ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ ТРЕНИРОВОЧНЫХ НАГРУЗОК В ЛЁГКОЙ АТЛЕТИКЕ
1.1. Понятие тренировочной нагрузки и механизмы ее формирования
Одной из наиболее значимых определяющих характеристик развития современного спорта является постоянное и быстрое увеличение объема и интенсивности тренировочных и соревновательных физических нагрузок. Эта тенденция к росту стала мощной силой, которая действует как основной стимул для развития адаптивных механизмов в организме и играет существенную роль в повышении специальных показателей у спортсменов. Это особенно важно для тех из них, кто стремится достичь высоких результатов в своих видах спорта, учитывая постоянно растущий уровень конкуренции в современном спортивном мире.
В контексте спортивной тренировки понятие "нагрузка" относится к воздействию физических упражнений на организм спортсмена, которое вызывает активную реакцию в его функциональных системах. Тренировочная нагрузка является фундаментальным и комплексным понятием, поскольку она использует рабочий потенциал организма, вызывая утомление и стимулируя процесс восстановления, что приводит к суперкомпенсации. Важно отметить, что тренировочная нагрузка - это не самостоятельное понятие, а функция мышечной работы, которая присуща как тренировочной, так и соревновательной деятельности. Мышечная работа содержит тренировочный потенциал, вызывая соответствующие функциональные изменения в организме, которые повышают спортивные результаты спортсмена, что является критическим фактором в соревновательном спорте.
Адаптационные процессы, происходящие в организме спортсмена, в основном определяются интенсивностью, величиной и направлением нагрузок. Нагрузки можно классифицировать по их характеру, величине, направленности, координационной сложности и психическому напряжению. Характер можно разделить на тренировочный и соревновательный, специфический и неспецифический. Величина может быть классифицирована на малую, среднюю, значительную (около предела) и большую (предел), а направленность может соответствовать развитию отдельных двигательных способностей, таких как скорость, сила, координация, выносливость, гибкость, или их энергетических компонентов, таких как алактатная или лактатная анаэробная производительность и аэробная способность. Координационная трудность может быть основана на стереотипных условиях, не требующих значительной мобилизации психических способностей и связанных с выполнением движений высокой координационной трудности. Психическое напряжение может быть классифицировано как более интенсивное или менее интенсивное, в зависимости от требований, предъявляемых к психическим возможностям спортсменов, что подчеркивает сложное взаимодействие физиологических и психологических факторов в спортивной тренировке.
Поэтому иметь полное представление о различных видах нагрузок, предъявляемых к спортсменам во время тренировок и соревнований, жизненно важно. Эти знания имеют решающее значение для разработки эффективной и рациональной системы управления тренировочными нагрузками в соревновательный период в легкой атлетике, учитывая растущие требования и ожидания современного спорта. Наше исследование направлено на внесение значительного вклада в эту область путем разработки оптимизированной и эффективной системы, которая точно соответствует специфическим требованиям и запросам спорта, принимая во внимание ограничения и пробелы, имеющиеся в существующих системах. Наша система будет представлять собой передовое решение, использующее современные технологии и инновационные методы для эффективного управления тренировочными нагрузками в соревновательный период в легкой атлетике, что в конечном итоге повысит качество подготовки спортсменов и будет способствовать улучшению спортивных результатов в целом (рис. 1). Наше исследование также направлено на развитие области спортивной науки, способствуя разработке более эффективных методов и стратегий тренировок для оптимизации спортивных результатов.
Рис. 1 - Структура нагрузки (по Цв. Желязкову) [17]
В сфере современной спортивной науки понятие тренировочной и соревновательной нагрузки широко признается как важнейшее и многогранное, требующее всестороннего и всеобъемлющего понимания как ее внешней, так и внутренней стороны. Внешняя сторона нагрузки может быть достаточно прямолинейно представлена общим объемом работы, который в первую очередь определяется временем, посвященным тренировочной и соревновательной деятельности и их многочисленными компонентами. Однако именно внутренний аспект обеспечивает более глубокое и всестороннее понимание нагрузки, поскольку описывает сложную реакцию организма на выполняемую работу.
«Внутренний аспект включает в себя различные показатели, дающие информацию о непосредственном воздействии нагрузки, которое проявляется в изменении функционального состояния систем во время и после работы. Кроме того, он включает информацию о характере и продолжительности восстановительного периода, которые имеют решающее значение для оценки величины нагрузки. Оценка величины нагрузки предполагает использование многочисленных показателей, таких как время двигательной реакции, время выполнения одного движения, величина и характер развиваемого усилия, данные о биоэлектрической активности мышц, частота сердечных сокращений, частота дыхания, вентиляция легких, сердечный выброс, потребление кислорода, скорость накопления и количество лактата в крови. Кроме того, величина нагрузки может характеризоваться восстановлением работоспособности, запасами гликогена, активностью окислительных ферментов, скоростью и подвижностью нервных процессов и др» [14, 15, 19]. «Поэтому для комплексной оценки нагрузки используется широкий спектр показателей, включая частоту сердечных сокращений, концентрацию молочной кислоты, потребление кислорода, энергозатраты и другие» [7, 10, 14].
«Внешние и внутренние характеристики нагрузки тесно взаимосвязаны, причем одни существенно влияют на другие. Величина и направленность тренировочных нагрузок определяются особенностями применения и порядком сочетания нескольких компонентов, включая характер и продолжительность отдельных упражнений, интенсивность работы при выполнении, продолжительность и характер пауз между отдельными повторениями, количество упражнений в отдельных занятиях и их частей» [12]. Каждый компонент играет решающую роль в определении величины и направленности нагрузки, и даже незначительные отклонения в любом из этих компонентов могут полностью изменить направленность тренировочной нагрузки. Поэтому всестороннее понимание каждого компонента и его влияния на нагрузку необходимо для разработки эффективной и рациональной системы управления тренировочными нагрузками в соревновательный период в легкой атлетике.
«По величине нагрузки можно разделить на три категории: развивающие, поддерживающие (стабилизирующие) и восстановительные. Развивающие нагрузки соответствуют 100% и 80% от максимальной нагрузки, соответственно, и считаются большими и значительными, соответственно. Эти нагрузки оказывают существенное влияние на основные функциональные системы организма, вызывая значительную степень утомления. Восстановление организма после таких нагрузок занимает примерно 48-96 и 12-24 часа соответственно. Поддерживающие нагрузки соответствуют 50-60% по отношению к высоким нагрузкам и считаются средними нагрузками, требующими восстановления организма в течение 12-24 часов. Восстановительные нагрузки относятся к малым нагрузкам, при которых организму спортсмена требуется не более шести часов на восстановление (25-30% по отношению к большим нагрузкам). Эта классификация помогает в разработке эффективной и рациональной системы управления тренировочными нагрузками в соревновательный период в легкой атлетике» [5].
По характеру воздействия все упражнения делятся на три основные группы: глобальные, региональные и локальные. Глобальные упражнения задействуют 2/3 общего объема мышц, региональные - от 1/3 до 2/3, а локальные - до 1/3 всех мышц. Следует отметить, что индивидуальный подход, который подбирает нагрузку, интенсивность и продолжительность тренировок и соревнований в соответствии с индивидуальными потребностями и возможностями спортсмена, учитывая при этом особенности вида спорта. Такой индивидуальный подход помогает обеспечить достижение оптимальных спортивных результатов при минимизации риска травм. Очень важно понимать, что организм каждого спортсмена уникален, и поэтому его реакция на различные нагрузки существенно различается. Следовательно, индивидуальный подход, учитывающий индивидуальные потребности и возможности спортсмена, имеет решающее значение для разработки эффективной и рациональной системы управления тренировочными нагрузками в соревновательный период в легкой атлетике [7].
При изучении тонкостей немедленной и долгосрочной адаптации в отношении типа используемых упражнений, крайне важно подчеркнуть, что адаптивные реакции организма в значительной степени зависят от объема мышечной массы, задействованной во время тренировки. В частности, локальные упражнения, в которых задействовано менее одной трети общей мышечной массы, вызывают изменения в производительности, которые зависят в первую очередь от возможностей системы утилизации кислорода и в меньшей степени от возможностей системы транспорта кислорода. «Таким образом, эти упражнения вызывают направленные изменения в мышцах, такие как увеличение количества и плотности функционирующих капилляров, митохондрий и их способности использовать кислород, переносимый кровью, для синтеза АТФ» [18]. «Важно отметить, что эффективность локальных упражнений максимизируется при включении методических приемов или технических средств, увеличивающих нагрузку на работающие группы мышц» [24].
В отличие от них, упражнения регионального характера, активизирующие до 40-60% общей мышечной массы, оказывают более масштабное воздействие на организм человека, вызывая целый ряд эффектов, включающих повышение возможностей отдельных систем, таких как система транспорта кислорода, и способствующих оптимальной координации двигательных и вегетативных функций при тренировочных нагрузках. С другой стороны, глобальные упражнения, активизирующие более 60-70% мышечной массы, оказывают наиболее глубокое влияние на адаптационную реакцию организма. Такие упражнения часто используются в программах подготовки продвинутых спортсменов и иногда включаются в учебные программы по физическому воспитанию в различных учебных заведениях.
«Особенности срочных адаптационных реакций занимающихся физической культурой в значительной степени зависят от уровня освоения ими применяемых упражнений. В частности, адаптация к стандартным нагрузкам, связанным с известными двигательными задачами, сопровождается меньшими сдвигами в деятельности обеспечивающей системы по сравнению с вероятностными двигательными задачами, как, например, в игровых видах спорта» [9]. «Реакция на такие нагрузки характеризуется повышенным эмоциональным возбуждением, менее эффективной внутри- и межмышечной координацией и дополнительными усилиями по координации двигательных и вегетативных функций.
В свете этих данных при разработке тренировочных программ, направленных на развитие физической культуры у детей и молодежи, крайне важно использовать упражнения, оказывающие глобальное или региональное воздействие. Эти упражнения предназначены для повышения возможностей отдельных систем и оптимизации координации двигательных и вегетативных функций в условиях соревнований» [15]. Персонализация тренировочных программ, включающих упражнения, задействующие различные объемы мышечной массы, имеет решающее значение для достижения оптимальных результатов физической подготовки и улучшения общего состояния здоровья в условиях соревновательного спорта.
В стремлении к глубокому и всестороннему пониманию использования упражнений с локальным воздействием необходимо признать, что, несмотря на более ограниченный диапазон их применения, они способны вызывать функциональные сдвиги в организме, недостижимые с помощью упражнений с глобальным воздействием [15]. «Таким образом, это подчеркивает важнейшую роль, которую играет характер упражнений, определяющий величину нагрузки по сравнению с ее направлением.
Интенсивность нагрузки служит основным и главным фактором, определяющим как величину, так и направление воздействия тренировочных упражнений на организм человека. Изменяя интенсивность работы, можно преимущественно мобилизовать специфические механизмы энергообеспечения, повысить активность функциональных систем, активно влиять на формирование основных параметров техники двигательных действий» [19]. По существу, интенсивность тренировочной нагрузки является влиятельным фактором, определяющим вовлечение в работу различных двигательных единиц, формирование координационной структуры движений и механизм их энергообеспечения. Примером тому служат многие циклические виды спорта, где существует экспоненциальная зависимость между скоростью движений и энерготратами, что еще больше подчеркивает исключительную важность выбора соответствующей интенсивности работы для определения характера как немедленных, так и долговременных адаптивных реакций системы энергообеспечения [22].
Более того, различная интенсивность выполнения локальных упражнений, задействующих небольшие объемы мышечной массы, приводит к принципиально различному увеличению периферической выносливости. Активация более обширных объемов быстро сокращающихся волокон при более высокой интенсивности работы приводит к сокращению продолжительности работы и менее выраженному тренировочному эффекту [21]. Однако было установлено, что снижение интенсивности при одновременном увеличении продолжительности работы способствует повышению эффективности тренировки. Это наблюдение подчеркивает важность выбора оптимальных методов тренировки, направленных на повышение периферической выносливости, при одновременном учете других факторов, таких как объем нагрузки и частота тренировок.
Интенсивность является одним из основных параметров физической активности, и как объем нагрузки, так и интенсивность играют независимую роль в определении тренировочного эффекта. Тем не менее, взаимное влияние этих факторов настолько значительно, что трудно определить относительный вклад каждого из них и степень взаимосвязи между ними.
Следует отметить, что увеличение объема и интенсивности нагрузок может привести к росту числа травм и заболеваний, особенно опорно-двигательной и сердечно-сосудистой систем. Поэтому очень важно иметь подробную и тщательную информацию о функциональных системах и двигательных качествах юных спортсменов, которая может помочь тренерам разумно варьировать тренировочную нагрузку, сводя к минимуму риск травм и заболеваний. Более того, контроль подготовленности спортсмена может помочь в принятии обоснованных решений об увеличении или уменьшении нагрузок, возможности дальнейшего прогресса и повышения тренировочных возможностей спортсмена, а также выявлении утомления или перенапряжения организма. «В конечном итоге, подготовленность спортсмена может стабильно повышаться только в том случае, если нагрузка во все периоды подготовки полностью соответствует функциональным возможностям его организма. Величина тренировочной нагрузки в основном определяется объемом работы, выполняемой на занятиях, количеством и продолжительностью тренировочных занятий, интенсивностью тренировок, которые требуют тщательного учета, управления и оптимизации» [1].
Процесс определения оптимального тренировочного объема является многогранным и сложным, требующим глубокого понимания различных факторов, влияющих на тренировочный процесс. Достижение оптимального тренировочного объема необходимо для обеспечения наиболее эффективного использования времени и усилий спортсмена. Одним из основополагающих критериев для определения идеального тренировочного объема является продолжительность тренировочной нагрузки. Продолжительность играет решающую роль в определении величины и направленности нагрузки, непосредственно влияя на тренировочный эффект. Поэтому крайне важно иметь четкое представление о соответствующей продолжительности нагрузки для конкретной преобладающей направленности и скорости увеличения соответствующих показателей.
Кроме того, еще одним важным критерием, требующим внимания при определении тренировочного объема, является продолжительность отдыха. Адекватный отдых крайне важен для того, чтобы организм успел восстановиться, отремонтироваться и адаптироваться к тренировочному стимулу, что делает его готовым к следующей тренировке. Правильные интервалы отдыха необходимы для предотвращения перетренированности, травм и усталости, а также для повышения общего тренировочного эффекта. Таким образом, крайне важно придерживаться соответствующих временных параметров отдыха, поскольку их несоблюдение может значительно снизить эффективность тренировочного процесса [5, 6, 12].
«Эмпирические данные исследований Рубина В.» [14] «свидетельствуют о том, что общее количество параметров нагрузки на максимальном уровне в любом отдельном варианте тренировки не должно превышать 50-60% от общего количества параметров нагрузки. Воздействие физической нагрузки на организм зависит от нескольких факторов, включая тип используемых упражнений, их интенсивность, продолжительность, время отдыха и количество повторений» [5, 11]. Поэтому при определении оптимального объема тренировок необходимо учитывать все эти факторы.
Оптимальное распределение тренировочных нагрузок в течение годового цикла является важнейшим аспектом максимизации тренировочного эффекта. Системно-структурный подход к проблеме тренировочных нагрузок может существенно помочь в выяснении их формирующего эффекта. Однако специалисты придерживаются различных взглядов на оптимальный подход, и ряд вопросов в этой сфере дискуссии остается нерешенным. Если одни специалисты утверждают, что в современном спорте для достижения высоких спортивных результатов необходимо только систематическое применение максимальных нагрузок в процессе подготовки спортсменов, то другие признают важность учета индивидуальных особенностей и функциональных возможностей. Действительно, последний подход признает, что каждый спортсмен обладает уникальными физическими и физиологическими характеристиками, которые необходимо учитывать при разработке тренировочной программы для достижения максимального тренировочного эффекта.
Более того, постепенное увеличение физической нагрузки связано с выраженными положительными функциональными изменениями [10, 14]. Эти положительные изменения включают улучшение аэробных и анаэробных возможностей, силы, мощности, выносливости и гибкости. Достижение баланса между оптимальным объемом и интенсивностью тренировочных нагрузок имеет важное значение для максимизации тренировочного эффекта и предотвращения травм или перенапряжения организма. Этот баланс особенно важен при разработке тренировочных программ для спортсменов, занимающихся высокоинтенсивными видами спорта, где высок риск травм. Поэтому необходимо внимательно следить за прогрессом спортсмена и по мере необходимости вносить коррективы в тренировочную программу для достижения желаемого тренировочного эффекта. Найдя баланс между объемом и интенсивностью, мы можем оптимизировать тренировочный процесс для достижения желаемого тренировочного эффекта.
Физическая активность и ее влияние на функциональные изменения стали сложной и интригующей темой, которая привлекла внимание спортивных экспертов. Вопрос, который возникает в связи с этим явлением, касается характера взаимосвязи между физической активностью и функциональными изменениями. Спортивные эксперты ставят существенный вопрос о том, следует ли эта взаимосвязь линейной траектории или более сложной, нелинейной. Существующие исследования показывают, что физическая нагрузка приводит к положительным функциональным изменениям, но скорость их увеличения постепенно снижается с течением времени. Следовательно, наступает момент, когда заданная физическая нагрузка больше не приводит к изменениям в функциональных показателях. Это явление обусловлено объективными закономерностями, связанными с уменьшением информационной ценности управляющих воздействий и усложнением обратной связи. Для спортивных специалистов крайне важно тщательно учитывать эту сложную взаимосвязь при разработке оптимальных тренировочных программ.
Безграничность позитивных адаптивных изменений в организме - еще один важный вопрос, который стремятся решить специалисты. В этой связи такие специалисты, как Н.И. Волков и В.М. Зациорский, подчеркивают, что максимальные физические нагрузки имеют ограниченные возможности. «Поэтому их увеличение сверх пределов теряет смысл, так как вызываемые ими функциональные изменения становятся минимальными. Такое состояние одновременно повышает опасность переутомления, перетренированности и других нежелательных последствий» [5]. Поэтому специалисты должны использовать соответствующие средства восстановления, чтобы избежать этих последствий. Возрастает потребность в углубленном всестороннем изучении механизмов адаптации и влияния на них средств и методов тренировки [13].
«Для оптимизации тренировочного процесса специалисты должны найти баланс между нагрузкой и используемыми средствами восстановления, учитывая функциональные возможности и цели тренировки каждого конкретного спортсмена. Наибольший функциональный и морфологический эффект достигается тогда, когда нагрузка оптимальна для каждого нового этапа спортивной тренировки. Для достижения оптимальных результатов специалисты должны избегать переутомления, добиваясь идеального баланса степени утомления. Для достижения рекордных результатов специалисты должны определить минимальный объем, интенсивность и координационную сложность упражнений, которые наилучшим образом соответствуют требованиям. Стоит отметить, что иногда этот необходимый "минимум" не сводится к небольшим нагрузкам. На языке кибернетики это называется максимизацией, что означает достижение максимального эффекта при как можно меньших потерях вещества, энергии и информации» [19].
«Современная теория и практика спорта подчеркивают, что физическая деятельность в своей динамике представляет собой закономерное чередование максимальных, средних и малых стимулов в зависимости от состояния спортсмена и целей тренировки. Каждый стимул обладает специфическими, качественно отличными характеристиками, которые являются имманентными, внутренне присущими свойствами адаптационного процесса. Поэтому специалисты должны учитывать индивидуальные функциональные возможности спортсмена и цели тренировки при балансировании нагрузки и используемых средств восстановления. Оптимизация тренировочного процесса - многогранная и сложная задача, требующая глубокого всестороннего изучения механизмов адаптации и влияния на них средств и методов тренировки» [6].
Феномен максимальных нагрузок и их воздействие на организм спортсменов-студентов уже несколько лет является предметом интенсивных исследований и изысканий спортивных специалистов, учитывая многогранность и сложность этого явления. Известно, что воздействие максимальных нагрузок на гомеостаз систем организма приводит к различным "шокам" на разных уровнях организма спортсмена, начиная от клеточного и заканчивая субклеточным, в результате чего возникают следовые эффекты, обладающие различными характеристиками. Учитывая сложную и нюансированную природу этого явления, характер периодического применения максимальных нагрузок является важнейшим аспектом, который спортивные специалисты должны тщательно учитывать при разработке оптимальных тренировочных программ.
«Средние нагрузки, напротив, выполняют преимущественно стабилизирующую функцию, и их применение необходимо для закрепления или стабилизации эффекта, достигнутого при максимальных нагрузках. Благодаря средним нагрузкам происходит окончательное освоение "отвоеванных" территорий, что приводит к стимуляции трофических функций. И наоборот, малые нагрузки активизируют восстановительные процессы и готовят организм к новым, более высоким нагрузкам. В сложной динамике тренировочного процесса нагрузки различной величины и характера должны находиться в соответствующем оптимальном, динамическом равновесии для достижения максимальной эффективности в плане изменения адаптационных возможностей организма. Поэтому в каждый данный момент состояние спортсмена должно быть оптимальным, а сам спортсмен должен быть максимально нагружен. Однако, в зависимости от потребностей и физиологического состояния спортсмена, оптимальным может быть воздействие средней или даже низкой интенсивности» [18].
«Следует отметить, что практическая реализация этой проблемы является сложной задачей, требующей решения нескольких неизвестных вопросов. Даже если специалисты дадут правильный ответ, нет гарантии, что проблема будет решена наиболее рационально. В настоящее время вопрос о дозировании нагрузки решается более успешно в некоторых видах спорта, таких как легкая атлетика, плавание, тяжелая атлетика. Однако для спортивных игр, борьбы, бокса и других видов спорта преобладает интуитивный подход из-за отсутствия точных количественных показателей» [22].
С методологической точки зрения, наиболее сложным аспектом для решения является проблема дозирования максимальных нагрузок или определения соответствующего максимума. В настоящее время основным критерием для определения максимальной нагрузки является выполненная тренировочная работа, которая тщательно регистрируется. Однако этот критерий недостаточен, так как не учитывает растущий уровень физической подготовки спортсмена, что влияет на предельную нагрузку, которую он может выдержать. Поэтому реализация концепции программирования тренировочной нагрузки требует от спортивных специалистов объективизации, формализации и моделирования этой нагрузки с учетом уникальных физиологических характеристик спортсмена, его тренировочной истории и требований вида спорта [24].
Определены три основные цели физической нагрузки: достижение спортивных результатов, укрепление здоровья и подготовка к любой деятельности. Поэтому эффективное управление тренировочным процессом во многом зависит от понимания спортивными специалистами закономерностей взаимосвязи между структурными единицами тренировочных воздействий и ответной реакцией организма. Для разработки оптимальных тренировочных программ для спортсменов спортивные специалисты должны учитывать сложную динамику физической нагрузки и ее влияние на функциональные изменения. Это требует всестороннего и глубокого понимания закономерностей взаимосвязи между структурными единицами тренировочных воздействий и ответной реакцией организма, а также тщательной оценки индивидуальных потребностей и особенностей спортсмена для обеспечения оптимизации тренировочных нагрузок.
Весь текст будет доступен после покупки