Общие физиологические закономерности улучшения здоровья при занятиях физическими упражнениями

Систематическое выполнение человеком физических упражнений вы­зывает как минимум два положительных функциональных эффекта.

1. Усиливаются максимальные функциональные возможности всего организма в целом и его ведущих систем (дыхания, крови, кровообращения). Об этом свидетельствует рост максимальных величин физиологических пока­зателей, характеризующих деятельность этих систем во время выполнения предельных тестовых физических нагрузок. Например, о повышении аэроб­ной выносливости говорят увеличение предельных величин МОК и МПК при выполнении максимальных аэробных нагрузок.

2. Повышается эффективность (экономичность) деятельности всего организма в целом и его органов и систем при выполнении дозированной мышечной работы. Об этом свидетельствует уменьшение физиологических реакций ведущих висцеральных систем (кровообращения, дыхания) при вы­полнении стандартной немаксимальной работы. Так, в частности, при выпол­нении одинаковой нагрузки у тренированного человека, по сравнению с не­тренированным, или у одного и того же человека после 2-3-месячного перио­да аэробной тренировки имеют место меньшие функциональные сдвиги (ЧСС, артериального давления, легочной вентиляции, температуры тела, кон­центрации лактата в крови), а также снижение энергетических расходов (на­пример, уменьшение потребления кислорода) при выполнении такой же на­грузки.

Однако не всякая даже систематическая физическая активность может считаться тренирующей, поскольку повышение функциональных возможно­стей органов, физиологических систем и организма в целом происходит толь­ко в том случае, если физические нагрузки у человека достигают или превы­шают пороговую величину. Такая пороговая тренирующая нагрузка должна превышать привычную повседневную бытовую и производственную работу мышц. Основное правило при выборе величин пороговых тренирующих на­грузок состоит в том, чтобы они находились в соответствии с текущими функциональными возможностями конкретного человека. Одна и та же на­грузка может быть пороговой или надпороговой для малотренированнного человека и ниже пороговой, а потому неэффективной, для тренированного. Следовательно, принцип индивидуализации подхода к дозированным оздоро­вительным тренирующим упражнениям базируется на физиологической ос­нове пороговости любого воздействия вообще, и физических нагрузок в част­ности. Следующее условие - постепенность повышения нагрузок - также яв­ляется следствием физиологического принципа пороговости нагрузок, так как последние по мере повышения функциональных возможностей человека вы­полнять физические упражнения должны постепенно увеличиваться.

Таким образом, для сохранения и улучшения состояния здоровья лиц разного возраста, пола и, что наиболее существенно, людей, обладающих различной исходной физической работоспособностью, требуются неодинако­вые пороговые нагрузки.

Основными параметрами физической нагрузки являются интенсив­ность (или мощность), длительность ее выполнения и частота занятий в неделю, которые вместе определяют объем нагрузки. Любой из этих пара­метров играет самостоятельную роль в определении тренирующего эффекта. В то же время их взаимовлияние столь велико, что выделить относительную роль каждого из них и степень взаимосвязи между ними не представляется возможным. Эффект использования физиологически обоснованных физиче­ских нагрузок в оздоровительных целях показан на рис. 23.5. Из представ­ленных данных следует, что в возрасте 18-28 лет и 40-50 лет лица, исполь­зующие дополнительные физические нагрузки, имеют существенно большие функциональные резервы кардио-респираторной системы по сравнению с людьми, ведущими «сидячий» образ жизни. У первых значительно больше МПК (основной показатель здоровья) и меньше ЧСС в покое (см. рис. 5).

Интенсивность физических нагрузок - один из основных параметров, нормируемых (задаваемых) при их использовании в оздоровительных целях. Имеется два физиологических подхода к определению интенсивности на­грузки. Первый заключается в прямом измерении скорости потребления ки­слорода - абсолютной (л/мин) или относительной (% МПК) - во время вы­полнения физических упражнений. Остальные методы косвенные. Основаны они на наличии прямой зависимости между интенсивностью аэробной на­грузки и изменением физиологических показателей во время ее выполнения (ЧСС, легочная вентиляция). Например, в практических целях для определе­ния интенсивности физической нагрузки чаще всего используется прямая за­висимость между мощностью работы (величиной потребляемого кислорода) и ЧСС.

Зависимость тренировочного эффекта от интенсивности (мощности) совершаемой человеком работы показана на рис. 23.6. Прирост МПК начинается в случае, если мощность тренировочной нагрузки составляет не менее 50-60% от исходной МПК. Увеличение интенсивности физической работы более чем на 75-80% от МПК не приводит к существенному увеличению аэробных возможностей человека (речь идет о неспортсменах) и, следова­тельно, улучшению его здоровья. Наиболее простым методом определения (и контроля) интенсивности тренировочных нагрузок у человека является изме­рение ЧСС. В основе определения интенсивности (мощности) тренировочной нагрузки по ЧСС лежит прямая связь между ними: чем больше величина аэробной нагрузки, тем выше ЧСС. Для определения интенсивности трениро­вочной нагрузки у людей разного пола, возраста и уровня физической подго­товленности (тренированности) используют не абсолютные, а относительные величины ЧСС. На практике чаще используется относительная рабочая ЧСС - выраженное в процентах отношение ЧСС во время нагрузки, то есть рабо­чей ЧСС (ЧССр) к максимальной для данного человека ЧСС (ЧССмакс):

ЧСС_р

%ЧСС= ——---—-100%

ЧСС макс

Рис. 5. Максимальное потребление кислорода (1) и частота сердечных сокращений в покое (2) у мужчин 18-28 и 40-50 лет, тренирующихся в беге на длинные дистанции, и нетренированных

Рис. 6. Зависимость прироста величин максимального потребления кислорода (мл/мин/кг) от интенсивности (% МПК) тренировочных нагрузок

Приблизительно ЧССмакс можно рассчитать по формуле:

ЧССмакс⁼ 220 - возраст (в годах).

Чем ниже уровень физической подготовленности человека, тем мень­ше должна быть интенсивность (абсолютная и относительная) тренировочной нагрузки. Так, в начале занятий интенсивность физической нагрузки не реко­мендуется задавать более 50-60% от МПК, или 60-70% ЧССмакс. Для опреде­ления необходимой интенсивности нагрузки по ЧСС используется простая формула: 180 - возраст (в годах). По мере повышения физической подготов­ленности человека интенсивность тренирующих нагрузок (в пульсовом ис­числении) повышают до 70 и далее до 80% от ЧССмакс. Лишь при этом усло­вии достигается положительный эффект в улучшении физического здоровья человека.

Следующим параметром, определяющим оздоровительный эффект физических упражнений, является частота (число) тренировочных занятий в неделю. Оздоровительный эффект числа тренировочных занятий в неделю находится в сложной зависимости от интенсивности физических упражнений и их продолжительности в каждый период тренировки. Одинаковый оздоро­вительный эффект может быть достигнут относительно короткими (но интен­сивными) ежедневными физическими упражнениями и продолжительными (но менее интенсивными) тренировками 2-3 раза в неделю. Увеличение числа занятий более 3 в неделю не дает человеку дополнительного тренировочного эффекта в виде прироста МПК и PWC₁₇₀. а следовательно, и повышения уровня здоровья. Пороговое число занятий в неделю для тренировки общей физической работоспособности (физического здоровья) у лиц любого возрас­та составляет 3 раза в неделю. Столько же раз необходимо минимально тре­нироваться для повышения силовых и скоростных качеств. Зависимость при­роста величины максимальной аэробной работоспособности (МПК), а значит, и физического здоровья от числа занятий в неделю показана на рис. 23.7. Ис­ходя из представленных на рисунке данных, оздоровительный эффект значи­тельно возрастает при увеличении числа занятий от 1 до 3 раз в неделю. За­тем этот прирост сохраняется, но существенно меньшим по величине.

Для достижения тренировочного (оздоровительного) эффекта физиче­ская нагрузка должна быть достаточно длительной. Это утверждение отно­сится к продолжительности отдельных упражнений в тренировочном заня­тии, длительности самого тренировочного занятия и тренировочного цикла в целом. Пороговая длительность тренировочной нагрузки зависит от ее интен­сивности. При низкой мощности физической работы она должна быть более длительной. В оздоровительных целях продолжительность занятия должна составлять 30-40 мин (см. рис.7). Общая продолжительность занятий, при которой проявляется выраженный оздоровительный эффект, составляет для аэробной тренировки (выносливости) 12-16 недель, а для тренировки сило­вых и скоростных качеств - 10-12 недель. У начинающих заниматься оздоро­вительной физической культурой (в зависимости от исходного уровня физического здоровья) через 2-3 месяца тренировки МПК повышается на 10-25%, а через 2-3 года может увеличиться на 30-50%.

Рис. 7. Зависимость тренировочных эффектов (прирост МПК) от числа занятий в неделю (1) и продолжительности каждого занятия (2)

При использовании физиологически обоснованных режимов физиче­ских нагрузок в оздоровительных целях величина их положительного эффек­та зависит от исходной физической подготовленности (уровня здоровья) че­ловека (рис. 8). Как следует из рисунка, во всех возрастных группах сте­пень прироста физической работоспособности человека, выражаемая в про­центах от исходной, тем больше, чем ниже исходная физическая работоспо­собность (по данным МПК).

Интенсивность, длительность и частота тренировочной нагрузки вме­сте определяют ее объем. Если интенсивность нагрузки достигает пороговой величины или превышает ее, то ее общий объем является основным фактором улучшения физического здоровья. Чем чаще и длительнее тренировочные занятия, тем больше их тренировочный эффект. Особенно ярко это проявля­ется при тренировке аэробной выносливости. При равной энергетической «стоимости» результат тренировки мало зависит от используемых видов уп­ражнений (бег, ходьба, плавание, езда на велосипеде, игра в теннис). При ис­пользовании разных видов физических упражнений, при условии их равной длительности и интенсивности величина прироста МПК колеблется в преде­лах от 5 до 20% за весь период тренировки.

Рис. 8. Зависимость прироста физической работоспособности (в %) от исходных величин максимального потребления кислорода

Связь между объемом тренировочной нагрузки и оздоровительным эффектом (степенью прироста МПК) не линейна: если занятия 2 ч в неделю могут приводить к увеличению МПК на 0,3-0,4 л/мин, то удвоение общего объема нагрузки (до 4 ч в неделю) вызывает увеличение лишь на 0,5-0,6 л/мин.

Обратимость тренировочных эффектов - это свойство организма че­ловека, проявляющееся в том, что достигнутые эффекты постепенно умень­шаются при снижении тренировочных нагрузок ниже порогового уровня или вовсе исчезают после полного прекращения занятий. После повышения на­грузок или возобновления занятий вновь возникают прежние положительные эффекты (увеличение мышечной работоспособности). У лиц, систематически занимающихся физическими упражнениями, снижение физической работо­способности, а значит, и физического здоровья проявляется уже через 2 неде­ли после прекращения тренировок, а через 3-6 месяцев уровень их физиче­ской подготовленности снижается до предтренировочного. Особенно быстро тренировочные эффекты уменьшаются за первые 1-2 месяца после прекраще­ния дополнительных физических нагрузок. У лиц, занимавшихся физической культурой не очень продолжительное время (2-4 месяца), большинство про­должительных тренировочных эффектов исчезает за 3-6 недель после пре­кращения тренировки.

Тренируемость - это свойство живого организма увеличивать свои функциональные возможности под влиянием систематической тренировки. Она характеризуется восприимчивостью человека к физической тренировке. Количественно Тренируемость может оцениваться величиной тренировочных эффектов. Чем они больше в ответ на данный вид тренировки, тем выше Тре­нируемость. Последняя значительно отличается у лиц разного пола и возрас­та и даже у людей одного пола и возраста. Одни люди проявляют высокую степень тренируемости при силовой тренировке, другие - при тренировке аэробной выносливости. У людей одной возрастно-половой группы степень тренируемости в значительной степени определяется исходным уровнем функциональных показателей, определяющих состояние их мышечной и кардио-респираторной систем.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, что ухудшение или улучшение состояния здоровья человека определяются не только, а может быть, и не столько возрастными изменениями в нервно-мышечном аппарате, сколько огромным влиянием уровня двигательной ак­тивности на все без исключения физиологические функции организма чело­века. Неудивительно поэтому, что величина физической работоспособности человека не только характеризует состояние его физического здоровья, но и является одним из главных факторов, влияющих на уровень психического здоровья индивидуума и его социальную активность. Следует также особен­но подчеркнуть, что использование дополнительных физических нагрузок - мощный фактор сдерживания развития негативных возрастных изменений во всех физиологических системах организма человека, сохранения на высоком уровне его работоспособности и, что самое главное, здоровья.