Уровня максимального потребления кислорода (МПК), или, по определению Н.И. Волкова - критической мощности аэробных процессов.

От такого пристального внимания к данной области оставался только один шаг до практического применения этого критерия в технологических схемах тренировочного процесса, и действительно, вскоре появилась предложен­ная Н.И.Волковым концепция "критической скорости" в циклических видах спорта (соответствующей уровню МПК)

В конце 70-х годов перечень используемых специа­листами научно обоснованных критериев циклической на­грузки пополнился еще одной величиной. Американским специалистом Джеймсом Скиннером, ра­ботавшим в области биохимии мышечной деятельности, бы­ло обосновано существование физиологического критерия, расположенного (по уровню нагрузки) ниже "порога анаэ­робного обмена". Новая величина получила наименование "аэробного Порога" (АП), нагрузки, начиная с которого ре­гистрируется увеличение исходного содержания лактата в крови.

Появление новых биохимических и физиологических критериев неминуемо должно было привести к дальнейшему изменению классификации нагрузок в сторону увеличения количества используемых зон-режимов (пяти– шести –компонентные модели).

Очередной шаг по определению общего количества "зон относительной мощности", то был предпринят в 1986 г., Я.М. Коцом, в учебнике по спортивной физиологии. В общей сложности было предложено во­семь таких зон, три из которых затрагивали анаэробную нагрузку, и пять - аэробную.

В 1988-1991 гг. в ведущих научно-спортивных изда­ниях появляются отечественные исследования, в которых делается попытка представить полный биоэнергетический спектр метаболических источников, определяющий мышечную дея­тельность во всех режимах, начиная от разового движе­ния и кончая непрерывной работой в течение нескольких суток.

В 1991 г. появилась работа В.Н.Селуянова, в ней впервые была предпринята попытка связать объяснение метаболических основ аэробного и анаэробно­го порогов с физиологической концепцией мышечных волокон различных типов. В то время дифференцирова­лись два крайних варианта - красные и белые волокна, которые имели разную скорость сокращения.

 

 

2. Существующие концепции циклической нагрузки.

Как следствие из изложенного выше, теоретический фундамент циклической нагрузки складывался, начиная с 20-х годов, и краеугольным камнем в этом фундаменте изначаль­но был принцип оптимизации объема и интенсивности.

Что касается объемов циклической нагрузки, то их оптимизация в лыжных гонках сводилась к нахождению общих годовых объемов профилирующей на­грузки, дифференцированных в зависимости от спортив­но-квалификационного уровня или возраста (в детско-юношеском спорте) и распределяемых затем по отдель­ным зонам-компонентам. После чего эти компоненты обще­го объема распределялись по макроциклам, месяцам и мик­роциклам. В результате объем выражался в километрах профилирующей тренировочной работы.

С интенсивностью дело обстояло намного сложнее. Сегодня мы можем констатировать, что поиски оптималь­ного варианта планирования и учета интенсивности не прекращались и, являются актуальными и по сей день.

В процессе развития методологических основ цикли­ческой нагрузки определились два основных направления оптимизации интенсивности.

Во-первых, с течением времени происходило и про­исходит непрерывное уточнение числа "зон относительной мощности", имеющих принципиальное отличие по метаболи­ческому обеспечению, а следовательно, и по тренирующе­му воздействию на отдельный функциональные системы ор­ганизма.

Во-вторых, в течение последнего полувека не прек­ращались поиски наилучшего способа количественной оценки интенсивности. Такая оценка была необходима для идентификации зон при практической тренировочной рабо­те.

Анализ литературных источников оптимизации интенсивности связано с поисками оптимального метода ее количественной оценки.

За весь период углубленного развития методологии циклической нагрузки предоставлено четыре основных способа количест­венной оценки интенсивности:

1. По величине ЧСС.
2. По процентному выражению, в зависимости от максимального уровня.
3. По скорости передвижения (или времени на 1 км).
4. По измерению уровня лактата крови.
5. Метод идентификации метаболических режимов мы­шечной деятельности по экспресс-анализу слюны. Новый метод пока еще не получил широкого распростране­ния).

 

3. Физиология биоэнергетических процессов в ходе тренировочной нагрузки.

Все основные биоэнергетические процессы, характеризующиеся либо различными исходными субстратами, либо различающимися условиями ресинтеза АТФ, могут рассматриваться как независимые источники энергии в организме человека.

Несмотря на то, что большинство метаболических процессов в живом организме протекают параллельно и при этом они взаимосодействуют и дополняют друг друга, существует термин принцип суперпозиции, оправдывающий предположения преимущественности какого-либо явления в рассматриваемом процессе последовательности применения в ходе тренировки разноплановых нагрузок. Суть "принципа суперпозиции" в данном случае сводится к тому, что он постулирует преимущественный вид соответствующего метаболического источника в конкретный отрезок времени, при работе конкретной мощности, но при параллельном течении других метаболических процессов (пусть даже частично заблокированных). То есть речь идет не о том, что в каждый конкретный отрезок времени функционирует лишь какой-то один метаболический источник и прекращается функционирование всех остальных, а лишь о превалировании данного источника в энергообеспечении в этот момент. Исходя из вышеизложенных теоретических предпосылок можно предположить, что существует принципиальна схема спектра метаболических источников, охватывающая весь диапазон мышечной деятельности, начиная от разового движения и до непрерывной работы в течение нескольких суток, и объясняющая биоэнергетическое обеспечение в этом диапазоне. В этом случае графическая интерпретация вышеупомянутого спектра метаболических источников будет представлять собой ряд независимых кривых с частично взаимоперекрывающимися подынтегральными площадями.

Рис.2

Принципиальная схема спектра метаболического обеспечения основного диапазона тренировочной нагрузки, иллюстрирующая принцип суперпозиции основных метаболических источников.

Приведенные на рис. 2 варианты принципиальной схемы были составлены уже с учетом "принципа суперпозиции", т.е. зоны максимальных энергетических вкладов различных метаболических источников были разведены во времени. Таким образом, в каждый конкретный отрезок времени превалирующим оказывался какой-то один соответствующий метаболический источник. Такой подход дает основание для утверждения того, что тренировочная работа на протяжении определенного отрезка времени с определенной мощностью позволяет выборочно воздействовать на биохимический компонент, лимитирующий данный режим, добиваясь усовершенствования данного компонента.

Далее, из рис.1 следует, что изображенные в соответствии с принципами химической кинетики метаболические процессы креатин фосфатного ресинтеза АТФ и анаэробного гликолиза условно могут быть разделены на три зоны:

Выход на режим максимальной мощности, поддержание этого режима и угасание. Мощность метаболического ис­точника характеризуется расходом в единицу времени би­охимического субстрата, определяющего функционирование данного источника. Емкость источника напрямую связана с запасам данного субстрата в организме спортсмена.

Как уже упоминалось выше, принцип суперпозиции позволяет воздействовать выборочно на конкретный метаболический источник, добиваясь его усовершенствования так, что тренировочная работа в соответствующем режиме приводит к тому, что увеличивается количество лимитируемого субстрата и, следовательно, возрастает емкость, а так же повышается способность организма к расходованию данного субстрата в единицу времени и, таким образом, возрастает мощность. Первой характерной точкой в начале спектра бу­дет точка N фосфагенного режима. Это принципиальный рубеж, после которого начинается понижение мощности превалирующего источника. Причем, не только данного, учитывая, что метаболические источники "выстроены" в последовательности, определяющейся постепенным убыва­нием мощности, можно заметить, что после рубежа, соот­ветствующего точке N, уже ни один источник не смо­жет обеспечить большую, или хотя бы такую же мощность физической работы.

Следующей характерной точкой на рис.2 будет точка анаэробного углеводного источника. В соответствии с экспери­ментальными замерами, проведенными биохимиками и определившими период превалирующего действия анаэробного гликолиза по наличию необходимой концентрации "неметаболического" излишка CO₂, получается, что для спортсменов любого уровня анаэробный ферментативный распад углеводов играет главенствующую роль при предельных соревновательных тренировочных нагрузках короткой продолжительности. Диапазон, лежащий между областью максимального действия анаэробного гликолиза и "анаэробным порогом", являющимся границей зоны аэробного окисления углеводов обозначается в тренировочном процессе как зона экономизации или экстенсивной. Доказав необходимость тренировочных режимов в диапазонах, соответствующих метаболическим переходам, к сожалению, не можем ответить столь же однозначно на вопрос о вспомогательных субстратах в каждом из та­ких переходных режимов. Можно лишь высказать некоторые предположения на уровне научной гипотезы.

В качестве наиболее классического примера вспомо­гательного субстрата можно, пожалуй, назвать миоглобин мышц. Обратившись к схеме биоэнергетического спектра можно заключить, что как при фосфатном ресинтезе АТФ, так и при безкислородном, ферментативном распаде углеводов, не предъявляется особо жестких требований к насыщению тканей работающих мышц кислородом. Такая потребность появляется при переходе от анаэробного гликолиза к аэробному биоэнергетическому обеспечению. Логично предположить, что в этот период в работа­ющих мышцах активизируются фракции миоглобина, являю­щегося главным переносчиком кислорода от гемоглобина крови к митохондриям и до того, как начать осущест­влять свои транспортные функции, новые, подключающиеся фракции, прежде всего, отдают митохондриям свой нема­лый кислородный запас. Следовательно, миоглобин, запа­сы которого могут увеличиваться под влиянием тренировки примерно на 40-60%, может рассматриваться в качестве вспомогательного субстрата. В следующем переходном режиме между углеводным и жировыми основными источниками ведущую роль могут играть триглицериды, составляющие основной жировой запас клеток мышечной ткани. А жирные кислоты, доставляемые потоком крови из жировых депо, начинают превалировать как субстрат при работе меньшей мощности, соответствующий чисто липидному режиму.

4. Выработка концепции оптимизации тренировочного процесса в соответствии с биоэнергетическими режимами функционирования организма.

На всем диапазоне мышечной деятельности - от разового движения до непрерывной работы в течение нескольких суток может функционировать несколько принципиально различных метаболических источников. Уже отмечалось, что тренировочные диапазоны, соответствующие основным источникам, целесообразно перемежать промежуточными режимами, имеющими непосредственное отношение к метаболическим переходам (т.е. смене одного основного источника другим). Известный физиолог В.С.Фарфель, поняв, что мировые рекорды, являющиеся “флуктуациями”, плохо подходят для целей статистики, и, отобрав результаты 10 и 25 сильнейших лыжников мира, обнаружил распадение на четыре прямолинейных участка.

Проведя физиологическую базу, можно предложить широко известную классификацию лыжного спорта “по зонам относительной мощности”. Этот подход был постулирован во всех последующих учебных пособиях по спортивной педагогике и физиологии, издававшихся в бывшем СССР, и, небольшими модификациями, составляет основу учебно-тренировочного процесса в циклических видах спорта и по сей день.

Далее, Ф. Генри, пришел к выводу, что зоны относительной мощности должны иметь биохимическое обоснование. И соответственно в кривой “рекордов” должны отображаться основные пути получения энергии, необходимой для мышечной деятельности: распад фосфорных соединений, анаэробный гликолиз, аэробное окисление углеводов и окисление жиров.

Здесь следует обратить внимание, что вариантов синтеза АТФ, перечисленных Ф. Генри, - четыре (что равно количеству “зон относительной мощности”, предложенных В.С. Фарфелем).

Думается, что в связи с этим уместно остановиться на мысли о том, почему “идея Фарфеля” имела столь долгую жизнь. Этому способствовало два обстоятельства. Во-первых, видимая простота, так как зон было предложено всего четыре. И для их обозначения были использованы самые простые термины: максимальная, субмаксимальная, большая и умеренная мощности. Поэтому такой вариант классификации нагрузок (вместе с интерпретацией) легко запомнить любому, пожелавшему разобраться в этом процессе. Вторым немаловажным обстоятельством подтверждавшим истинность идеи в глазах ученого мира, было обнаруженное впоследствии совпадение числа зон с количеством способов ресинтеза атф, принимавшихся в то время рассмотрение спортивными биохимиками.

Сам автор идеи подчеркивал универсальность предлагаемых им зон для всех циклических локомоций. История развития спорта показана, что эти зоны пользовались успехом при планировании тренировочного процесса.

Зададимся вопросом – какой же параметр мог бы служить критерием подобных тренировочных диапазонов ? Во-первых, действительно, - продолжительность. Но не бега, а работы (так сказать, в более общем смысле); и не "продолжительность-константа" в пределах каждой зо­ны, а отличие продолжительности работы в одной зоне (во временном и метрическом измерении) от продолжи­тельности работы в другой. И поскольку каждая следую­щая, более продолжительная работа характеризуется по­нижением мощности, определяемым сменой биохимических субстратов, то приходим к выводу, что, во-вторых, зоны должны отличаться друг от друга и мощностью работы. То есть приходим к тому же определению, к которому пришел и В.С.Фарфель. Действительно, основным отличительным признаком каждой зоны с позиций биоэнергетики будет новый биохи­мический процесс (с новыми субстратами), а с позиций биомеханики - новая мощность, составляющая какой-то процент по отношению к максимальной. Потому и получа­ются зоны относительной мощности.

Но теперь, когда нами было получено более деталь­ное обоснование метаболического обеспечения мышечной деятельности, дающее возможное"' по-новому взглянуть на проблему дифференциации спортивной нагрузки в зависимости от мощности выполняемой работы, думается, что настало время уточнить количество "зон относительной мощности" и их пределы. обнаружить эти "зоны-режимы" ему помогли точки переги­ба на логарифмической кривой.

В предыдущем изложении было доказано, что каждый из предложенных нами метаболических источников (включая промежуточные) имеет право на существование и соответственно имеет смысл тренировочная работа в каж­дом из диапазонов; поскольку такая работа служит совершенствованию какой-либо из сторон биохимического Обеспечения мышечной деятельности. Учитывая, что диапазон метаболического источника подразделяется на мощностную и емкостную составляющие, можно предполагать, что внутри каждого из 13 диапазо­нов должна существовать точка перегиба (при логарифми­ческой интерпретации), определяемая сменой мощности. Геометрические параметры этой точки позволит устано­вить "закономерность метаболического обеспечения". Следовательно, теоретически, "зон относительной мощ­ности" должно быть гораздо больше, чем метаболических источников. Тогда с учетом промежуточных и дополнительных режимов логарифмическая кривая будет насчитывать 20 отдельных участков, раз­деленных точками перегиба и представляющих собой "зоны относительной мощности". Таким образом, можно констатировать, что при бо­лее точном анализе, использующем данные биохимии, а не среднестатистические результаты на отдельных дистанци­ях, получается не 4 зоны относительной мощности, как предполагал В.С.Фарфель, и не 5 - 8, как считали более поздние исследователи, а примерно 20.

Формально можно констатировать, что при любом ви­де циклической мышечной деятельности человека биохими­ческое обеспечение этой деятельности развивается по единой математической модели.

А фактически это означает, что данная закономер­ность может послужить основанием для разработки мето­дологических концепций не только рассматриваемой бего­вой нагрузки, но и любой другой профилирующей нагрузки в каждом циклическом виде спорта.

То есть, применение этой закономерности при сос­тавлении тренировочных программ для профилирующих наг­рузок позволит оптимизировать тренировочный процесс и, видимо (так же, как при беге), получить уменьшение тренировочных объемов профилирующей нагрузки.