1 Современное состояние проблемы использования среднегорья в тренировочном процессе лыжника-гонщика

1. Особенности тренировки лыжников-гонщиков

Физическая подготовка

Физическая подготовка лыжника направлена на развитие основных двигательных качеств (выносливости, силы, быстроты, ловкости, гибкости), необходимых в спортивной деятельности. В то же время физическая подготовка неразрывно связана с укреплением органов и систем, с повышением общего уровня функциональной подготовки и укреплением здоровья лыжников. Физическая подготовка лыжника подразделяется на общую и специальную [4].

Общая физическая подготовка (ОФП) независимо от вида лыжного спорта имеет основные задачи – достижение высокой общей работоспособности, всестороннее развитие и улучшение здоровья лыжников. В процессе ОФП развиваются и совершенствуются основные физические качества. Для достижения высокого уровня развития физических качеств и решения других задач ОФП применяется широкий круг самых разнообразных физических упражнений. С этой целью используются упражнения из различных видов спорта, а также общеразвивающие упражнения из основного вида – лыжного спорта. ОФП для юных лыжников проводится примерно одинаково независимо от предполагаемой будущей специализации. В летнее время с целью разностороннего развития в подготовку юных лыжников широко включаются упражнения из других видов спорта, в основном в виде длительного передвижения – прогулки на велосипеде, гребля, плавание, равномерный бег, различные спортивные и подвижные игры.

Дозировка зависит от возраста, этапа подготовки в годичном цикле и многолетней подготовки и т.д. Кроме этого, широко применяются разнообразные упражнения на основные группы мышц с предметами и без отягощений для развития силы, прыгучести, гибкости, равновесия и способности к расслаблению. Для квалифицированных спортсменов и разрядников, мастеров спорта она более специфична и строится с учетом индивидуальных особенностей и избранного вида лыжного спорта. Но уже на ранних ступенях тренированности очень важно правильно подбирать средства ОФП и методику их применения с тем, чтобы полностью использовать положительный перенос развиваемых физических качеств на основное упражнение - передвижение на лыжах. Это не следует понимать как полное сближение средств ОФП и СФП. Общая физическая подготовка служит базой для дальнейшего совершенствования физических качеств и функциональных возможностей. [9].

Специальная физическая подготовка (СФП) направлена на развитие специфических двигательных качеств и навыков, повышение функциональных возможностей организма, укрепление органов и систем применительно к требованиям избранного вида лыжного спорта.

Основными средствами СФП являются, передвижение на лыжах и специально подготовленные упражнения. Специально подготовленные упражнения способствуют повышению уровня развития специфических качеств лыжника и совершенствованию элементов техники избранного вида лыжного спорта. К ним относятся разнообразные имитационные упражнения и упражнения на тренажерах (передвижение на лыжероллерах). При выполнении этих упражнений (в бесснежное время года) укрепляются группы мышц, непосредственно участвующие в передвижении на лыжах, а также совершенствуются элементы техники лыжного ходов. Ввиду того что эти упражнения сходны с передвижением на лыжах и по двигательным характеристикам, и по характеру усилий, здесь наблюдается положительный перенос физических качеств и двигательных навыков. В процессе специальной технической подготовки спортсмен овладевает техникой избранного вида лыжного спорта: изучает биомеханические закономерности способов передвижения на лыжах и осваивает необходимые двигательные навыки, доводя их до высокой степени совершенства с учетом индивидуальных особенностей. Обучение и особенно совершенствование техники следует рассматривать в тесной связи с развитием физических качеств. Повышение уровня общей и особенно специальной физической подготовки позволяет и дальше совершенствовать технику, поднимая ее на новый уровень развития. Существует и обратная связь: новые варианты техники требуют, в свою очередь, повышения уровня специальной физической подготовки. В этом случае необходимо применение специальных упражнений, направленных на развитие именно тех групп мышц, которые больше участвуют в новом элементе или на повышение уровня каких-то качеств (скорости маха, силы отталкивания и т.д.). [32, С. 56–58].

Развитие выносливости

Упражнения для развития выносливости:

1. Бегна средние и длинные дистанции.

2. Смешанное передвижение по пересеченной местности (чередование ходьбы и бега, бега и имитации в подъемы).

3. Лыжероллеры (равномерные и длительные тренировки)

4. Лыжи (равномерные и длительные тренировки)

5. Езда на велосипеде (по шоссе и кросс) и др.

Все упражнения на развитие выносливости выполняются с умеренной интенсивностью и длительностью в зависимости от этапа, периода, возраста и подготовленности [6].

Развитие силы

Упражнение для развития силы:

1. Упражнения с отягощением собственным весом:

а) сгибание и разгибание рук в упоре лежа и на брусьях;

б) подтягивание на перекладине;

д) приседание на одной и двух ногах;

е) поднимание ног в положении лежа или в висе на гимнастической стенке - в угол и, наоборот, поднимание туловища в положении лежа, ноги закреплены.

2. С внешними отягощениями (штанга, гири, гантели, набивные мячи, камни и другие подсобные предметы):

а) броски, рывки, толчки и жимы указанных предметов одной или двумя руками в различных направлениях;

б) вращательные движения руками и туловищем (с предметами) и наклоны (с предметами).

3. Упражнения в сопротивлении с партнером (различные движения руками, туловищем и т.д.), передвижение на руках в упоре, партнер поддерживает за ноги, скачки в таком же положении и т.п.

4. Упражнение с сопротивлением упругих предметов (резиновыми амортизаторами и бинтами, эспандерами) в различных положениях, разнообразные движения для всех групп мышц.

5. Упражнения на тренажерах. Используются разнообразные тренажеры с тягами через блоки и отягощениями для всех частей тела и групп мышц в различных положениях.

6. Величина отягощений, количество повторений, интервалы отдыха и сочетание упражнений подбираются в зависимости от пола, возраста, подготовленности и квалификации лыжников и уровня развития силы отдельных групп мышц (для ликвидации недостатков в развитии у каждого лыжника индивидуально) [13].

Развитие быстроты

Упражнения для развития быстроты:

1. Бег на короткие дистанции (30-100 м).

2. Прыжки в высотуидлинус места (одиночные, тройные, пятерные и т.п.) и с разбега.

3. Беговые упражнения спринтера.

4. Спортивные игры.

Все упражнения на развитие быстроты выполняются с максимальной скоростью (интенсивностью), количество повторений до начала ее снижения, а также в зависимости от возраста и подготовленности спортсменов [23].

Техническая подготовка

Техническая подготовка лыжника - это процесс целенаправленного изучения и совершенствования техники способов передвижения на лыжах. Овладение современной техникой с учетом индивидуальных особенностей и физической подготовленности позволяет достигнуть высоких результатов в избранном виде лыжного спорта. Высокий уровень спортивных результатов требует постоянной и углубленной работы над совершенствованием техники в течение всего периода активных занятий лыжным спортом. В планах подготовки лыжников от новичка до квалифицированного спортсмена должна быть предусмотрена непрерывность овладения техникой. Даже достижение наивысших результатов не означает, что достигнуто техническое совершенство. Лыжник должен и в этом случае продолжать улучшать технику различных элементов, движений, устранять отдельные неточности и ошибки [12].

В плане многолетней технической подготовки, особенно в юношеском возрасте, необходимо учитывать, что отдельные элементы техники передвижения на лыжах не всегда доступны школьникам в силу недостаточного уровня развития каких-либо качеств (равновесия, силы отдельных групп мышц). В таком случае школьники овладевают несколько упрощенным вариантом способа передвижения. Однако при этом очень важно, чтобы не искажалась основа способа, с тем, чтобы при повышении уровня развития необходимых качеств можно было освоить и другие элементы без переучивания всего способа передвижения. Кроме того, в многолетней подготовке постоянно приходится приспосабливать технику к меняющимся условиям соревнований (более тщательной подготовке трасс, изменению их сложности, выпуску нового инвентаря), к улучшению физической подготовленности спортсменов-лыжников и т.п. [10].

Различают общую и специальную техническую подготовку. В ходе общей технической подготовки лыжник осваивает умение и навыки, необходимые в жизни и спортивной деятельности, получает и углубляет теоретические знания в области основ техники физических упражнений. Этот вид подготовки направлен в первую очередь на овладение такими умениями, навыками и знаниями, которые будут способствовать изучению техники способов передвижения на лыжах [24].

Тактическая подготовка

Тактика спортсмена - это искусство соревнования с противником. В лыжном спорте в некоторых случаях спортсмен не ведет борьбу с конкретным противником, а ставит цель - достигнуть максимально высокого результата (при данном уровне тренированности). Победа в соревнованиях или достижение максимально высокого результата при прочих равных условиях во многом зависят от уровня тактического мастерства лыжника [31].

Овладев тактикой ведения соревнования, спортсмен может лучше использовать свои технические возможности, физическую подготовленность, волевые качества, все свои знания и опыт для победы над противником или для достижения максимального результата. В лыжном спорте это особенно важно, так как соревнования проходят порой в необычайно переменных условиях скольжения и рельефа местности. Изучение условий позволяет широко применять самые различные тактические варианты. Тактическая подготовка лыжника состоит из двух взаимосвязанных частей - общей и специальной.

Общая тактическая подготовка предполагает приобретение теоретических сведений по тактике в различных видах лыжного спорта, а также в смежных циклических дисциплинах. Знания по тактике лыжники получают во время специальных занятий, лекций и бесед, при наблюдении за соревнованиями с участием сильнейших лыжников, просмотре кинограмм, кинокольцовок и кинофильмов, а также путем самостоятельного изучения литературы. Кроме этого, в процессе учебно-тренировочных занятий, в соревнованиях и при анализе накапливаются опыт и знания.

Специальная тактическая подготовка - это практическое овладение тактикой в ложных гонках путем применения лыжных ходов в зависимости от рельефа и условий скольжения, распределения сил по дистанции и составления графика ее прохождения, выбора вариантов смазки в зависимости от внешних условий, индивидуальных особенностей спортсменов и т.д. Специальная тактическая подготовка проводится в ходе учебно-тренировочных занятий и соревнований [27].

При изучении тактики необходимо изучать опыт сильнейших лыжников, что позволит овладеть широким кругом тактических вариантов и использовать их с учетом своих возможностей. Непосредственная тактическая подготовка к определенным соревнованиям требует ознакомления с условиями и местом их проведения. Сюда относятся изучение рельефа, состояние и возможное изменение лыжни в ходе соревнований с учетом стартового номера и предполагаемых изменений погоды. Все это изучается накануне старта при просмотре дистанций и позволяет разработать тактику на предстоящие соревнования с учетом конкретных условий, перспектив противника и своих возможностей. По окончании соревнований необходимо тщательно проанализировать эффективность применяемой тактики и сделать выводы на будущее.

Тактическое мастерство лыжника базируется на большом запасе знаний, умений и навыков, а также его физической, технической, морально-волевой подготовленности, что позволяет точно выполнить задуманный план, принять правильное решение для достижения победы или высокого результата.

Овладение способами передвижения и применение их в зависимости от внешних условий и индивидуальных особенностей имеют наибольшее значение в тактической подготовке лыжника-гонщика. В условиях удовлетворительного и плохого скольжения на равнине и в подъемы различной крутизны наиболее часто применяются попеременный двухшажный и иногда попеременный четырехэтажный ходы. Кроме этого, попеременный четырехшажный ход используется при глубокой лыжне, когда затруднено отталкивание палками. На пологих спусках широко применяются одновременные ходы - одновременный одношажный и двухшажный; бесшажный - чаще всего на леденистых раскатанных участках лыжни и при спусках средней крутизны. При хорошем и отличном скольжении на равнине широкое применение находят попеременный двухшажный и одновременные ходы, но при первой возможности следует отдать предпочтение одновременным, так как они дают преимущество в скорости при заметной экономии сил [14, С. 56].

В настоящее время у сильнейших лыжников в связи с высоким уровнем физической (скоростно-силовой) и функциональной подготовки, а также потому, что трассы современных лыжных гонок подготавливаются очень тщательно (машинным способом), арсенал лыжных ходов, применяемый в соревнованиях, несколько сузился. Лыжники стали применять способы ходов, обеспечивающих в первую очередь высокую скорость передвижения в различных условиях, - попеременный двухшажный, одновременные (бесшажный и одношажный). Одновременный двухшажный встречается редко, а попеременный четырехшажный практически не встречается.

Однако менее квалифицированные лыжники используют по-прежнему все способы ходов, что обеспечивает достаточно высокую скорость передвижения в любых условиях, даже на мягкой и недостаточно хорошо подготовленной лыжне, например на школьных соревнованиях небольшого масштаба. Выбор хода во многом зависит от степени овладения им и от индивидуальных особенностей лыжника - силы мышц его верхних конечностей и туловища. Скорость передвижения во многом зависит от сочетания ходов и выбора момента перехода с хода на ход в зависимости от состояния и микрорельефа лыжни и условий скольжения. Все это изучается во время учебно-тренировочных занятий [5].

Одним из главных методов обучения тактике является повторное прохождение отрезков дистанции, специально подобранных в зависимости от задач тактической подготовки и различных по длине и рельефу. Отрезки подбираются заранее на каждое занятие с учетом контингента и подготовленности занимающихся. При занятиях с новичками целесообразно порой использовать прохождение отрезков за лидером - квалифицированным лыжником, хорошо владеющим лыжными ходами и умеющим их применять в зависимости от внешних условий. В этом случае ведомый лыжник копирует лидера во время перехода с хода на ход. В дальнейшем условия изучения тактики усложняются [14, С. 57].

Скорость на склоне во многом зависит от правильного выбора стойки спуска. Низкая стойка обеспечивает наименьшее сопротивление воздуха и дает возможность несколько отдохнуть, но на сложном рельефе применять низкую стойку нецелесообразно, так как это не дает возможности быстро выполнить повороты и затрудняет преодоление неровностей. На длинных и очень пологих спусках, когда применение низкой стойки не увеличивает скорость, лучше передвигаться одновременным безшажным ходом [5].

Вторым важным моментом в тактической подготовке является умение правильно распределить силы по дистанции. Из практики известно, что равномерное прохождение трассы наиболее целесообразно для достижения высоких результатов в лыжных гонках, особенно у новичков. Но на пересеченных трассах различной сложности невозможно добиться равномерной скорости, поэтому целесообразно стремиться к относительной равномерности, к оптимальной интенсивности с учетом рельефа трассы. Порой рельеф трасс заставляет приложить максимум усилий на первой половине дистанции, если на ней расположена большая часть подъемов с общей тенденцией подъема вверх (в таких случаях вторая половина дистанции относительно легче, так как на ней больше спусков). При таком рельефе и тактике выигрыш времени на первой половине дает возможность создать запас перед противниками, который им трудно будет ликвидировать на спусках. Этот пример говорит о важности составления тактического плана с учетом рельефа местности.

В ходе тренировочных занятий необходимо проводить тактические учения, где лыжники овладевают приемами борьбы с соперником, находящимся в условиях прямой видимости (старт в одной или соседней паре, общий старт), а также с противниками, стартующими много раньше или позднее. В таких случаях они ориентируются на информацию тренера о времени прохождения отдельных отрезков дистанции.

Умение распределять силы приобретается в процессе учебно-тренировочных занятий, на которых контролируется время прохождения отрезков дистанций и частота сердечных сокращений на подъемах, спусках и равнине. Сопоставляя личные ощущения с этими объективными показателями, лыжник овладевает умениями контролировать свою работоспособность [14, С.57].

Рост тактического мастерства неразрывно связан с уровнем развития физических и волевых качеств лыжника. В ходе подготовки целесообразно вначале повысить функциональные возможности лыжника применительно к требованиям тактики, а затем попытаться осуществить задуманный план. Так, при борьбе с противником, находящимся в непосредственном контакте (при общем старте), попытка оторваться от него за счет многократных ускорений может привести к обратному результату, если сам спортсмен не подготовлен к передвижению в переменном темпе после резкого старта. Поэтому, прежде чем пытаться осуществить данный тактический вариант, необходимо повысить функциональные возможности лыжника применительно к данному тактическому приему.

В ходе целенаправленной подготовки к основным соревнованиям сезона необходимо тщательно спланировать участие в соревнованиях различного масштаба с конкретными задачами на каждый старт. Не следует ставить задачу обязательной победы на всех соревнованиях, особенно, если календарь перенасыщен различными стартами. Нецелесообразно также постоянно встречаться со всеми своими основными соперниками. Обычно выделяют 3-4 старта (на отборочных соревнованиях), когда важно добиться победы или показать высокий результат. На остальных соревнованиях проверяют свою подготовку, различные варианты тактики. Общее количество стартов и особенно перед основными соревнованиями зависит от возраста и квалификации лыжника. Естественно, с началом периода основных соревнований ставится задача - показать высокий результат или добиться победы на каждом из них. Обязательным условием роста тактического мастерства является анализ прошедших соревнований. Нужно оценить эффективность применяемой тактики и сделать выводы на будущее [20].

Теоретическая подготовка

Теоретическая подготовка является составной частью всей системы подготовки лыжника и осуществляется в ходе учебно-тренировочного процесса. Она проводится в виде специально организованных лекций, бесед и теоретических занятий. Кроме того, часть теоретических знаний может сообщатся лыжникам в ходе тренировочных занятий. Необходимо также предусмотреть самостоятельное изучение специальной литературы по различным вопросам лыжного спорта и другим разделам теоретической подготовки. Содержание теоретической подготовки значительно меняется в зависимости от подготовленности общего кругозора и возраста [26].

Необходимо предусмотреть изучение следующих тем и вопросов: отечественная система физического воспитания, патриотическое воспитание спортсменов, воспитание морально-волевых качеств, методика обучения и тренировки, техника и тактика избранного вида лыжного спорта, гигиена занятий физическими упражнениями и лыжным спортом, врачебный контроль и самоконтроль при занятиях лыжным спортом, режим спортсмена (режим дня, гигиена питания и сна, закаливание), самомассаж и массаж, предупреждение травматизма и т.д.

Особое значение придается изучению теории избранного вида лыжного спорта. Необходимо, чтобы лыжники хорошо знали правила соревнований, умели вести дневник тренировки и проводить анализ занятий и тренировочного процесса. Большое значение имеет изучение основ методики тренировки - планирование круглогодичной тренировки по циклам, этапам и периодам, перспективное планирование, а также методика развития физических качеств (выносливости, силы, быстроты, ловкости гибкости) применительно к избранному виду лыжного спорта.

Кроме этого, лыжники изучают основы техники способов передвижения на лыжах с позиций биомеханики, что позволяет научно обоснованно подходить к анализу техники и к методике ее изучения и совершенствования. [2].

В юношеском возрасте из всего объема теории необходимо дать первые сведения по гигиене занятий и одежде лыжника, а также минимум знаний по технике, методике обучения и тренировке. Из года в год увеличиваются объем и глубина теоретических сведений, сообщаемых юным лыжникам. В юношеском возрасте необходимо привить навыки самостоятельного ведения дневника тренировок, что очень важно в системе многолетней подготовки лыжника-гонщика. Многолетние записи позволят провести качественный анализ всей подготовки и улучшить систему планирования и управления индивидуальной подготовкой спортсмена.

Тренер должен научить юношей подробно и систематически вести записи, включающие все субъективные и объективные данные: по переносимости нагрузок различного характера, самочувствию во время тренировок и при восстановлении, данные педагогического контроля (результаты тестов и контрольных упражнений) и врачебных осмотров, а также результаты всех соревнований. Тренер должен регулярно проверять заполнение дневника тренировки.

Для получения теоретических знаний очень важно приучить школьников к самостоятельному изучению литературы. Необходимо регулярно рекомендовать доступную для их уровня понимания популярную и методическую литературу. Контроль за этим можно осуществлять в виде собеседования, контрольных вопросов и обсуждения в группе [33].

2. Особенности среднегорья

1. Климатическая характеристика горного климата

Одними из чудесных уголков природы являются горы, с их растительностью, с величавыми снежными вершинами, с суровыми теснинами, шумными водопадами, горными озерами, бурными реками, оздоровительными источниками питьевой воды и с экологически чистым воздухом. Воздух гор считается целебным. Даже трудно перечислить все прелести среднегорья. Летом это цветочные зеленые луга и плодородные долины. В зимнее время - ледники и ледниковые поля. Необычайную экзотику представляют скалы, гребни, седловины, хребты, каньоны и перевалы. Уникальную природную красоту создают ущелья с ручейками, склоны с хвойными лесами, переходящими в плато.

Необыкновенная привлекательность горных пейзажей и малая хозяйственная освоенность создают исключительные условия для организации спорта и отдыха в горах. Отдых в горах - активный отдых. Всё больше поклонников завоевывают горный туризм и альпинизм. Горы одаривают человека здоровьем, бодростью и незабываемыми впечатлениями. Однако природа гор привлекательна не только своей красотой, внимание ученых уже много лет занимает поиск разных путей биологического воздействия горного климата на организм человека, а также возможности использования этого воздействия для поддержания физического здоровья и улучшения спортивных результатов. Рассмотрим подробнее характеристики некоторых климатических факторов горного климата [9].

Температурный фактор. С увеличением высоты среднегодовая температура воздуха постепенно снижается на 0,5°C на каждые 100 м, причем в разные сезоны года и в разных географических районах она снижается не одинаково: зимой медленнее, чем летом, составляя соответственно 0,4°C и 0,6°C. Согласно таблице международной стандартной атмосферы, которая аппроксимирует средние годовые условия в умеренных широтах, средняя температура воздуха на высоте 3000 м составляет минус 4,5°C и на высоте 4000 м - минус 11°C [34, С. 46].

Влажность воздуха. Влажность - это количество водяного пара в воздухе. Различают абсолютную влажность в мм рт.ст. или в граммах на 1 м3 воздуха или относительную влажность воздуха как процентное отношение реального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при той же температуре. Парциальное давление водяного пара, как правило, равно примерно 1 % давления на уровне моря. И поскольку давление насыщенного водяного пара определяется только температурой воздуха, то в горных районах, где температура снижена, парциальное давление водяного пара также мало. Уже на высоте 2000 м влажность воздуха в два раза меньше, чем на уровне моря, а на больших горных высотах воздух становится практически "сухим". Это обстоятельство имеет троякое значение: влияет на величину РО2, меняет условия солнечной радиации и усиливает потерю жидкости организмом не только путем испарения с поверхности кожи, но и через легкие при гипервентиляции. Отсюда проистекает важность обеспечения адекватного питьевого режима в горах, т.к. обезвоживание организма снижает работоспособность [35].

Солнечная радиация. На горных высотах сильно возрастает напряжение лучистой энергии солнца в связи с большой сухостью и прозрачностью атмосферы и ее меньшей плотностью. При подъеме до высоты 3000 м суммарная солнечная радиация увеличивается в среднем на 10 % на каждые 1000 м. Наибольшие изменения обнаруживаются со стороны ультрафиолетовой радиации: ее интенсивность увеличивается в среднем на 3-4 % на каждые 100 м подъема на высоту. На организм оказывают воздействие как видимые (световые), так и невидимые (инфракрасные и наиболее биологически активные ультрафиолетовые) солнечные лучи [28].

Атмосферное давление. По мере увеличения высоты атмосферное давление падает, тогда как концентрация кислорода, равно как и процентное содержание других газов, в пределах атмосферы остаются постоянными. По сравнению с уровнем моря атмосферное давление на высоте 3000 м ниже на 31 % и на высоте 4000 м - на 39 %, причем на одних и тех же высотах оно увеличивается от высоких широт к низким и в теплый период оно обычно выше, чем в холодный [30].

Парциальное давление кислорода - РО2. При медленном наборе высоты отрицательное действие гипобарии проявляется за счет эффекта снижения РО2, которое на высоте 3000 м уменьшается во вдыхаемом воздухе со 159 до 110 мм рт.ст. и на высоте 4000 м до 98 мм рт.ст., в альвеолярном - со 105 до 62 и 50 мм рт.ст. соответственно, а SаО2 - с 98 до 90 и 85 %.

Таким образом, можно сделать вывод, что горный климат- это совершенно особый климат, существенно отличающийся от равнинного. Поэтому при подъёме в горы человеческий организм под воздействием климатических факторов изменяет многие свои функции.

В данной работе речь пойдёт о пребывании спортсменов в условиях среднегорья, поэтому обратимся к самому определению среднегорья.

Среднегорье - это форма рельефа, типичная для старых гор, определяемая абсолютными высотами от 1000 до 3000 м и относительным расчленением (глубиной долин) от 500 до 2000 м. Главный признак среднегорья - пологие склоны с мощными покровами продуктов выветривания и округло-сглаженные или плоские вершины, широкие долины рек с большим количеством речных террас. Однако в понимании спортивных тренировок среднегорьем считается высота порядка 1600-2000 м, именно такие условия считаются подходящими для учебно-тренировочных сборов лыжников-гонщиков [15].

2. Общебиологические механизмы адаптации к условиям

умеренной природной гипоксии

Во время пребывания и занятий спортом в горной местности организм человека испытывает воздействие так называемых абиотических, т.е. не связанных с живой материей факторов окружающей среды. Главными из них являются климатические условия, оказывающие физиологический эффект. Они зависят от широты и высоты местности над уровнем моря, степени расчлененности ее рельефа и других физико-географических особенностей. К характерным факторам горного климата относятся пониженное атмосферное давление и связанное с этим пропорциональное снижение РО2 в воздухе, резкие смены дневных и ночных температур, низкая абсолютная влажность воздуха, интенсивная солнечная радиация, сильные ветры, усиливающие охлаждающий эффект, высокая ионизация воздуха с преобладанием отрицательно или положительно заряженных ионов, а также, возможно, и другие, пока недостаточно изученные физические и химические модификаторы. Все они, являясь потенциально стрессовыми, действуют на организм не изолированно, а в комплексе, причем их сочетание варьируется. Уже много лет непрерывно ведется изучение вопросов, связанных с акклиматизацией (адаптацией) человека в условиях горного климата. За это время учеными разных стран выполнено большое число работ, особенно медико-биологического профиля. Это позволило установить основные механизмы акклиматизации к горному климату и адаптации к факторам гипоксии [16].

Одним из самых ранних и ощутимых влияний горного климата на организм человека является гипоксия, т.е. недостаток кислорода. Её ещё называют горной болезнью. Она представляет собой комплекс нарушений деятельности кровообращения, дыхательной и нервной систем организма. В зависимости от тренированности человека, а также индивидуальных физиологических характеристик гипоксия может проявляться в различной степени, начиная от ощущения лёгкого недомогания и усталости до тяжелых психических расстройств. Человеку будто не хватает воздуха, в спокойном состоянии дыхание прерывисто, кружится голова, сон нестойкий. Возникает бессонница, т.к. организм при общем дефиците кислорода больше всего стремится насытить им мозг и происходит его возбуждение [16].

Воздействие же на психику выражается в появлении крайней усталости, депрессии, безразличия к окружающему. Кислородное голодание мозговых клеток приводит к вялости мысли, умственному расслаблению, теряются ориентиры, затрудняется процесс мышления. Нередко наступает гипнотическое состояние. Ослабляется даже зрительная чувствительность. При горной кислородной недостаточности возникают противоречивые ощущения. Возможна эйфория - беззаботное психопатологическое состояние с приступами веселости, беспричинного смеха. Через некоторое время возбуждение сменяется депрессией, появляются угрюмость, сварливость, обидчивость, раздражительность, расстраивается сон, возникают фантастические сновидения, дурные предчувствия. При таких психических нарушениях теряются самоконтроль и реальная оценка своего состояния. А человек уверен, что сознание его ясно и необычно остро. Однако такие проявления гипоксии встречаются крайне редко, и то у людей с уже имеющимися проблемами со здоровьем или новичков [3].

Явление умеренной гипоксии, наоборот, имеет благотворное влияние на организм человека и его физические возможности. При организации спортивных тренировок в условиях среднегорья происходит следующее.

Для противодействия гипоксии организм спортсмена напрягается, мобилизует свои резервы, становится более жизнеспособным и закаленным. Медики отмечают, что приспособление к одному фактору среды повышает устойчивость человека к другим ее факторам. Такое явление уже достаточно изучено и даже получило специальное название "перекрестная адаптация". После пребывания в горах в течение 2-3 недель по возвращении на равнину повышается работоспособность, улучшается самочувствие, ощущаются прилив сил, бодрость, энергия. В результате высотных тренировок у спортсменов заметно улучшаются показатели. При этом реакция и выносливость у высокотренированных жителей равнин такие же, как у горцев. Подобные исследования подтверждают влияние приспособления к гипоксии на улучшение мышечной деятельности [7, С. 37–39].

Каким же образом происходит адаптация организма человека к гипоксии и как использовать это явление для улучшения физических показателей. Прежде всего, спортсмену необходимо акклиматизироваться.

Наиболее эффективной считается ступенчатая акклиматизация - поочередные подъемы и спуски, но каждый раз достижением все большей высоты. Этот метод был предложен еще 50 лет назад членом-корреспондентом Академии медицинских наук и академиком АН УССР Н. Н. Сиротининым и с тех пор активно используется альпинистами-высотниками и многими спортсменами. Механизм акклиматизации выглядит следующим образом [7, С. 37–39.].

Выделяют кратковременную (от нескольких дней до нескольких недель и даже месяца) и длительную акклиматизацию (от 2-3 до 6 лет). Некоторые ученые считают, что полная акклиматизация наступает лишь у горцев-аборигенов через несколько поколений.

Специфические черты горного климата проявляются уже на высоте 500 м над уровнем моря. А нарушение физиологических функций наблюдается с 1,6-2,5 км. По комфортности для здорового человека высоты местности подразделяются так [18]:

• зона до 2 км, где никаких изменений в организме не наблюдается

• зона от 2 до 4 км где изменения в организме могут полностью компенсироваться после нескольких дней акклиматизации

• зона выше 4 км, где появляются отчетливые признаки гипоксии

• Однако это деление не общепринято. Другие исследователи предлагают иные физиологические отметки [23]:

• низкогорье (до 1 км)

• среднегорье (1-3 км)

• высокогорье (выше 3 км)

В среднегорье организм лишь начинает перестраиваться, подготавливая себя к недостатку кислорода. Это можно определить по увеличению содержания кислорода в мышцах и тканях, а также биохимическим путем – по количеству молочной кислоты, которая свидетельствует о наличии недоокисленных продуктов в организме. Учащается дыхание, усиливается кровообращение. Организм повышает свои рабочие способности. В результате адаптации происходят соответствующие перестройки в деятельности органов дыхания и кровообращения, состоянии нервной и эндокринной систем, мышечного аппарата и т.д. Эти перестройки охватывают практически все ткани и клетки организма.

В условиях нормального давления можно отметить следующие общие черты в функциональных характеристиках состояния организма лиц, обладающих горной акклиматизацией и адаптированных к длительным физическим упражнениям:

• более экономичная и вместе с тем более эффективная функция вентиляции легких

• тенденция к брадикардии и сниженному кровяному давлению

• сниженный уровень основного обмена

• сниженная концентрация молочной кислоты в крови после нагрузок

Сходство механизмов адаптации к воздействию указанных факторов позволяет говорить о том, что, с одной стороны, повышение спортивной работоспособности может происходить в процессе систематической адаптации к гипоксии. И, с другой, - повышение устойчивости к недостатку О2 может быть достигнуто при помощи систематических занятий физическими упражнениями при использовании больших по объему и интенсивности нагрузок. Таким образом мы имеем явление "переноса" или "перекрестной" адаптации. Однако необходимо иметь в виду, что только виды спортивной деятельности, требующие преимущественного проявления выносливости, близки по структуре возникающих в организме сдвигов к тем, которые имеют место в процессе адаптации к гипоксии [23].

Исследования Ф.З. Меерсона показывают, что адаптация к физическим нагрузкам, высотной гипоксии и холоду наряду с определенными различиями характеризуется и общностью, выраженной в одних и тех же сдвигах - дефиците макроэргов и увеличении потенциала фосфорилирования. Этот первичный сдвиг является сигналом, активизирующим аппарат клеток, в результате чего повышается выработка митохондриями АТФ. Согласно его концепции адаптация к гипоксии характеризуется общностью сдвигов во всём организме. Яркими показателями этого процесса является изменение лёгочной вентиляции и показатели аэробной производительности [8].

Легочная вентиляция. При выполнении тренировочной нагрузки в среднегорье организм спортсменов в борьбе за кислородное обеспечение работающих мышц и тканей в первую очередь повышает функциональный уровень внешнего дыхания. Всякий раз, когда понижается парциальное давление кислорода в воздухе, происходит компенсаторное увеличение легочной вентиляции. Исследования А.З. Колчинской показывают, что увеличение легочной вентиляции у взрослых людей, начиная с высоты 1000 м, наблюдается в 100 % случаев. При выполнении мышечной работы в условиях среднегорья легочная вентиляция увеличивается в большей мере, чем при аналогичной нагрузке на равнине [18].

Таким образом, в условиях гипоксической гипоксии легочная вентиляция, измеренная применительно к газу, насыщенному водяными парами при температуре тела и давлении окружающей среды (ВТРS), увеличивается уже в покое, а при выполнении субмаксимальной физической нагрузки часто достигает значительных величин. На высоте 1800-2300 м легочная вентиляция превышает равнинную на 15-20 % в основном за счет увеличения частоты дыхания. Это именно то, что испытывает спортсмен в среднегорье. Однако решающим фактором кислородного обеспечения в условиях BTPS является количество молекул газа, перемещенных в стандартных условиях (STPD) [18].

Приведение объемов легочной вентиляции к стандартным условиям STPD показывает уменьшение ее по мере набора высоты и особенно в период "острой" акклиматизации при выполнении субмаксимальных нагрузок.

Постепенно, по мере акклиматизации, легочная вентиляция (STPD) при выполнении субмаксимальных нагрузок увеличивается. Это заставляет организм усиливать деятельность остальных звеньев кислородно-транспортной системы.

Аэробная производительность. В большинстве исследований зафиксировано падение МПК, измеренного в процессе нагрузок или в специальных тестах в первые дни пребывания и тренировки спортсменов в условиях среднегорья. Итоги эксперимента позволили сделать вывод о том, что вторая "волна акклиматизации", связанная со снижением показателей работоспособности и уровня физиологических функций, обеспечивающих ее, наблюдается в том случае, когда тренировочная нагрузка характеризуется большей интенсивностью, а состояние подготовленности - более высоким уровнем [36].

Частота сердечных сокращений (ЧСС). Изучение динамики ЧСС в условиях акклиматизации показало, что изменение ЧСС в пределах 120-170 уд/мин линейно связано с изменением скорости и мощности работы, легочной вентиляции, потребления кислорода. С помощью этого показателя можно регулировать интенсивность нагрузок и определять реакцию организма спортсменов на них. Учащение пульса характерно для начального периода акклиматизации к высотам, затем оно уступает место другим компенсаторным механизмам. Постепенное снижение ЧСС при стандартных нагрузках в процессе акклиматизации свидетельствует о положительном воздействии тренировки на функциональное состояние спортсменов. При выполнении нагрузки субмаксимальной и максимальной аэробной мощности в среднегорье отмечается тенденция к компенсации уменьшения содержания кислорода в артериальной крови за счет увеличения ЧСС. При работе максимальной интенсивности в лабораториях и естественных условиях на высоте от 1000 до 2300 м ЧСС практически не меняется [38].

Организм спортсмена, выполняющего напряженную мышечную работу, реагирует в первые дни пребывания в горах на комплекс раздражителей повышением легочной вентиляции (BTPS), частоты сердечных сокращений, снижением уровня МПК и АнП. Это значительно снижает работоспособность и спортивные результаты в зонах субмаксимальной и максимальной аэробной мощности. Постепенно эти изменения сглаживаются и начинают приближаться к исходным значениям, полученным до подъема в горы. Однако данные разных авторов противоречивы в отношении сроков восстановления как работоспособности организма в целом, так и отдельных функций в период тренировки в среднегорье и колеблются от 3-5 до 20-25 дней. Описанная выше динамика адаптационных реакций сердечно-сосудистой и дыхательной систем связана преимущественно с борьбой организма за сохранение снабжения кислородом.

В среднегорье в состоянии покоя эти изменения относительно невелики, что обеспечивает условия, при которых утилизация кислорода остается неизменной. Но при выполнении напряженных тренировочных и соревновательных нагрузок в среднегорье одного усиления функций внешнего дыхания, крови и кровообращения оказывается недостаточно. На помощь им подключаются другие реакции в виде компенсаторных приспособительных изменений со стороны регионарного и капиллярного кровотока, диффузии кислорода из крови в ткани и тканевого дыхания.

После окончания тренировки в горных условиях организм спортсмена оказывается в состоянии более высокой работоспособности, чем до подъема в горы. Это связывают с тем, что явления кислородной недостаточности, которые сопровождают мышечную работу в видах спорта, требующих преимущественного проявления выносливости, переносятся значительно легче. А так как важнейшим условием спортивной работоспособности во многих видах спорта является способность к высокому длительному уровню потребления кислорода, то эта способность после пребывания в горах значительно возрастает. Кроме того, в процессе тренировки в среднегорье и адаптации к гипоксии организм совершенствует способность более экономно расходовать кислород [25].

3. Мышечная работа в горах

Д.А. Алипов изучал изменение мышечной силы у 193 спортсменов, тренировавшихся в среднегорье. В соревновательном периоде прирост мышечной силы верхних конечностей составил 6,3 %, становой силы - 4,5 % и силы экспираторных (выдыхательных) мышц - 17,2% от исходного уровня [2, С.36]. В подготовительном периоде на фоне тренировочной работы большого объема прирост становой силы составил 7,2 %, экспираторных мышц - 54,1 %. В контрольных группах, выполнявших аналогичную тренировочную нагрузку в привычных условиях при двукратном обследовании в интервале, равном горному сбору, изучаемые показатели почти ничем не отличались от исходных [2].

Таблица 1 – Основные физиологические сдвиги, обеспечивающие адаптацию

к горному климату (до 3,5 км)

Показатели	Адаптация
	острая фаза до 2-х недель	стабильная фаза 4-5 недель
Признаки горной болезни	Умеренные	Отсутствуют
Психическая работоспособность	Эйфория, снижение памяти	Нормальная
Тонус вегетативной нервной системы	Симпатический	Парасимпатический
Адреналовая система	Возбуждена	Обычная
ЧСС	Учащенная	Нормальная
Артериальное давление	Умеренно повышенное	Нормальное
Легочное артериальное давление	Умеренно увеличенное	Приближается к норме
Вентиляция легких	Повышена	Повышена в меньшей степени
Объемный кровоток	Увеличен	Нормален
Число эритроцитов	Увеличено	Увеличено

Продолжение таблицы 1

Показатели	Адаптация
	острая фаза до 2-х недель	стабильная фаза 4-5 недель
Количество гемоглобина	Увеличено	Увеличено
Объем циркулирующей плазмы	Снижен	Умеренно снижен
Гематокрит	Повышен	Повышен
Кортикостероиды	Увеличены	Увеличены
Ангиотензин	Снижен	Нормален
Альдостерон	Снижен	Умеренно снижен

Изучение динамики двух элементарных форм быстроты под влиянием тренировки в горах показало достоверное снижение времени двигательной реакции за счет укорочения латентного периода. В процессе тренировки в горах также статистически достоверно уменьшалось латентное время сокращения и расслабления мышц. Значительно улучшалась скорость выполнения отдельных движений. После возвращения с гор в течение месяца сохранялось укороченное время латентного периода двигательной моторной реакции.

В других исследованиях также отмечено: повышение показателей кистевой динамометрии у лыжников на 3-й неделе в среднегорье и сохранение этих показателей до 20-24 дней после спуска [2].

Совершенствование скоростно-силовых качеств в условиях среднегорья можно рассматривать и в другом аспекте: как климат среднегорья позволяет наиболее эффективно проявлять имеющийся уровень быстроты, превосходящий показатели равнины? Известно, что один из факторов, лимитирующий достижение высоких спортивных результатов в спринте, - "скоростной барьер".

При работе с соревновательными скоростями воздушный поток приобретает турбулентный характер и меняется в зависимости от плотности атмосферы. Так как сопротивление воздушного потока в среднегорье значительно меньше, чем на уровне моря, это способствует преодолению "скоростного барьера" и повышению результатов в скоростных видах спорта. Интенсивная мышечная деятельность преимущественно анаэробного (алактатного) характера в среднегорье выполняется достаточно успешно. [3, С.56].