Факторы, определяющие специальную работоспособность в беге на короткие дистанции (профссор Андрис Э.Р., Савельев Ю.М.)

Профссор Андрис Э.Р., Савельев Ю.М.

При установлении факторов, оказывающих наибольшее влияние на уровень спортивных достижений в спринтерском беге, с успехом могут быть использованы результаты исследований, выполненные в следующих направлениях:

а. по изучению эргометрической кривой скорости бега и становлению обобщенных эргометрческих показателей спринтерской работоспособности;

б. по выявлению уровня развития отдельных физических кчеств и энергетических потенций у спринтеров в процессе систематических тренировок;

в. по изучению  энергетических затрат во время спринтерского бега;

г. по установлению роли отдельных биомеханических факторов в спринтерском беге;

д. по изучению структуры специальной работоспособности бегунов на короткие дистанции.

Окончательное решение вопроса о выявлении «ведущих» факторов возможно только на основе обобщения всех работ, выполненных по каждому из перечисленных положений. В работах, посвященных изучению динамики скорости спринтерского бега (Бандейкина Л. К. 1969: Бернштейн Н. А., 1936, 1939; Годик МС.А., 1966; Динитмен Д., 1975; Лапин В. И., 1972; Примаков Ю. Н.,  1969; Озолин Э. С., 1972; Тоомсалу Р. И.,1987), принято рассматривать спортивный результат, оцениваемый по времени, затрачиваемом на преодоление дистанции, как интегральный показатель, включающий в себя несколько компонентов: время двигательной реакции, время необходимое для достижения максимальной скорости (стартовое ускорение), время удержание максимальной скорости бега и время преодоления финишного отрезка (где обычно отмечается снижение скорости).

Более четкое указание на состояние компоненты, из которой формируется спортивный результат  в спринтерском беге, дает эргометрический анализ кривой скорости бега (Волков Н. И., Лапин В. и., 1971; Лапин В. И., 1972; Примаков Ю. Н., 1969; Шестаков В. С., 1979). При таком анализе в качестве математической модели, описывюащей кривую скорости в спринтерском беге обычно используют экспоненциальное уравнение

                                                                        -К2t        -К1t                                                     

                                                                  V (t) = V₀  (e    -    e)

Где: V (t) -  скорость, достигнутая к времени t 

Vₒ - наибольшее значение скорости, которое могло быть достигну в отсутствие утомления.

К1 - константа скорости, характеризующая стартовое ускорение. 

К2 - константа скорости, определяющая снижение производительности в беге из-за утомления.

На основе эргометрического анализа кривой скорости бега с использованием экспопенциального уравнения обычно удается выделить четыре независимых фактора, определяющих суммарный спортивный результат:

1. Способность к быстрому наращиванию скорости в стартовом разгоне (критерий, определяющий стартовое ускорение – константа скорости К1),
2. уровень развития максимальной мощности (критерий – значение максимальной ско- рости бега – Vmax),
3. Способность к поддержанию максимальной скорости бега (критерий – время удержа-ния максимальной скорости – tудер.)
4. Способность противостоять утомлению, возникающему в процессе бега (оценивается по значению константы скорости развития утомления - К2 ).       

Эргометрические критерии кривой скорости бега тесно связаны с особенностями биоэнергетических процессов развертывающихся в организме при выполнении упражнений максимальной мощности.

Развитие максимальной мощности и силы сокращений тесно связаны с  АТФ–азной активностью миофибрилл и скоростью выделения ионов кальция из саркоплазматического ретикулума. Как известно, скелетные мышцы человека представляют собой пул волокон разного типа быстрых и медленных, или белых и красных.

Показано, что у спринтеров в икроножных мышцах болле 60% от общего состава волокон приходится на долю быстросокращающихся волокон. Эти волокна отличаются более высокой АТФ-азной активностью и способностью развивать мощности в четыре раза более высокую, чем в медленносокращающихся волокнах.  Д. Фолкнер с сотрудниками определили, что в медленных мышечных волокнах, максимальная мощность составляет 40 ватт∙кг∙мин и 150 ватт в быстрых волокнах.  Установлен, также, что у спринтеров, имеющих большой процент быстро-сокращающихся волокон в составе мышц, несущих основную нагрузку при беге, при всех скоро-стях движения достигается большая мощность.

Следовательно, можно утверждать, что значение максимальной скорости бега отражает способность к развитию максимальной мощности в алактатном анаэробном процессе, где используется энергия расщепления макроэргических фосфатных соединений АТФ и креатин-фосфата.

Значения масимальной скорости бега имеют высокую корреляцию с результатом бега на 100 метров. (Горожанин В. С., 1967; Лапин В. и., 1972; Озолин Э. С., 1972; Примаков Ю. Н., 1969 и др.) и обнаруживает выраженные различия в зависимости от квалификации спортсменов. На достижение максимальной скорости бега квалифицированные бегуны затрачивают, как пра-вило , от 1,5 – 2 секунды. За это время аэробные процессы в тканях не успевают развернуться в сколь-либо значительной степени, а увеличение гликолитических реакций, особенно интенсивно протекающих в быстросокращающихся волокнах, тормозятся со стороны интенсивно протекающей креатифосфокиназной реакции.

Заметное образование молочной кислоты в результате гликолитических реакций, обнаруживается в скелетных мышцах только после того, как в значительной мере будут использованы наличные резервы креатинфосфата. Скорость образования молочной кислоты при работе максимальной мощности тем выше, чем больше процент быстросокращающихся волокон в составе мышц, несущих основную нагрузку при беге (Лоув А., 1982). При достижении определенных концентраций лактата и снижении внутриклеточного рН в мышцах обнаружива-ется падение АТФ-азной активности и снижение скорости расщеплени АТФ в креатинфосфокиназной реакции (Скулачев В. П., 1969; Яковлев Н. Н., 1974; Ракер Э., 1979).

Яружным (1984) было устанвленно, что при выполнении упражнений масимальной мощности начало быстрого накопления молочной кислоты в крови точно совпадает с моменто снижения максимальной мощности. С этой точки зрения, удержание максимальной скорости в спринтерском беге будет определяться алактатной анаробной емкостью, а величина константы скорости утомления  (К2) будет отражать скорость исчерпания  внутренних запасов АТФ и креатинфосфата и падение мощности из-за накопления молочной кислоты в результате усиления гликолиза.

Константа скорости стартового ускорения (К1) отражает повышение АТФ-азной активности в начальной фазе работы, в следствии выхода ионов Са из пузырьков саркоплазматического ретикулума при значительном усилении нервной  импульсации к работающим мышцам, которое наблюдается в момент предельной мобилизации спортсмена на выполнение максимального усилия.

Как показыват прямые определения энергетических затрат в спринтерском беге (Блохин И. П., Гандельсман А. Б., Попова Г. М., 1969; Волков Н.И., Ширковец Е. А., 1973; Волков Н. И. 1966; Волков Н. И., 1975; Волков Н. И., Лапин В. И.Смирнов Ю. И., 1972; Попова Г. М., 1973; Рэкер Э.,1979) на долю анаэробных процессов приходится до 95% от общего О2 – запроса. В суммарном О2 – запросе, достигающем при беге на 100 метров от 6 до 12 литров, падает 35 – 60% на долю гликолиза, увеличивающегося в заключительной фазе бега и в период восстановления, когда этот процесс используется для ресинтеза распавшего количества макроэргов в скелетных мышцах.

Следует отметить , что хотя непосредственный вклад аэробных процессов в энергетику бега на 100 метров относительно невелик (в беге на 100 метров он обычно не превышает 5%, а в беге на 200 – 400 метров составляет 6-8%), тем не менее усиление аэробных реакций в скелетных мышцах при выполнении максимальных упражнений играет важную роль в предотвращении резкого увеличения скорости образования молочной кислоты и уменьшения сдвигов внутриклеточной концентрации водородных ионов.. Высокая аэробная активность в скелетных мышцах при беге способствует поддержанию высокой АТФ-азной активности, поэтому увеличивает время удержания максимальной скорости.

В процессе тренировки аэробная активность как в быстросокращающихся так  и в медленно-сокращающихся волокнах увеличивается в равной мере. Развитие аэробных способностей имеет наиболее важное значение для восстановления работоспособности после перенесенных нагрузок, а также в определении общей переносимости нагрузок в течение длительного перио-да тренировки, т. е. при определении кумулятивного тренировочного эффекта.

Результаты сравнительного анализа развития физических качеств и энергетических  потен-ций у спортсменов разных специальностей и квалификаций показывают (Смирнов Ю. И., 1968; Стадников В, И,, 1977), что высококвалифицированные спринтеры отличаются высоким уровнем развития скоростно-силовых качеств, в частности, силы  и мощности мышечных групп, несущих основную нагрузку при беге. У них отмечены наибольшие запасы  креатинфосфата в мышцах определяющие алактатную анаэробную емкость, и высокие значения креатинфосфокиназной активности. В мышцах спринтеров отмечается наибольший объем миофибрилл и саркркоплазмы и они спососбны рекрутировать привыполнении масимальных усилий большое количество быстросокращающихся мышечных волокон (Чаговец Р. Р., 1974; Чудинов В. И., 1961).

При выполнении взрывных усилий длительностью не более одной секунды спринтеры способны развивать максимальную мощность до 4500 ватт.. В то же время по уровню развития анаэробных гликолитических способностей, и особенно, аэробных способностей спринтеры существенно уступают представителям других специализаций.

В процессе многолетней тренировки у спринтеров обнаруживается заметное улучшение скоростно-силовых качеств и алактатной емкости, но мало изменяются или даже несколько уххудшаются аэробные способности.

По данным Лапина В. И. (1972) квалифицированные спринтеры и начинающие бегуны различаются главным образом по показателям мощности алактатного анаэробного процесса, который определяет максимальную скорость бега, но не различаются в способностях к быстрому включению энергетических процессов в работу и по способности противостоять утомлению.

Эти данные соответствуют результатам исследования Шестакова В. С. (1979) который однако обнаружил наличие достоверных различий между начинающими бугунами и квалифицированными спринтерами в значении константы скорости стартового ускорения (К1).

Результаты спринтерского бега обнаруживают теснуют  корреляцию с различными прояв-ления силы в динамическом режиме и, в частности с результатами прыжковых упражнений (Верхошанский Ю. В., Черноусов Г., 1974; Годик М. А., Озолин Э. С., 1973;  Зуб А. А., Топчиян  В. С., Мохнов Н. Н., РомановН. Н., 1981; Ионов Дю П., Черняев Г. И,, 1972;  Кузнецов В. В., 1975; Левченко А. В., 1982;  Озолин Э. С., 1972;  Семенов В. Г., 1967, 1971; Федяев Ю. А., 1976; Андрис Э. Р., 1984).

Так, например, высокая корреляция с результатами в спринтерском беге отмечена для пока-зателей  в спринтерском беге отмечена для показателей контрольных упражнений в прыжках в длину, в высоту, тройным с места, десятерным с места (Горожанин В. С., 1967;  Примаков Ю Н., 1967; Унгер Х. А., 1966).  Установлено, что  спринтеры высших разрядов отличаются от менее подготовленных спортсменов главным образом быстротой расслабления мышц. Верхошанский Ю. В. и Семенов В, Г. (1967, 1975, 1977, 1978) в своих исследованиях показали, что в процессе совершенствования спринтеров, увеличение относительной силы ведущих мышечных групп (подошвенных сгибателей стопы, сгибателей и раазгибателей бедра и т. п) обнаруживается сразу после начала тренировки, и оно нарастает относительно равномерно, хотя на этапе выс-шего спортивного мастерства заметно некоторое уменьшение темпа  прироста этого показа-теля. Увеличение взрывной силы начинается несколько позже и, протекает более интенсивно. Значение тартовой силы мышц в начале тренировки почти не изменяется, а затем обнару-живает бурный прирост, значительно больший, чем отмечено для других харастериктик.

В ряде исследований показано (Алабин В. Г., 1977; Аракелян Е. Е., 1970; Унгер Х. А., 1966;  Чудинов В. И., 1961; Верхошанский Ю. В., 1977), что результаты  в спринтерском беге зависят от силы «специфических» групп мышц, к которым относятся сгибатели и разгибатели стопы, голении бедра. Установлено, что у спринтеров более высокое развитие силы имеют подошвен-ные сгибатели стопы и разгибатели бедра, противодействующие силе гравитации и менее высокое развитие силы – сгибатели бедра, голени, а также разгибатели голени.

Проведенный Топчияном В. С.  (1969) корреляционный анализ позволил выявить те группы мышц, от уровня развития которых в наибольшей мере зависит спортивный результат в спринте. К этим группам относятся: подошвенные сгибатели стопы (коэффициент корреляции равен 0,57), разгибатели стопы (r = 0,54), сгибатели бедра, разгибатели бедра (r = 0,44). Эти данные, по видимому, подтверждаются результатами другого исследования (Каймин М. А., Тюпа В. В., Ярмульник Д. Н. 1967) где было показано, что с ростом спортивного результата мощность отталкивания увеличивается, о чем свидетельствует наличие тесной корреляционной связи между сокращением времени опоры и повышением скорости бега.

Нами проведены исследования заключающиеся в выявлении характера влияния силовой подготовленности спринтеров на структурные компоненты кривой скорости бега на 100 метров (1983).

Установлено, что время достижения максимальной скорости бега имеет свяь с силой сгибателей голени (r = 0-40) и рагибателей туловища. Этим подтверждаются исследования Ионова Д. П., Черняева Г. И., (1972) и Андрис Э. Р., Арзуманов Г. Г., (1979) ,  в которых показано, что бегуны с быстрым началом быстрее развивают максимальную скорость. Это качество  зави-ит от функционального состония мышц сгибателей стоп, голени и разгибателей туловища. В работах Верхошанского Ю. В. (1975) показано, что функциональное состояния мыщц спорт-смена информативно отражается их «взрывными» способностями. В данном случае градиентами получаемыми расчетным путем при анализе кривой рабочего усилия.

Время удержания максимальной скорости бега не коррелирует с компонентами силовой подготовленности. Видимо, качество специальной скоростной выносливости больше  характеризуется энергетическими процессами в мышцах нежели их силойвой (Яковлев  Н. Н., 1975).

Максимальная скорость бега, развиваемая бегунами на короткие  дистанция, находится в тесной зависимости с абсолютной силой сгибателей голени (r = 0,41), градиентом силы сгибателей и разгибателей туловища (к  = 0,55 и 0,65 соответственно). Выявлена также высокая значимость пропорционального развития силы мышц сгибателей и разгибателей, на что иногда спортсмены не обращают внимания.

Таким образом, как показывает анализ выполненных к настоящему времени исследований, обобщенные эргометрические критерии играют существенную роль в определении спринтерского бега. В этом вопросе все отмеченные выше авторы придерживаются единого мнения, однако, в отношении, которые используются как репрезенты этих критериев, представленные данные несколько различаются.

Одним из наиболее важных факторов развития скоростно-силовых возможностей спринте-ров является улучшение показателей частоты и длины шагов, на что указывают ряд исследований (Артынюк А, А., 1972, 1973; Бурбан Ф. М., 1972; Динитмен Д, 1976; Ионов Д. П., Черняев Г. И., 1968; Северцев Н. С., 1968; Табачник Б., 1987). Так, Ионов Д. П. (1976) показал, что у бегуна Сапеи В.  улучшение результата на 100 метров с 10,3 до 10,0 сек. Произошло за счет увеличения частоты и длины шагов. Табачник Б. (1987) приводит данные о целесообразности изменения длины и частоты шагов для высококвалифиированных спринтеров.

Показано, что для них наиболее целесообразным является путь увеличения  частоты шагов нежели длины, что успешно применяют бегуны ГДР.  Примаков Ю. П. (1969) получил данные, показывающие, что результаты спринтерского бега в равной мере зависят как от длины, так и от частоты шагов (коэффициент к корреляции, соответственно 0,554 и 0,652).

Наиболее ценные сведения о причинах определяющих уровень достижения в спринтерском беге содержится в результатах  факторного анализа, выполненного на основе измерения большого числа отдельных показателей, характеризующих различные стороны физической и функциональной подготовленности бегунов на короткие дистанции.

Примаков Ю. Н. (1969) обстоятельно проанализировавший результаты выполненных им раз-личного рода эргометрических и биомеханических измерений, выявил два основных фактора определяющих специальную спринтерскую работоспособность. Первый из них связан с показателями относительной статической силы  разгибателей ног и туловища, и он влияет,главным образом, на длину шагов. Второй – с относительной силой сгибателей, и он сказывается в основном на частоте шагов. Так как по отношению к первому фактору наибольшие факторные веса дали прыжковые тесты, Примаков Ю. Н. полагает, что ведущую роль в беге на короткие дистанции играет динамическая сила, т. е. способность проявлять большие величины силы в условиях быстрого движения.

Изучение факторной структуры специальной работоспособности спринтеров высокой квали-фикации  (мужчин) проводилось также Алабиным (1977). В своем первом исследовании он выделил два значимых фактора, обеспечивающих вклад в суммарную дисперсию выборки 67% и 18%. В другом более позднем исследовании им было выделено три значимых фактора, вклад которых в суммарную дисперсию выборки составил 48%, 23%, и 20,4%. Однако, при описании результатов своего исследования Алабин В. Г. не проводит факторных весов исследуемых  характеристик и не идентифицирует выделенные факторы, ограничиваясь утверждением, что «наиболее значимую роль в тренировочном процессе играют факторы скоростной и скоростно-силовой подготовленности» (Алабин В. Г. Юшкевич Т. П. 1977).

Лапин В. И. (1972) основываясь на результатах многочисленных эргометрических и биоэнергетических измерений, исследовал факторную структуру специальной спринтерской работоспособности. Он выявил, что результаты в беге на короткие дистанции определяются следующими метаболическими свойствами организма: его аэробной способности (фактор 1), максимальной анаэробной мощностью (фактор 2), общей анаэробной (гликолитической) емкостью (фактор 3), анаэробной гликолитической мощностью или скоростью образования молочной кислоты в работающих мышцах (фактор 4) и анаэробной алактатной емкостью (фактор 5).

Интересно сопоставить эти данные с результатами ранее проведенного эргометрического анализа кривой скорости в спринтерском беге. Выделенным метаболическим факторам могут могут быть поставлены следующие эргометричесие признаки: максимально достигнутая скорость бега соответствует максимальной мощности, константа скорости утомления (К2) – фак-тору анаэробной гликолитической мощности или скорости образования молочной кислоты в работающих мышцах, время удержания максимальной скорости бега – фактору алактатной анаэробной емкости. Не удается связать ни с одним из выделенных факторов эргометрический критерий, отражающий способность к быстрому наращиванию скорости в стартовом разгоне (К1).

Наиболее важным моментом в результате проведенного статистического анализа явилось установление высокого удельного веса (37% от общей дисперсии выборки)   для фактора аэроб-ной способности в определении уровня спринтерской работоспособности. Эти результаты находятся в хорошем соответствии с приведенными выше данными по биоэнергетике бега, и они указывают на большое значение развития аэробной способности в подготовке спринтеров (Андрис Э. Р., Арзуманов Г. Г., Годик М. А., 1979).

Результаты многочисленных исследований, посвященных изучению различных сторон специальной работоспособности спринтеров, позволяют заключить, что к числу наиболее важных факторов, определяющих результат в спринтерском беге, прежде всего относятся: высокий уровень развития мощности и силы специфических мышечных групп, а также тех биоэнергетических свойств организма, от которых в наибольшей степени зависит проявление специальной спринтерской выносливости, в частности алактатной анаэробной емкости, гликолитичской емкости и, в известной степени, аэробной способности.

Комментарии

Комментариев пока нет