ОСНОВЫ ТЕОРИИ АДАПТАЦИИ И СПОРТИВНАЯ ТРЕНИРОВКА

ТЕОРИЯ И МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ

Abstract

PRINCIPLES OF ADAPTATION THEORY AND SPORTS TRAINING

S.E. Pavlov

Russian state medical university, Moscow

Key words: theory of adaptation, theory of functional systems, sports training.

The purpose of this paper was to consider the problem of the adaptation theory in the aspect of its influence on the technology of sports training.

The author represents the retrospective analysis of the ideas, determining the content of the adaptation conceptions and criticizes F.S. Meyerson's concept of adaptation to physical loads in sports training. He considers that the contemporary system of sports training basing on this conception developed in L.P. Matveyev's and V.N. Platonov's articles is not effective and analyses the reasons of this situation.

ОСНОВЫ ТЕОРИИ АДАПТАЦИИ И СПОРТИВНАЯ ТРЕНИРОВКА

С.Е. Павлов
Российский государственный медицинский университет, Москва

Ключевые слова: теория адаптации, теория функциональных систем, спортивная тренировка.

Образовательный уровень тренера сегодня не может ограничиваться исключительно педагогическими знаниями, тем более что объектом его деятельности является человек в своем сложном взаимоотношении с средой. Следует понимать, что единственное, на чем может базироваться теория спортивной тренировки, - это законы физиологии, которые, как и другие человеческие знания, подвержены эволюции. Ситуация, сложившаяся в спортивной педагогике, по-своему уникальна: искусственно созданные теории безапелляционно принимаются практиками и тиражируются вне зависимости от приносимых ими результатов. Вместе с тем изменившаяся в стране экономическая ситуация сегодня уже не позволяет тренеру "перемалывать" огромное количество "материала" в надежде, что какой-нибудь суперталант сможет подняться на вершину спортивного Олимпа не благодаря, а вопреки применяемым методикам спортивной тренировки. Назревшие коренные преобразования теории и методики спортивной тренировки на основе последних достижений в биологии, физиологии, медицине - один из реальных путей возвращения нашей стране потерянного лидерства на спортивных аренах. "В ближайшие годы можно ожидать создания на базе углубленных и всесторонних исследований процессов биологической адаптации при выполнении физических нагрузок в сочетании с иными эргогеническими средствами специальной теории спорта" [6].

Жизнь на всех ступенях ее развития - "постоянное приспособле ние... к условиям существования" (И.М.Сеченов,1863), то есть жизнь - непрекращающийся процесс адаптации к постоянно меняющимся условиям среды.

Термин "адаптация" принято понимать как процесс или свершившийся факт приспособления к чему-либо [23], причем свершившийся факт адаптации тот же автор в своей монографии характери зует всего лишь как "эффект количественного накопления определенных изменений".

На наш взгляд, для констатации свершившегося факта приспособ ления к чему-либо более логичным было бы использование терминов "адаптированность", "уровень адаптированности", что позволяет разделить понятия "процесс" и "результат".

Адаптация организма к постоянно изменяющимся условиям cреды (внешним и внутренним) - безостановочно происходящий процесс приспособления организма к данным изменениям, призванный сохранять в нем гомеостатическое равновесие. "...Каждый организм представляет собой динамическое сочетание устойчивости и изменчивости, в котором изменчивость служит его приспособительным реакциям и, следовательно, защите его наследственно закрепленных констант" [1]. Физиологический смысл адаптации организма к внешним и внутренним воздействиям заключается именно в поддержании гомеостаза и, соответственно , жизнеспособности организма практически в любых условиях, на которые он в состоянии адекватно реагировать.

Абсолютная адаптированность организма к чему-либо - относительно нестабильное функциональное состояние, которое может быть достигнуто только при длительном [3] - в течение адаптационного периода - действии на него достаточно неизменного по силе и продолжительности стандартного раздражителя или суммы раздражителей [10, 11].

Адаптационные изменения (более или менее выраженные) происходят в организме в ответ практически на любые изменения его внешней и внутренней cреды. Спортивная тренировка фактически является изменением условий существования организма спортсмена, призванным добиться в нем определенных спецификой спорта адаптационных изменений .

Адаптационные изменения могут носить и негативный или относительно негативный характер, в том числе и в случаях, когда речь идет о спорте. Так, увеличение процента содержания медленных волокон в мышцах спринтера вследствие избыточного применения в тренировках нагрузок аэробной направленности [24] может расцениваться как негативный эффект адаптационных изменений в ответ на данные нагрузки. О перераспределении клеточного фонда организма (за счет гепатоцитов) в результате адаптационных изменений в ответ на многолетние тренировочные нагрузки упоминает А.Н. Воробьев [8].

Теория адаптации неразрывно связана с работами H. Selye [28], посвященными изучению неспецифических адаптационных реакций организма на чрезмерные по силе воздействия (названные им стресс-реакциями) и возникающих при этом функциональных изменений (стресс-син -дром) и состояний (стресс). Привлекательность предложенной им теории о роли стресса (реакции) в процессах адаптации организма [28-32] оказалась так велика, что в дальнейшем окончательно и безоговорочно была принята огромной армией его последователей, в том числе и в спортивной науке[4, 18, 23 и др.]. Достаточно типичны высказываемые в их работах мнения о том, что "нагрузка, чтобы оказать тренировочный эффект, должна оказывать стрессорное воздействие и ... стресс - типичное явление у спортсменов во время тренировочных и соревновательных нагрузок" [5].

Однако еще в 60-е годы отдельными авторами было замечено, что "не все раздражители вызывают однотипную стандартную гормональную реакцию" и "стремление все неспецифические изменения, возникающие в ... организме, трактовать как проявление стресс-реакции делает это понятие расплывчатым и крайне неопределенным" [12].

При этом собственно положения теории адаптации (основанные также на работах H. Selye [28] и развитые позднее Л.Х. Гаркави с соавт.[10, 11], позволяющие характеризовать неспецифические механизмы адаптации и оценивать неспецифические функциональные состояния организма человека, возникающие в ответ на различные по силе воздействия, игнорируются едва ли не большинством спортивных педагогов, абсолютно необоснованно считающих единственной адаптационной реакцией организма (а следовательно, и его функциональным состоянием) стресс [23, 24, 27 и др.].

Более поздними работами доказано, что стресс как одна из адаптационных реакций организма на чрезмерные воздействия (в ее классическом понимании) не играет какой-то значительной роли в механизмах развития адаптации организма спортсмена к тренировочным нагрузкам [15, 19, 20], а частота его возникновения даже в соревновательном периоде (на пике эмоциональных и в достаточной степени напряженных физических нагрузок) не превышает, например у пловцов высшей квалификации, 3,2% [21, 22].

Несмотря на обилие работ, подтверждающих, что процесс адаптации к физическим нагрузкам протекает иначе, нежели это изложено в теоретических трудах Ф.З. Меерсона с соавт.[18] и В.Н. Платонова [23], а также [12, 14, 15, 20 и др.]. Положения теории адаптации к физическим нагрузкам, предложенной В.Н. Платоновым [25] и, кстати, являющейся в достаточной степени вольным пересказом теоретических положений, выдвинутых Ф.З. Меерсоном [18], были подхвачены исследователями, специализирующимися в разных областях спортивной науки. Показательна попытка создания ими синтетических теорий спортивной тренировки на основе вышеупомянутых положений, положений теории и методики спортивной тренировки, существовавших ранее [16,17], и выводов по собственным теоретическим и практическим исследованиям [4, 6 и др.]. Логично, что наиболее популярными среди практиков оказались работы, совмещающие в себе наукообразность и простоту восприятия недостаточно подготовленными для их критической оценки тренерами [6].

Вместе с тем незнание или непонимание истинных физиологических механизмов адаптации ведет в конечном итоге к непониманию сути собственно адаптационных изменений в ответ на различные по качеству и силе воздействия нагрузки и как следствие в спорте - к использованию алогичных методов тренировки.

В основе принципов построения современной спортивной тренировки лежит использование в тренировочном занятии, микро-, мезо- и макроциклах разнонаправленных (очевидно, еще и для того, чтобы избежать адаптированности к ним) тренировочных нагрузок, призванных обеспечить прирост тренируемых качеств. В этом случае о долговременной адаптации можно говорить лишь как о процессе с постоянно меняющимся вектором, состоящим из бесконечного набора различных адаптационных реакций организма на тренировочные и прочие нагрузки ("следовые явления" которых могут носить как позитивный, так и негативный характер), но ни в коем случае не как о свершившемся факте адаптации. Очевидно, именно использование вышеуказанных принципов построения спортивной тренировки приводит к пониманию того, что "...между задаваемой физической нагрузкой и достигаемым тренировочным эффектом нет однозначного соответствия...", "...общий результат управляющей деятельности тренера... будет... неопределенным", и "тренер должен добиться на каждом занятии определенного срочного и отставленного эффекта", которым "он не может управлять"[6]. Вместе с тем "эффективность тренировочного процесса определяется надежностью целевых программ управления системой подготовки, конечной целью которой является достижение наивысшего результата в точно установленные сроки" [13].

Результаты проведенного нами исследования свидетельствуют о низкой эффективности педагогических программ, применяемых в тренировке юных пловцов [21]. К такому же выводу приводят результаты собственных многолетних наблюдений за динамикой спортивных результатов учащихся Московского училища олимпийского резерва.

Можно изучать адаптацию и говорить об адаптационных изменениях на субклеточном, клеточном, тканевом, органном и других уровнях, помня при этом, что процессы адаптации организма обеспечиваются даже не отдельными органами, а определенным образом организованными и соподчиненными между собой системами [1,2,14]. Более того, когда речь идет об адаптации организма к постоянно меняющимся (внешним и внутренним) условиям его существования, осмысление системных механизмов абсолютно необходимо. "...Именно результат функционирования системы является движущим фактором прогресса всего живого..." [1].

Количественные и качественные ответы организма в ответ на изменения cреды прежде всего зависят от исходного состояния организма, силы и специфических качеств изменений cреды (воздействия).

"Исходное состояние" спортсмена обусловле но, с одной стороны, его генетическим потенциалом, с другой - реализацией данного потенциала в зависимости от предшествующих условий его жизнедеятельности (включающих в том числе и направленность применявшихся ранее тренировочных нагрузок). Кроме того, "исходное состояние" определяется уровнем и согласованностью функционирования систем организма и соответственно - организма в целом, находящегося в постоянно меняющихся условиях, в связи с чем данный термин является в достаточной степени искусственным, абстрактным понятием, характери зующим состояние организма в некий краткий, стремящийся к нулю отрезок времени. Данное обстоятельство обусловливает необходимость оценки "исходных состояний" не только в начале микро-, мезо- или макроцикла, но и перед каждым тренировочным занятием и в течение него с целью оценки уровня и направленности изменений, происходящих в процессе тренировки и физиологически обоснованного планирования и применения последующих тренировочных нагрузок. При этом важна степень информативности методов и показателей, используемых для оценки функционального состояния организма.

Действующий фактор - внешнее или внутреннее воздействие на организм - всегда рассматривается и оценивается во взаимодействии с биологическим объектом (организмом) и вне этого "взаимодействия" самостоятельной "стоимости" не имеет.

Сила (величина) воздействия какого-либо фактора (суммы факторов) определяется сугубо индивидуальной реакцией на него каждого субъекта, зависящей не только от характеристик действующего фактора, но и от адаптационных возможностей данного субъекта и его функционального (исходного) состояния. Так, одна и та же доза (сила) воздействия даже для одного индивидуума (в зависимости от его состояний в разные периоды времени) может оказаться слабой, средней по силе, сильной или чрезмерной. То есть "одна и та же физическая нагрузка может вызвать у различных спортсменов или у одного и того же спортсмена при разных его функциональных состояниях неодинаковую реакцию"[26] .

Любой действующий фактор несет в себе как неспецифические, так и специфические черты. Более того, неспецифические и специфические черты в нем буквально переплетены, и разделение свойств действующего фактора на неспецифическое и специфическое весьма условно. "Специфичность ... очень часто (если не сказать всегда) выявляется в неспецифических реакциях организма, которые под влиянием различных ... факторов или состояний организма приобретают свои качественные особенности" [12]. Неспецифичность действия любого фактора определена прежде всего величиной и направленностью изменений в функционировании нейро-эндокринной системы организма, величиной и вектором изменений его биоэнергетики. В спорте уровень специфичности фактора (тренировочного воздействия, нагрузки) может определяться только отношением ее качественных и количественных показателей к качественным и количественным показателям основной соревновательной нагрузки спортсмена. Специфичность действия какого-либо фактора определяется специфичностью биохимических и структурных изменений в организме в ответ на более или менее длительное действие данного фактора.

Гораздо сложнее оценить специфичность действия суммы факторов, особенно если разрозненные действия данных факторов на организм вызывают разнонаправленные биохимические ответы. В то время как действия неспецифических звеньев разнонаправленных факторов просто суммируются, уровень специфичности действия их суммы при неограниченном увеличении числа таких факторов в ограниченном (например, тренировочным занятием) промежутке времени может стремиться к нулю либо в определенных условиях иметь отрицательное значение. Кроме того, преобладание суммы неспецифических звеньев факторов воздействия само по себе уже может изменять направление вектора суммы их специфичес ких звеньев (даже в случае применения однонаправленных по специфичности воздействий) при значительном превышении первыми пороговых значений. Например, использование в тренировочных занятиях физических упражнений скоростно-силовой направленности в суммарных объемах, достигающих объемов, характерных для аэробной работы, без применения высокоэффек тивных средств восстановления (анаболические стероиды, лазерная стимуляция) не приведет к росту скоростно-силовых качеств спортсмена. Данное положение следует учитывать при планировании как отдельных тренировочных занятий, так и тренировок в микроцикле.

Неспецифические адаптационные реакции - неспецифический системный ответ организма на действие различных по силе (слабых, средних, сильных, чрезмерных) раздражителей - трансформируются в зависимости от силы воздействия (и "исходного состояния") в различные динамические функциональные состояния организма, определяемые в первую очередь его нейро-гуморальным статусом.

Специфические адаптационные реакции - ответ организма и отдельных его систем ("доминирующие системы" [6, 18, 23]) на специфичность действующего фактора, выражающийся в изменениях метаболизма (мотивированных специфичностью воздействия) как в данных системах, так и в организме в целом.

Неспецифические и специфические реакции взаимосвязаны и взаимозависимы, поскольку являются ответом организма на различные свойства (количественные и качественные) одного раздражителя. Выраженность специфической реакции организма определяется выраженностью специфических качеств воздействия и уровня неспецифических реакций организма в ответ на данное воздействие, то есть неспецифическое звено адаптационной реакции обусловливает величину специфического ответа организма на какое-либо воздействие [12].

Именно комплекс неспецифического и специфического звеньев действующего фактора обусловливает функциональные, а при многократном его действии и структурные адаптационные изменения в организме и его системах.

Адаптированность с учетом вышесказанного - комплекс неспецифических и специфических изменений организма в результате длительного, постоянного или периодически повторяющегося (в течение адаптационного периода) действия относительно неизменного по силе и специфике раздражителя, характеризующийся довольно стационарным и одновременно динамическим состоянием максимальной приспособленности к действию данного раздражителя всех систем организма. Можно говорить о различных уровнях адаптированности организма в зависимости от кратности и длительности действия на него относительно стандартного, неизменного раздражителя и достигнутого в результате этого действия состояния организма.

Опираясь на существующее мнение о том, что "долговременная адаптация" развивается на основе многократной реализации "срочной адаптации" [6, 23], остается сделать вывод о невозможности реально обоснованного построения тренировочного процесса на базе теорий, не учитывающих практически ежедневных изменений состояний субъекта, на которого направлено тренировочное воздействие, и допускающих использование разнонаправленных (по специфике воздействия на организм) тренировочных нагрузок. Снижение уровня специфичности суммированием действий разнонаправленных факторов приводит к росту роли неспецифического звена раздражителя (его силы) в процессе адаптации организма, адаптированности к данному звену и повышению пороговых значений силы воздействия. То есть в этом случае состояние относительной адаптированности в большей степени определяется не специфичностью действия факторов, а суммарной силой воздействия. В спорте использование в отдельной тренировке или микроцикле разнонаправленных нагрузок может снижать или нивелировать их специфичность и, соответственно, снижать специфичность ответных реакций организма, что ведет к снижению темпов роста спортивных результатов или к их стабилизации на определенном уровне. Дальнейший рост спортивных результатов в данном случае становится возможен либо в случае дальнейшего увеличения суммарной силы воздействия (под угрозой срыва адаптационных систем), либо в случае применения высокоэффективных средств повышения работоспо собности (фармакологических, физиотерапевтических [19, 20], в значительной степени изменяющих (в данном случае, первично, - внутренние) условия существования организма. Фактически именно по этому принципу осуществляется сегодня в подавляющем большинстве случаев построение спортивной тренировки, хотя он, скорее, отвечает целям и задачам физической культуры - формированию всесторонне физически развитого человека, но не спортсмена высокого класса.

Использование в микро- и мезоциклах разнонаправленных (по физиологическим и энергетическим критериям) тренировочных нагрузок в спорте вступает в противоречие с главной целью спортивной тренировки еще и согласно закону сохранения энергии. "Для того, чтобы расшириться в одном направлении, природа вынуждена скупиться в другом" (Гете). "Если питательные соки притекают в избытке к одному органу, они редко притекают, во всяком случае в избытке, к другому" (Ч.Дарвин ) и далее: "трудно добиться, чтобы корова давала много молока и в то же время жирела".

Согласно концепции П.К. Анохина [1], наиболее полно развившего теорию функциональных систем, у компонентов, участвующих в построении одной системы, обязательно ограничиваются степени свободы для их участия в другой. Это ограничение наряду с формированием в структурах головного мозга ("командный пункт") модели конечного результата (имеется в виду не ментальное, а функциональное внутриструктурное формирование), с которой "сравниваются" промежуточные результаты, является одним из непременных условий системообразования. "...Система "стремится" получить запрограммированный результат и ради этого может пойти на самые большие возмущения во взаимодействиях своих компонентов" [1]. Формирование системы сопровождается вовлечением все большего числа необходимых для этого энергетических и структурных компонентов ( М.А. Уголев [25] называет это платой за важный позитивный эффект) и отсеивани ем "лишних" компонентов (энергетических и структурных). В конечном итоге это приводит к формированию максимально (согласно заданным условиям) продуктивной системы.

Эти положения являются ключевыми, поскольку, сознательно намечая пути создания функциональной системы, всецело и однозначно направленной на результат, и организуя формирование модели результата в ней, можно добиться автоматического использования системой новых энергетических и структурных резервов организма в соответствии с основными мотивами ее функционирования.

Функциональная система - комплекс различных структур и функций организма, связанных воедино для решения общей задачи. Например, решение двигательной задачи включает в себя возникновение возбуждения в центральной нервной системе, его проведение по нервным стволам, нервно-мышечную передачу, мышечное сокращение, сопровождающееся гормональным выбросом и усилением микроциркуляции в работающей мышце и пр.

Формирующаяся функциональная система работает в некоем континууме промежуточных результатов. После достижения ею определенной промежуточной цели начинается ее "беспокой ство" на предмет достижения следующей. При этом в системе идет отбор именно тех степеней свободы ее компонентов, которые при их интегрировании определяют в дальнейшем получение конечного результата.

Окончательное формирование функциональной системы в ответ на комплекс стандартных, относительно неизменных по силе и специфичности воздействий (тренировочных нагрузок) напрямую связано с абсолютной адаптированностью к ним организма и при условии достаточного уровня специфичности этого комплекса (нагрузок) по отношению к эталонному воздействию (соревновательной нагрузке) ведет к истинному достижению пика спортивной формы. Длительность формирования функциональной системы при соблюдении оговоренных выше условий ограничивается индивидуальным адаптационным периодом. Необходимость достижения более высоких уровней спортивной тренированности в дальнейшем каждый раз диктует смену доминант и формирование новой функциональной системы, исходя из вновь достигнутого уровня тренированности.

Таким образом, тренер должен строить в организме спортсмена единую целевую функциональную систему, сознательно задействуя в ее ансамбле все необходимые ей внешние и внутренние компоненты, которые в противном случае могут быть отвлечены в другие функциональные системы. Все усилия следует подчинить достижениям конкретного результата, ибо средства и методы, подобранные на основании структуры конкретной спортивной деятельности, обладают большей действенностью по сравнению с универсальными методиками, поиск которых, с точки зрения теорий адаптации и функциональных систем, бесперспективен.

Использование постулатов системной физиологии и медицины в решении многочисленных задач, стоящих перед спортивными педагогами, физиологами, врачами, может дать возможность едва ли не ювелирного управления тренировочным процессом, процессами восстановления после тренировочных и соревновательных нагрузок, повышения спортивной работоспособности, что в конечном итоге неминуемо приведет к достижению спортсменом высоких спортивных результатов.

Литература

1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. - М.: Медицина, 1975.- 477 с.

2. Анохин П.К. Узловые вопросы теории функциональной системы. - М.: Наука, 1980. - 197 с.

3. Балыкин М., Х. Каркобатов, А. Чонкоева, Е. Блажко, Р. Юлдашев, Ю. Пенкина. Структурная "цена" адаптации к физическим нагрузкам в условиях высокогорья// Человек в мире спорта: новые идеи, технологии, перспективы /Тез. докл. Междунар. конгр. М., 24-28 мая 1998 г.,т.1, с.170-171.

4. Верхошанский Ю.В. Горизонты научной теории и методологии спортивной тренировки //Теор. и практ. физ. культ. 1998, № 7, с. 41-54.

5. Виру А.А., П.К. Кырге. Гормоны и спортивая работоспособность. - М.: ФиС, 1983. - 159 с.

6. Волков Н.И. Закономерности биохимической адаптации в процессе спортивной тренировки: Учебн. пос. для слушат. Высш. шк. тренеров ГЦОЛИФКа. М., 1986. - 63 с.

7. Волков Н.И. Биология спорта на пороге ХХI века: Юбилейный сборник трудов ученых РГАФК, т.1. - М.: ФОН, 1998. - с. 55-60.

8. Воробьев А.Н. Тяжелоатлетический спорт. Очерки по физиологии и спортивной тренировке. Изд. 2-е. - М.: ФиС, 1977. - 255 с.

9. Воронцов А.Р. Теоретические основы воспитания специальной выносливости пловца //Лекции для студ. ИФК. - М.: ГЦОЛИФК, 1981. - 47 с.

10. Гаркави Л.Х., Е.Б. Квакина, М.А. Уколова. Адаптационные реакции и резистентность организма. - Ростов-на-Дону: Ростовский ун-т, 1977. - 109 с.

11. Гаркави Л.Х., Е.Б. Квакина, М.А. Уколова. Адаптационные реакции и резистентность организма. 2-е изд., доп. - Ростов-на-Дону: Ростовский ун-т, 1979. - 128 с.