|
|
Соотношение “стрессор - адаптация” как основа управления процессом тренировки Известно, что для успешного управления деятельностью биологических систем необходимо выполнение определен ного организационного требования: на систему должны действовать два антагонистических процесса, один из которых активизирует процесс, а второй тормозит его [4]. В спортивной практике таковыми являются, например, конкурентные взаимоотношения различных биоэнергетических систем при напряженной работе, соотношение степени утомления и восстановления. Данный перечень можно продолжить, однако здесь важнее подчеркнуть наличие во всех случаях двух регуляторов процесса - экзогенного (с разветвленной сетью тренирующих и корректирующих воздействий) и эндогенного, для которого характерна высокая степень авторегуляторных и компенсаторных функций [3]. В процессе тренировки этот двуединый процесс может быть как гармоничным, при котором функциональный потенциал возрастает, так и пессимальным при нарушении биологических законов адаптации к экстремальным нагрузкам. В основе повышения физических возможностей спортсмена лежит негэнтропийное начало, обусловленное продуктивной фазой реакции организма на тренировочные нагрузки [1]. При осуществлении специфических функций мышечная система индуцирует как анаболические, так и восстановительные процессы в первую очередь в них самих, а затем - коррелятивно - во всех системах организма, обеспечивающих данный процесс [2]. Взаимоотношение динамики стрессора (в данном случае - тренирующих воздействий на спортсмена) и адаптивных реакций организма в самом общем виде отображено на рис.1. На схеме кривая стрессорных воздействий представлена в виде условной кумуляты, последовательно суммирующей кванты тренировочных нагрузок. По характеру взаимоотношений представленных функций всю картину можно разбить на четыре зоны. Первой выделена область слабых взаимодействий. Здесь на незначительные по величине физические нагрузки организм отвечает столь же слабым приростом функций, а чаще -их стабилизацией. Следующая область - оптимальные взаимодей ствия, когда регуляторные механизмы биосинтеза приводят к интенсивному приросту функционального потенциала при освоении таких объемов физических нагрузок, которые соответствуют возможностям спортсмена на каждом этапе подготовки. На дальнейший рост тренирующих воздействий (3-я зона - B'C') при исчерпании адаптационных ресурсов эндогенным ответом является асимптотическая область кривой (ВС) с существенным замедлением прироста функций и включением компенсаторных механизмов жизнеобеспечения в условиях напряженной мышечной деятельности. Переход из этой критической области в зону дальнейшего действия кумуляты нагрузок (C"D") приводит к закономерному снижению функциональных потенций организма (CD) и синдрому перетренированности.
Рис.1. Схема динамики взаимодействий экзогенных и эндогенных факторов при адаптации к тренирующим воздействиям Реакцию организма на суммарное воздействие стрессора в первом приближении можно было бы описать дифференциальным уравнением первого порядка, но так как здесь анализируется биологическая система, имеющая ограничения по ресурсам адаптации, то ее следует аппроксимировать логистическим уравнением Фернхюльста: df / dx = rf * (K - f) / K где К - предельный уровень адаптационных возможностей спортсмена, f - реакция на нагрузку в каждый момент времени, r - скорость прироста функции. Уравнение логистической кривой универсально описывает характер поведения биологических систем, имеющих ограничения по ресурсам, и отражает допустимый объем положительных сдвигов системы в ответ на действие стрессора. Отметим, что логистическая кривая представляет две сопряженные экспоненты - возрастающую и затухающую с точкой перегиба между ними. С точки зрения управления тренировочным процессом наиболее показательны два параметра: скорость прироста функции в наиболее продуктивной фазе и асимптотический уровень функции, представляющий предельные возможности индивидуума к адаптации. Разновидности экспоненциальных зависимостей часто используются при описании биологических систем [6]. Например, прирост или снижение потенциала функций организма аппроксимируется мультиэкспоненциальными уравнениями с разными кинетическими характеристиками [j] составных частей: f (j) = lim((-1)n / n) * (n / j)n+1 * gn(n / g), где последний фрагмент уравнения является производной временной функции в точке t.
Рис.2. Управление развитием биоэнергетических функций при смене направленности воздействия тренировочных нагрузок Анализ механизмов стрессовых воздействий показывает, что продуктивность ответов организма зависит от соотношения скорости прироста функции и величины повреждающих воздействий [7]. В соответствии с этим положением стратегия управления подготовкой спортсменов будет основываться на минимизации затрат адаптационных ресурсов организма при достижении поставленной цели, а достаточность тренирующих воздействий проверяется динамикой спортивных результатов. На превышение величины допустимых нагрузок биологическая система отвечает ухудшением функционирования. При выборе формы кривой для описания зависимостей между переменными исследователи зачастую используют, по остроумному замечанию Р.Эйреса [5], эстетические критерии с тремя простыми принципами: кривая должна обладать симметрией, гладкостью и морфологической простотой. При анализе многокомпонентных систем эксперименталь но подтверждена польза применения графических построений, когда сложные математические расчеты не дают преимуществ в точности оценок вследствие больших допусков при исходных измерениях биологических параметров. Поскольку в динамике биологических функций в фазе истощения возникают ограничивающие факторы, то при ее описании наиболее подходящей оказывается логистическая кривая, определяемая формулой:
~ при начальном условии: x = xo. Семейство таких кривых хорошо отражает последовательность реакций организма в макроцикле тренировки при смене направленности тренировочных воздействий. На рис. 2 дана концептуальная модель развития биоэнергетических функций организма в виде последовательно сменяемых логистических функций. В основе этой модели лежит одна из ключевых проблем управления - выбор оптимальных сроков смены тренировочных режимов с иной направленностью воздействия на функции организма. Здесь должно выполняться принципиальное правило: в период насыщения ( замедления темпов прироста) одной функции спортсмен должен быть подготовлен к более интенсивным нагрузкам, сопровождаю щим развитие других функций. На рис. 2 показана эскалация логистических кривых со следующими особенностями: условия для повышения функциональных возможностей закладываются в процессе развития исходной функции посредством применения нагрузок так называемого смешанного воздействия (заштрихованная область). Для примера показан переход от развития аэробной функции к анаэробной - гликолитичес кой. Аналогично этот подход может быть применен при следующей смене акцентов (от развития гликолитического механизма к креатинфосфатному) на этапе предсоревновательной подготовки. Анализ реальных биологических процессов может привести к более сложным вариантам графических построений, однако данный подход позволяет расширить рамки представлений о характере управляющих решений на разных этапах подготовки спортсменов. Концепция эскалации логистических кривых раскрывает в наиболее общем виде закономерности смены направленности тренирующих воздействий, дает возможность выбрать оптимальные сроки проведения тестирующих процедур, позволяет обоснованно планировать и принимать решения о времени перехода на режим развития необходимых функций организма. Направленное воздействие нагрузками последовательно возрастающей мощности приводит к переходу на новый, повышенный уровень функциональных возможностей. Способность систем переключаться на разные режимы энергообеспечения по достижении квазистационарных состояний (при развитии соответствующих механизмов) служит основой достижения спортивной формы. Этот феномен может быть назван биологическим триггером по аналогии с устройством автоматических систем. В основе физиологических триггеров лежат пусковые процессы, которые при достаточной величине тренирующих воздействий обеспечивают скачкообразный переход системы из одного состояния в другое, функционально более высокое. Новое качественное состояние в зависимости от предлагаемых условий тренировочной деятельности может либо стабилизироваться, либо возвращаться к исходному состоянию в соответствии с закономерностями инволюции физиологических функций. В условиях непрерывного тренировочного процесса при моделировании спортсмен может быть представлен универсальной многофункциональной системой с большим числом входных параметров. Для внешних механизмов управления данной системой характерны следующие компоненты: - комплекс информации об управляемом объекте и среде, которая оказывает влияние на объект; - информация о динамике факторов, определяющих состояние системы, сравнение с модельными характеристиками и формирование корректирующих воздействий при выявленных рассогласованиях ; - принятие управляющих решений для оптимизации функционального состояния спортсмена и разработка последующих операций. Заключение . Для эффективного управления процессами взаимодействия величины стрессорных воздействий и ответных реакций организма при тренировке спортсменов эффективен метод многошаговых решений с исследованием операций в узловых точках изменения функционального состояния. В общем виде операционный метод включает выбор цели, анализ комплекса ведущих факторов, нахождение оптимальных управляющих решений на каждом шаге, сравнение по критериям эффективности рассогласований и устранение их. Для управления состоянием спортсмена разработана методика, основанная на концепции эскалации логистических кривых. В формализованном виде она раскрывает взаимосвязь процессов планирования величины и характера тренирующих воздействий с принятием решений об оптимальных сроках перехода на новый режим развития функций. Литература 1. Анохин П.К. Общая теория функциональных систем организма // Прогресс биол. и мед. кибернетики.- М.: Медицина, 1974, c. 52-110. 2. Аршавский И.А. Физиологические механизмы некоторых основных закономерностей онтогенеза // Успехи физиол. наук. 1971, № 4, с. 100-141. 3. Меерсон Ф.З., М.Г. Пшенникова . Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам. - М.: Медицина, 1988.- 256 с. 4. Уотермен Т. Теория систем и биология. - М.: Мир, 1971, с. 7-58. 5. Эйрес Р. Научно-техническое прогнозирование и долгосрочное планирование. - М.: Мир, 1971, -296 с. 6. Peslin R., S. Dawson , J. Mead. Analysis of multicomponent exponential curves // J. Appl. Physiol. 1971. 30, N 4, p. 462-472. 7. Saltin B. Physiological adaptation to physical conditioning // Acta med. Scand. 1986. 220. Suppl. N 711, р. 11-24. Доктор педагогических
наук, профессор Доктор педагогических
наук, профессор Всероссийский научно-
При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна! |
На главную
В библиотеку
Обсудить в форуме