, гормональных, вегетативных и исполнительных органов и др.), необходимое для решения задач приспособления организма к физическим нагрузкам на значительно более высоком уровне функционирования.
3. Формирование функциональных систем и реакции адаптации
Закономерности развития адаптации теснейшим образом переплетаются с закономерностями формирования функциональных систем в том их представлении, которое вытекает из работ.
П.К. Анохин отмечал (1975), что под функциональной системой понимается такая динамическая организация структур и процессов организма, которая вовлекает эти компоненты независимо от их анатомической, тканевой и физиологической определенности. Единственный критерий вовлечения тех или иных компонентов в систему - их способность содействовать получению конечного приспособительного результата, характерного для данной физиологической системы.
Функциональная система, образующаяся в ответ на любую физическую нагрузку, включает в себя три звена: афферентное, центральное регуляторное и эффекторное.
Афферентное звено функциональной системы объединяет рецепторы, нейроны, афферентные нервные клетки в центральной нервной системе. Все эти образования воспринимают раздражения из внешней среды, реакции самого организма, обрабатывают полученную информацию, т. е. осуществляют так называемый афферентный синтез, являющийся стимулом, пусковым элементом адаптации.
В зависимости от характера, величины, направленности, координационной сложности нагрузок афферентный синтез, базирующийся на сложном взаимодействии мотивации, памяти, обстановочной и пусковой информации, протекает достаточно просто, что облегчает формирование функциональной системы, или более или менее сложно, что затрудняет образование такой системы. Относительно однообразная, стандартная или легко прогнозируемая физическая деятельность, характерная для циклических и скоростно-силовых видов спорта, не создает особых сложностей для афферентного звена функциональной системы, проведения афферентного синтеза и принятия решения. Физическая деятельность, требующая сложной координации, особенно при наличии вариативных ситуаций, наоборот, значительно затрудняет этот процесс.
Афферентные импульсы с рецепторов - основное условие образования адаптивной функциональной системы, второе условие формирования такой системы - внешние сенсорные влияния, информирующие о положении частей тела и изменениях в окружающей обстановке. Таким образом, афферентное звено функциональной системы - необходимое условие адаптации к физическим нагрузкам.
Центральное регуляторное звено функциональной системы представлено нейрогенными и гуморальными процессами управления адаптивными реакциями. В ответ на афферентные сигналы нейрогенная часть звена включает двигательную реакцию и мобилизует вегетативные системы на основе рефлекторного принципа регуляции функций. Афферентная импульсация от рецепторов вызывает в коре большого мозга положительные (возбуждение) и отрицательные (торможение) процессы, которые формируют функциональную адаптивную систему. В адаптированном организме нейрогенная часть звена быстро и четко реагирует на афферентную импульсацию соответствующей мышечной активностью и мобилизацией вегетативных функций. В неадаптированном организме такого совершенства нет, мышечное движение будет выполнено приблизительно, а вегетативное обеспечение окажется недостаточным.
Эффекторное звено функциональной адаптивной системы включает в себя скелетные мышцы, органы дыхания, кровообращения, кровь и др. Воздействие физических нагрузок на уровне скелетных мышц характеризуется количеством активируемых моторных единиц; уровнем и характером биохимических процессов в мышечных клетках; особенностями кровоснабжения мышц, обеспечивающими приток кислорода, питательных веществ и удаление метаболитов. Таким образом, увеличение силы, скорости и точности движений, работоспособности при их многократном выполнении в процессе долговременной адаптации достигается двумя основными процессами: формированием в центральной нервной системе механизма управления движениями и морфофункциональными изменениями в мышцах (гипертрофия мышц, увеличение мощности систем аэробного и анаэробного энергообразования, возрастание количества миоглобина и митохондрий, перераспределение кровотока и др.).
Зная закономерности формирования функциональной системы, можно различными средствами эффективно влиять на отдельные ее звенья, ускоряя приспособление к физическим нагрузкам и повышая тренированность, т. е. управлять адаптационным процессом.
Первоначальный эффект любого раздражителя, требующий значительного повышения функциональных возможностей человека, состоит в возбуждении соответствующих афферентных и моторных центров, мобилизации двигательного аппарата, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, механизмов энергообеспечения и других, которые в совокупности образуют единую функциональную систему, специфически ответственную за осуществление данного вида работы. Однако эффективность этой системы невелика: она не обладает ни достаточной мощностью, ни экономичностью, отдельные звенья ее исчерпывают свои возможности даже при работе относительно небольшой интенсивности и продолжительности. Многократное использование раздражителей, приводящих к мобилизации системы, постепенно приводит к развитию долговременной адаптации. При этом главным системообразующим, формирующим ее фактором является результат действия системы. Постоянная информация о достигнутом адаптационном эффекте на основе обратной связи поступает в нервные центры, которые, в свою очередь, обеспечивают регуляцию деятельности исполнительных органов в направлении достижения эффективной долговременной адаптации.
В неадаптированном организме центральная "управляющая" система действует нерезультативно: координация движений несовершенна, интенсивность и продолжительность работы недостаточны. Это связано, прежде всего, с несовершенством существующих межцентральных связей и недостаточным их количеством. В этом случае отмечается неэффективная импульсация, стимулирующая мышцы, которые должны быть вовлечены в работу, и мышцы-антагонисты. Одновременно отмечается дискоординация в деятельности дыхания, кровообращения и мышц.
Систематическая тренировка приводит к расширению межцентральных связей всех моторных уровней мозга, созданию динамического стереотипа как слаженной уравновешенной системы нервных процессов, формирующейся по механизму условных рефлексов. При этом создание стереотипа распространяется на вегетативные функции, т. е. образуется действенная система целостного регулирования выполнения соответствующей мышечной работы.
Адаптация центральной управляющей системы проявляется в автоматизации движений, при этом хорошо закрепленные двигательные навыки выполняются без контроля нервными центрами, что является проявлением экономизации. Накопление фонда условных рефлексов в процессе тренировки способствует расширению возможностей человека к экстраполяции в процессе выполнения сложных двигательных актов.
Понятие адаптация тесно связано с представлением о функциональных резервах, т. е. скрытых возможностях человеческого организма, которые могут быть реализованы в экстремальных условиях.
Биологические резервы адаптации могут быть подразделены на клеточные, тканевые, органные, системные и резервы целостного организма. На уровне клеток резервы адаптации связаны с варьированием числа активно функционирующих структур из общего числа имеющихся и увеличением числа структур соответственно уровню требуемого от органа функционального напряжения. На более высоких уровнях функциональные резервы проявляются в снижении энерготрат на единицу работы, повышении интенсивности и эффективности функционирования различных органов и систем организма. На уровне целостного организма резервы проявляются в возможностях осуществления целостных реакций, обеспечивающих расширение двигательных задач разной сложности и адаптацию к экстремальным условиям окружающей среды.
Для количественного выражения функциональных резервов определяют разность между максимально возможным уровнем активности отдельных органов и систем и уровнем, характерным для состояния относительного покоя. В табл. 1 приведены данные о функциональных резервах различных органов и систем организма людей, не занимающихся спортом, и спортсменов высокой квалификации, специализирующихся в видах спорта, связанных с проявлением выносливости. Эти данные свидетельствуют об исключительно высоких (срочных и долговременных) адаптационных способностях человеческого организма.
4. Формирование срочной адаптации
В качестве примера срочной адаптации можно привести реакции организма нетренированных и тренированных людей на выполнение однократной физической нагрузки, например пробегание с максимальной скоростью дистанции 400 м. Сразу после начала работы наблюдаются резкие сдвиги в деятельности функциональных систем и механизмов, которые к концу работы достигают высоких значений (табл. 2). У неподготовленного человека эти сдвиги при выполнении аналогичной работы ниже, чем у квалифицированного спортсмена, однако также могут достигать существенных значений. Примером срочной адаптации могут также служить данные о перераспределении кровотока при физических нагрузках (табл. 3).
Таблица 1
Функциональные резервы лиц (мужчины), не занимающихся спортом, и спортсменов высокой квалификации
Показатель не занимающиеся спортом Спортсмен высокой к квалификации при сдвигив покоепредельной(количествов покоепрндельной(количествонагрузкераз)нагрузкераз)Жизненная емкость легких, мл BTPS4000--6500--Объем сердца, см3700--1150--Потребление кислорода, мл-кг-1-мин-14,545,0103,87630Максимальный кислородный долг, мл-5600--22 000-Минутный объем кровообращения, л5,824,54,24,24210Продолжительность работы на уровне-101201290 % VO2max, мин
Таблица 2
Реакция организма человека (мужчины, возраст 18-20 лет) на пробегание с максимальной скоростью дистанции 400 м (Амосов, Бендет, 1989)
ПоказательНетренированные спортсменыТренированные спортсмены в покоепосле нагрузкив покоепосле нагрузкиЧСС, уд-мин-17018055210Вентиляция легких, л10758140Минутный объем кровообращения, л6204,530Потребление кислорода, мл-кг-1-мин-1445470Таблица 3
Распределение кровотока в состоянии покоя и при физических нагрузках различной интенсивности (Амосов, Бендет, 1989)
ПокойФизическая нагрузкаКровообращение%легкаясредняямаксимальнаямл*мин мл-мин"1%мл-мин"1%мл-мин"1%Органы брюшной полости14002411001260033001Почки1100199001060032501Венечные сосуды25043504750411004Мышцы12002145004712 5007122 00088Другие органы18503226502730501914506Итого5800100950010017 50010025 100100
Срочные адаптационные реакции обусловлены величиной раздражителя, тренированностью спортсмена, его готовностью к выполнению конкретной работы, способностью функциональных систем организма спортсмена к эффективному восстановлению и др. и в целом достаточно быстро преходящи. Например, нормализация показателей после кратковременных упражнений может произойти за несколько десятков секунд, а может (например, после бега на марафонскую дистанцию) - за 9-12 дней.
Срочные адаптационные реакции могут быть подразделены на три стадии. Наиболее наглядно их наличие проявляется при длительной работе.
Первая стадия связана с активизацией деятельности различных компонентов функциональной системы, обеспечивающей выполнение заданной работы. Это выражается в резком увеличении ЧСС, уровней вентиляции легких, потребления кислорода, накопления лактата в крови и др.
Вторая стадия наступает, когда деятельность функциональной системы протекает при стабильных характеристиках основных параметров ее обеспечения в так называемом устойчивом состоянии.
Третья стадия характеризуется нарушением установившегося баланса между запросом и его удовлетворением в силу утомления нервных центров, обеспечивающих регуляцию движений, и исчерпанием углеводных ресурсов организма. Излишне частое предъявление к организму спортсмена требований, связанных с переходом в третью стадию срочной адаптации, может неблагоприятно повлиять на темпы формирования долговременной адаптации, привести к перенапряжению функциональной системы.
Каждая из указанных стадий срочной адаптации связана с включением функциональных резервов соответствующего эшелона. Первый из них мобилизуется при переходе от состояния относительного покоя к мышечной деятельности и обеспечивает работу до появления явлений компенсированного утомления, второй - при продолжении работы в условиях прогрессирующего утомления. Использование резервов второго эшелона связано с непроизвольным отказом от выполнения заданной работы в связи с исчерпанием соответствующих физических и психических ресурсов. В условиях физических нагрузок, характерных для тренировочной и соревновательной деятельности, все резервы не используются, что дает основание для выделения третьего эшелона резервов, которые мобилизуются организмом лишь в крайне экстремальных условия. Необходимо отметить, что в условиях, характерных для главных соревнований, спортсмены высокого класса часто способны мобилизовать функциональные резервы, находящиеся далеко за границей представлений о возможностях второго эшелона, выявленных в условиях тренировки и участия во второстепенных соревнованиях.
Представленные данные свидетельствуют о большой вариативности темпа движений и шага гребка при проплывании различных отрезков 200-метровой дистанции, что обеспечивает сохранение заданной скорости плавания и даже ее повышение на финише, несмотря на прогрессирующее утомление. Сохранения скорости в течение всей дистанции спортсменка достигла за счет различной координационной структуры движений, эффективного варьирования основных динамических и кинематических характеристик движений в соответствии с изменением функциональных возможностей на разных отрезках дистанции, что указывает на исключительную подвижность сложнейшей функциональной системы, ориентированной на достижение высокого конечного результата.
5. Формирование долговременной адаптации
Формирование долговременных адаптационных реакций проходит четыре стадии.
Первая стадия связана с систематической мобилизацией функциональных ресурсов организма спортсмена в процессе выполнения тренировочных программ определенной направленности с целью стимуляции механизмов долговременной адаптации на основе суммирования эффектов многократно повторяющейся срочной адаптации.
Во второй стадии на фоне планомерно возрастающих и систематически повторяющихся нагрузок происходит интенсивное протекание структурных и функциональных преобразований в органах и тканях соответствующей функциональной системы. В конце этой стадии наблюдается необходимая гипертрофия органов, слаженность деятельности различных звеньев и механизмов, обеспечивающих эффективную работу функциональной системы в новых условиях.
Третью стадию отличает устойчивая долговременная адаптация, выражающаяся в наличии необходимого резерва для обеспечения нового уровня функционирования системы, стабильности функциональных структур, тесной взаимосвязи регуляторных и исполнительных органов.
Четвертая стадия наступает при нерационально построенной, обычно излишне напряжен
Рис. 1. Изменение темпа движений (-), шага гребка
(---) и скорости (-----) у выдающейся спортсменки, специализирующейся в плавании на дистанции 200 м брассом
Рационально построенный тренировочный процесс предполагает первые три стадии адаптации.
Действенное развитие долговременной адаптации связано с систематическим применением нагрузок, предъявляющих высокие требования к адаптируемой системе. Интенсивность развития долговременных адаптационных реакций определяется величиной однократных нагрузок, частотой их применения и общей продолжительностью тренировки. Наиболее эффективно долговременная адаптация развивается при частом использовании больших и значительных нагрузок, предъявляющих высокие требования к функциональным системам организм.
Долговременная адаптация характеризуется увеличением функциональных резервов, являющихся следствием серьезных структурных перестроек органов и тканей, значительной экономизацией функций, повышением подвижности и устойчивости деятельности функциональных систем, налаживанием рациональных и гибких взаимосвязей двигательной и вегетативных функций. Более того, возникновение адаптационных перестроек, не связанных с существенной гипертрофией органов, является наиболее рациональным, так как они более устойчивы к процессам деа-даптации, требуют меньших усилий для поддержания достигнутого уровня и, что весьма важно, не связаны со столь глубокой эксплуатацией генетически обусловленных и ограниченных адаптационных возможностей по сравнению с адаптацией, осуществленной в основном за счет структурных изменений органов, в частности увеличения их массы.
Важнейшее проявление эффективности долговременной адаптации - экономизация деятельности функциональной системы.
На уровне нейрогуморальной регуляции, ответственной за адаптацию систем, экономичность функционирования выражается в повышении реактивности органов, образующих данную систему, к управляющим сигналам - гормонам и медиаторам. Этот сдвиг обеспечивает положение, при котором мобилизация системы при действии на организм факторов внешней среды может быть обеспечена при меньшем выделении регуляторных метаболитов, при меньшем возбуждении регуляторных механизмов.
Уменьшение распада структур организма при больших нагрузках также является одним из показателей экономичности функционирования адаптированной системы. Известно, что снижение концентрации АТФ в тканях - фактор повреждения и распада структур.
Первый тип ("спринтер") способен проявлять мощные физиологические реакции с высокой степенью надежности в ответ на значительные, но кратковременные колебания факторов внешней среды. Однако высокий уровень надежности может поддерживаться относительно короткий срок. Феногенетические свойства "спринтеров" мало приспособлены к выдерживанию длительных нагрузок невысокой интенсивности.
Второй тип ("стайер") феногенетически менее приспособлен к перенесению мощных и кратковременных нагрузок. Однако после относительно непродолжительного периода адаптации способен выдерживать равномерные нагрузки в течение длительного времени в неадекватных условиях. Каждый из этих типов характеризуется выраженными антропометрическими и морфофункциональными различиями.
Между этими крайними конституциональными типами существует определенное количество промежуточных, обозначающихся как "миксты". Знания об адаптационных возможностях "спринтеров", "стайеров" и промежуточных конституциональных типов во многом предопределяют рациональное построение тренировочного процесса, направленного на формирование эффективной долговременной адаптации.
6. Явления деадаптации, реадаптации и переадаптации у спортсменов
Рационально построенная тренировка приводит к резкому возрастанию функциональных возможностей органов и систем организма за счет совершенствования всего комплекса механизмов, ответственных за адаптацию. Применение чрезмерных нагрузок, превышающих индивидуальные адаптационные возможности человека, требующих чрезмерной мобилизации структурных и функциональных ресурсов органов и систем организма, в результате приводит к переадаптации, проявляющейся в истощении и изнашивании функциональных систем, несущих основную нагрузку. Прекращение тренировки или использование низких нагрузок, не способных обеспечить поддержание достигнутого уровня приспособительных изменений, приводит к деадаптации - процессу, обратному адаптации.
В основе истощения и изнашивания функциональных систем, несущих основную нагрузку в процессе тренировочной и соревновательной деятельности, - нарушение баланса между тренировочными и соревновательными нагрузками, с одной стороны, и восстановлением и эффективным протеканием адаптационных реакций - с другой. Состояние переадаптации формируется под влиянием избыточного и нерационального планирования нагрузок, усугубленного недостатками в питании, пренебрежением к эффективному восстановительному периоду, использованию средств стимуляции восстановительных и адаптационных реакций. Основные симптомы переадаптации - снижение спортивных результатов и работоспособности в тренировочных занятиях, общее чувство усталости, депрессия, раздражительность, нарушение сна, повышение ЧСС и замедленное восстановление при нагрузках, потеря аппетита и снижение массы тела, снижение иммунитета. Нормализация состояния спортсмена в случае переадаптации требует комплекса реабилитационно-восстановительных мероприятий, изменения образа жизни, кардинального изменения тренировочного процесса и обычно не может быть осуществлена менее чем за месяц .
Предупредить эти отрицательные явления можно рациональным планированием нагрузок в микро- и мезоциклах, а также в более крупных структурных образованиях тренировочного процесса. Ориентация на развитие комплекса качеств и способностей, определяющих успех в данном виде спорта, при рациональном соотношении и чередовании нагрузок различной преимущественной направленности обеспечивает наиболее эффективный для достижения высоких спортивных показателей вариант адаптации и позволяет избежать негативных последствий высоких нагрузок на отдельные органы и системы.
Прекращение тренировки вызывает интенсивное протекание процессов деадаптации, являющихся выражением замечательной способности организма устранять неиспользуемые структуры. Например, лишение скелетных мышц полноценной физической нагрузки приводит к серьезным изменениям в мышечной ткани. При этом, чем адаптированнее мышечная ткань к физическим нагрузкам, тем интенсивнее протекает процесс деадаптации. Уже на 3-4-й день постельного режима происходит заметное уменьшение массы наиболее активных мышц. Иммобилизация нижних конечностей вследствие переломов приводит к уменьшению площади поперечного сечения мышц на 40-50 %, 5-6-недельная иммобилизация здоровых мышц может привести к уменьшению площади их поперечного сечения на 20-30 %. Атрофия мышечных волокон, обусловленная отсутствием или недостаточной двигательной активностью, касается всех типов мышечных волокон [10]. Атрофия мышечной ткани вследствие иммобилизации приводит к резкому снижению максимальной силы. Важно отметить, что мышечная сила снижается в большей мере, чем атрофируется мышечная ткань. Это происходит вследствие снижения возможностей нервной системы рекрутировать двигательные единицы, в том числе и дегенеративных изменений в нервно-мышечных соединениях. Происходят и другие негативные изменения: уменьшается концентрация гликолитических и окислительных ферментов, отдельные мышечные волокна подвергаются некрозу. Все эти негативные последствия длительного неиспользования мышечной ткани могут быть устранены в процессе реабилитации и реадаптации не полностью.
Примерно так же протекает процесс деадаптации и в системах энергообеспечения. Так, деадаптация в отношении возможностей аэробной системы энергообеспечения протекает особенно интенсивно у тех спортсменов, специализация которых обусловлена необходимостью выполнения больших объемов работы аэробного характера (рис. 2).
Следует отметить, что процесс деадаптации при прекращении тренировки протекает более интенсивно по сравнению с процессом реадаптации после ее возобновления. Уже через 15 дней после прекращения занятий интенсивно развивался процесс деадаптации, что проявилось по всем изучаемым показателям. В течение 15 дней после возобновления тренировки восстановить ранее достигнутый уровень адаптации спортсменам не удалось.
Однако эти данные отражают протекание деадаптации в условиях, которые крайне редко встречаются в практике, обычно при серьезных травмах или при других заболеваниях, требующих длительного лечения в условиях постельного режима. Рассмотрим, что происходит, если процесс адаптации протекал целесообразно, затем тренировка была прекращена или стали применяться нагрузки значительно ниже уровня, способного обеспечить поддержание достигнутых приспособительных изменений. В этих случаях направленность процесса деадаптации аналогична, однако темпы устранения достигнутых изменений тем выше, чем ниже уровень двигательной активности. Процесс деадаптации протекает интенсивно при полном прекращении тренировки. В то же время продолжение занятий даже при резко сниженном объеме (25-30 %) способно охранить ранее достигнутый тренировочный эффект в течение достаточно длительного времени - не менее 2-3 месяцев.
Процесс деадаптации протекает разновременно по отношению к адаптационным перестройкам различных функциональных систем. Более высокая устойчивость адаптационных изменений в коре большого мозга по сравнению со следами более простых адаптационных реакций проявляется, в частности, в том, что в процессе деадаптации после полного прекращения физических нагрузок аэробные возможности организма и связанная с ними выносливость к длительной работе угасают относительно быстро. Специальные двигательные навыки сохраняются длительное время и могут быть успешно продемонстрированы детренированным человеком. Повышенные в результате тренировки значения максимального потребления кислорода снижаются значительно медленнее, чем активность оксидативных ферментов, которая может снизиться уже через 1- 2 недели после прекращения тренировки, а через несколько недель вернуться к исходному уровню. В ою очередь, эти ферменты обладают способностью к быстрому восстановлению активности при возобновлении тренировки. Связано это с тем, что ферменты, как и другие белковые молекулы, отличаются ограниченной продолжительностью существования. Они образуются и расщепляются в непрерывном цикле, в котором биологический период полураспада большинства митохондриальных ферментов - около недели, а гликолитических - от одного до нескольких дней.
Важнейшие параметры аэробной системы энергообеспечения подвержены деадаптации в более короткие сроки по сравнению с основными показателями, отражающими возможности анаэробной системы. Уже через 2-4 недели после прекращения напряженной тренировки систолический объем снижается на 10-15 %. В течение этого периода наблюдается резкое уменьшение активности окислительных ферментов. Снижение активности окислительных ферментов на 50 % и более не сопровождается уменьшением активности гликолитических ферментов. Это приводит к тому, что уже через 4 недели детренировки сохранение работоспособности при выполнении стандартной работы смешанного аэробно-анаэробного характера связано с существенным увеличением доли ее анаэробного обеспечения.
Важным является и то, что деадаптация протекает неравномерно: в первые недели после прекращения тренировки наблюдается значительное снижение функционального резерва адаптированной системы, в дальнейшем процесс деадаптации замедляется. В скрытом виде адаптационные реакции сохраняются длительное время и служат основой для более быстрого восстановления утраченного уровня адаптации при возобновлении тренировки после длительного перерыва по сравнению со временем, затраченным на первоначальное формирование адаптации.
Важно учитывать и то, что чем быстрее формируется адаптация, тем сложнее удерживается достигнутый уровень и тем быстрее она утрачивается после прекращения тренировки. В частности, период угасания силы после прекращения ее тренировки прямо связан с продолжительностью формирования адаптации: чем интенсивнее и кратковременнее была тренировка, направленная на развитие силы, тем быстротечнее период ее угасания при прекращении регулярных занятий.
Частое чередование процессов адаптации и деадаптации приводит к чрезмерной эксплуатации генетически детерминированных способностей к формированию эффективных приспособительных изменений в организме. Следует помнить, что поддержание структурных основ адаптации с помощью умеренных физических нагрузок несоизмеримо благоприятнее, чем многократное повторение циклов деадаптация - реадаптация. Многократная активация биосинтеза, необходимая для многократного восстановления утраченного уровня адаптации, может привести к своеобразному локальному изнашиванию звеньев функциональной системы, ответственной за адаптацию. Следует признать, что эта точка зрения имеет под собой веские основания, несмотря на наличие большого экспериментального материала, свидетельствующего о достаточно быстром восстановлении утраченного уровня адаптации после возобновления эффективной тренировки.
Однако значительно чаще встречается другая крайность: продолжение длительной и напряженной тренировки при достижении спортсменом предельных индивидуально обусловленных границ адаптации к тренировочным воздействиям определенного типа. Особенно это проявляется в ежегодном планировании больших объемов работы аэробной и аэробно-анаэробной направленности в тренировке спортсменов, достигших околопредельных или предельных показателей аэробных возможностей.
Чрезмерные физические нагрузки могут иметь для организма отрицательные последствия, которые проявляются, во-первых, в прямом изнашивании функциональной системы, особенно ее звеньев, несущих основную нагрузку; во-вторых, в явлениях отрицательной перекрестной адаптации, т. е. в нарушениях функциональных систем и адаптационных реакций, не связанных с физической нагрузкой.
Чрезмерные, нерационально спланированные физические нагрузки могут стать причиной появления некроза как в мышцах, так и в миокарде. При непомерных нагрузках наблюдаются утолщение и затвердение мышечных волокон, склонность к образованию трещин на измененных участках, возникновение меж- и внутриклеточных отеков и др. Чрезмерные нагрузки могут привести к патологической гипертрофии миокарда, развитию в нем дистрофических и склеротических изменений, нарушению обмена веществ, нейрогуморальной регуляции. Острое физическое перенапряжение может также привести к кровоизлиянию в сердечную мышцу, в частности к острому инфаркту миокарда с развитием острой недостаточности сердца, острой дистрофии миокарда.
Есть данные, свидетельствующие о том, что спортсмены высокого класса, хорошо адаптированные к нагрузкам на выносливость, подвергаются риску внезапной смерти от остановки сердца во время и сразу после предельных физических нагрузок в большей мере, чем люди, не занимающиеся спортом.
Функциональная система, длительно подвергавшаяся нагрузкам, стимулирующим формирование адаптационных реакций, может изнашиваться в результате исчерпания детерминированных способностей к приспособительным изменениям, а также локального старения перегружаемых звеньев системы. В основе изнашивания функциональной системы - нарушение закономерностей формирования долговременной адаптации. Здесь ледует отметить чрезмерные, часто повторяющиеся однонаправленные нагрузки, свидетельствующие о длительном, постоянно действующем стрессе; частое чередование явлений адаптации и деадаптации, связанное с нерациональным чередованием периода нагрузок с периодом их отсутствия; чрезмерное использование нагрузок, приводящих к адаптации функциональной системы преимущественно за счет гипертрофии органов, а не за счет эффективности их функционирования при умеренной гипертрофии. В числе причин переадаптации следует назвать также нарушение в процессе отдельных тренировочных занятий, дней, микроциклов необходимых соотношений между объемом и характером тренировочных воздействий, с одной стороны, и энергетическим потенциалом организма и возможностями к адаптации соответствующих биологических структур - с другой. В таких случаях происходит переадаптация органов и функциональных механизмов, несущих наибольшую нагрузку.
Высокая адаптация организма спортсменов к физическим нагрузкам может снижать резистентность к другим факторам окружающей среды. Например, тренировка во многих видах спорта приводит к уменьшению количества жировой ткани и снижению энергетического эффекта норадреналина и, следовательно, уменьшает возможность теплопродукции при действии холода. В связи с этим объяснима подверженность простудным заболеваниям хорошо подготовленных спортсменов, особенно специализирующихся в тех видах, где возникает проблема снижения массы тела - в боксе, борьбе, тяжелой атлетике. С жировым истощением, являющимся следствием чрезмерных нагрузок, часто бывает связано и нарушение продуцирования половых гормонов, что может приводить к нарушению полового созревания и менструального цикла у спортсменок, специализирующихся в видах спорта, требующих уменьшения жира в организме [35, 29].
Подверженность спортсменов, переносящих предельные физические нагрузки, заболеваниям объясняется и нарушением клеточного и гуморального иммунитета, а также гормональными нарушениями. Если оптимальные нагрузки повышают иммунологическую активность организма, то чрезмерные нагрузки приводят к снижению иммунореактивности. С целью профилактики снижения иммунитета на фоне применения высоких тренировочных и соревновательных нагрузок, состояния готовности к стартам возникает необходимость в иммуностимулирующей терапии.
Отрицательные эффекты адаптации не являются неизбежными, они - следствие нерационально построенного процесса подготовки, применения чрезмерных, не соответствующих возможностям спортсмена нагрузок; планирования направленности тренировочного процесса без учета этапа возрастного развития спортсмена.
Литература
1. Бутченко Л. Сердце спортсмена // Спорт в современном обществе: Сб. науч. материалов всемирного науч. конгресса (Москва, ноябрь 1974 г.). - М.: Физкультура и спорт, 1974. - С. 192.
2. Виноградов М.И. Принципы центральной нервной регуляции рабочей деятельности: Руководство по физиологии труда. - М.: Медицина, 1983. - С. 23-34.
3. Давиденко Д.Н. Методологические подходы к исследованию функциональных резервов спортсменов // Физиол. проблемы адаптации. - Тарту: Минвуз СССР, 1984. - С. 118-119.
4. Дембо А.Г. Причины и профилактика отклонений в состоянии здоровья спортсмена. - М.: Физкультура и спорт, 1981. - 118 с.
5. Зимкин Н.В. Физиологическая характеристика особенностей адаптации двигательного аппарата к разным видам деятельности // IV Всесоз. симпоз. по физиол. пробл. адаптации (Таллин, 1984). - Тарту: Минвуз СССР, 1984. - С. 73-76.
6. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения. - К.: Олимпийская литература, 2004. - 808 с.
7. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. - М.: Советский спорт, 2005. - 820 с.
8. Пшенникова М.Г. Адаптация к физическим нагрузкам // Физиология адаптационных процессов. - М.: Наука, 1986.
С. 124-221.
9. Солодков А.С., Сологуб Е.Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная. - М: Советвкий спорт, 2008. - 620 с.
10. Павлов С. Е., Кузнецова Т. Н. Адаптация и стресс в спорте // В сб.: "Актуальные вопросы медицинской реабилитации в современных условиях" – М., 1999 – С. 307-312.
11. Меерсон Ф. З. Адаптация, стресс и профилактика. - М.: Наука, 1981. – 278 с.
12.Меерсон Ф. З., Пшенникова М. Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. – М.: Медицина, 1988. – 256 с., ил.