Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Эффективность тренировочных программ зависит:

• Насколько они способны задействовать функциональные возможности организма
• Насколько обеспечивается выполнение максимального количества работы за время тренировки

В результате выполнения любой работы наступает
естественная защитная реакция организма – утомление

При этом нарушения физических и биохимических реакций организма:

1. Обратимы
2. Умеренной выраженности - не выходят за границы
естественных физиологических колебаний
3. Исчезают сами собой, без вмешательства извне

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Процессы утомления и восстановления - взаимосвязанные стороны
спортивной тренировки.

Уникальность утомления, как физиологического явления в том, что во время отдыха первоначальный уровень работоспособности не просто восстанавливается, а происходит его повышение и организм способен выполнить больший объем работы в единицу времени, чем до тренировочного воздействия.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

1 - фаза истощения,

2 - фаза восстановления,

3 - фаза сверхвосстановления

4 - фаза упроченного состояния.

Утомление.

Процесс утомления - это совокупность изменений, происходящих в
различных органах,
различных системах
организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих, в конце концов, к невозможности ее продолжения.

Состояние утомления характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

Различают
• острое и хроническое
• общее и локальное
• скрытое (компенсируемое, например, волевыми усилиями)
• явное (некомпенсируемое указанным образом) утомление

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Локализация и механизмы утомления.

локализация утомления - выделение ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой, и определяют наступление утомления,

механизмы утомления - конкретные изменения в деятельности функциональных систем.

По локализации

1. регулирующие системы - ЦНС, ВНС и гормонально-гуморальная система;
2. система вегетативного обеспечения мышечной деятельности - системы дыхания, крови и кровообращения;
3. исполнительная система - двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

Регулирующие системы.

Проявления - нарушения в координации функций (в частности, движений), возникновение чувства усталости.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Механизмы центрально-нервного утомления остаются еще во многом невыясненными - это запредельное, охранительное торможение, в результате интенсивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней ЦНС, вплоть до коры головного мозга (И. П. Павлов).

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

NB!!! Используется только 10-30% резерва организма

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Система вегетативного обеспечения
мышечной деятельности.

Вегетативная нервная система и железы внутренней секреции (нарушение в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности):

изменение деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем - снижение кислородтранспортных возможностей организма работающего человека.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Исполнительная система.
снижение сократительной способности мышц:

1. изменения в сократительном
аппарате мышечных волокон,
2. изменения в нервно-мышечных
синапсах,
2. изменения в системе электромеханической
связи мышечных волокон.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

три основных механизма мышечного утомления:

1) истощение энергетических ресурсов,
2) засорение или отравление накапливающимися продуктами распада
энергетических веществ,
3) «задушение» в результате недостаточного поступления кислорода.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсацииМедико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Механизмы утомления
при выполнении разных упражнений:

• максимальной (8-10 с) и околомаксимальной (8-20 с) анаэробной мощности: истощение внутримышечных запасов фосфагенов (снижение АТФ на 30-50%, а КФ на 80-90% - невозможность поддерживать требуемую мощность мышечных сокращений).
• субмаксимальной (10-20с – до 4 мин) анаэробной мощности (анаэробный гликолиз) – накопление молочной кислоты (максимальный О2-долг, наибольший О2-дефицит).
• максимальной (на уровне МПК - 4-6-8 мин) аэробной мощности - истощение углеводных ресурсов гликогена в рабочих мышцах и печени (30%) и накопление молочной кислоты.
• околомаксимальной (90-95% МПК - 5-15 мин) и субмаксимальной (ПАНО -80%МПК до 30 мин) аэробной мощности - истощение мышечного гликогена служит ведущим механизмом утомления.
• аэробные упражнения более низкой мощности (средней и ниже до ПАНО – 120 мин и более) значительную роль наряду с углеводами играют жиры (их относительная роль тем больше, чем ниже мощность упражнения).

Утомление при выполнении различных спортивных упражнений

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Биологические основы
фазы восстановления.

На протяжении восстановительного периода удаляются продукты рабочего метаболизма и восполняются энергетические запасы, пластические (структурные) вещества (белки и др.) и ферменты, израсходованные за время мышечной деятельности. По существу, происходит восстановление нарушенного работой гомеостаза.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Однако восстановление - это не только процесс возвращения организма к предрабочему состоянию. В этот период происходят также изменения, которые обеспечивают повышение функциональных возможностей организма, т. е. положительный тренировочный эффект.

Восстановление функций после прекращения работы.

Сразу после прекращения работы происходят многообразные изменения в деятельности различных функциональных систем.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

В периоде восстановления можно выделить 4 фазы:

1. быстрого восстановления

2. замедленного восстановления

3. суперкомпенсации (или "перевосстановления")

4. длительного (позднего) восстановления

Первым двум фазам соответствует период восстановления работоспособности, сниженной в результате утомительной работы.
Скорость потребления О2 после работы снижается экспоненциально: на протяжении первых 2-3 мин очень быстро (быстрый, или алактатньй, компонент кислородного долга), а затем более медленно (медленный, или лактатный, компонент кислородного долга), пока не достигает (через 30-60 мин) постоянной величины, близкой к предрабочей.
Третьей фазе - повышенная работоспособность.
Четвертой - возвращение к нормальному (предрабочему) уровню работоспособности.

Закономерности восстановления функций.

1. Скорость и время восстановления зависит от мощности работы: чем выше мощность работы, тем большие изменения происходят за время работы и (соответственно) тем выше скорость восстановления.

2. Чем короче предельная продолжительность упражнения, тем короче период восстановления: после максимальной анаэробной работы - несколько минут, после продолжительной работы, например, после марафонского бега, - несколько дней.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Время, необходимое для завершения восстановления различных биохимических процессов в период отдыха после напряжённой мышечной работы.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

3. Восстановление различных функций протекает с разной скоростью, а в некоторые фазы восстановительного процесса и с разной направленностью, так что достижение ими уровня покоя происходит неодновременно (гетерохронно). Поэтому о завершении процесса восстановления в целом следует судить не по какому-нибудь одному и даже не по нескольким ограниченным показателям, а лишь по возвращению к исходному (предрабочему) уровню наиболее медленно восстанавливающегося показателя.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Рисунок. Вариант построения микроцикла для двух тренируемых функций, имеющих разное время восстановления. В течении микроцикла одна из функций испытывает последовательное положительное суммирование тренировочных эффектов, в то время как другая последовательно вводится в стадию истощения и достигает суперкомпенсации только во время отдыха,
либо снижения нагрузки к концу микроцикла.

Разновременно - наибольшая интенсивность наблюдается сразу после тренировки: в течении первой трети протекает около 60%, во второй – 30%, в третьей – 10% восстановительных реакций
Неравномерно, фазно протекает восстановления мышечной работоспособности
Гетерохронно протекает восстановление вегетативных функций, с одной стороны, и мышечной работоспособности – с другой
Так, например, восстановление потребления кислорода, легочной вентиляции, пульса, АД и температуры кожи у работающих мышц происходит в разные сроки. Это предполагает неодинаковую степень готовности к различным упражнениям.

Продолжительность восстановления после нагрузок
различной направленности и величины.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

При оценке суммарной нагрузки на день целесообразно пользоваться следующим простым правилом:

• после малой нагрузки восстановление происходит уже в ходе тренировочного занятия,
• после средней — к утру следующего дня,
• после большой — к вечеру следующего дня,
• после максимальной — через 2-3-4 дня.
показателями полного возврата организма к исходному уровню

• надо считать восстановление наиболее поздно нормализующихся функций. Подобные представления ориентируют на использование больших тренировочных нагрузок не чаще одного раза в 5-7 дней.
• через 24 часа после скоростных и скоростно-силовых упражнений реакция пульса, артериального давления, а также показатели ЭКГ в ответ на дополнительную нагрузку должны соответствовать исходным данным.

4. Работоспособность на протяжении периода восстановления после интенсивной работы не только достигает предрабочего уровня, но и превышает его, проходя через фазу "перевосстановления". Когда речь идет об энергетических субстратах, то такое временное превышение предрабочего уровня носит название суперкомпенсации.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Установлено, что скорость восстановления зависит от глубины утомления, при этом именно острое утомление вызывает наибольший тренировочный эффект.

Существование феномена суперкомпенсации позволяет планомерно повышать спортивную работоспособность. Для этого нужны повторные нагрузки и повторные утомления, однако каждая последующая нагрузка (тренировка) должна приходиться на фазу (период) суперкомпенсации утомления от предыдущей.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Планомерное повторение нагрузок именно
в фазу суперкомпенсации приводит
к повышению работоспособности.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Суммация эффекта сверхвосстановления работоспособности в конце цикла тренировочных занятий, на фоне недовосстановления.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсацииМедико-биологические основы фазы суперкомпенсации

5. Принцип суперкомпенсации работает следующим образом - чем больше вы разрушите структурных и сократительных белков в процессе тренировки, тем значительнее превышение исходного уровня в фазе суперкомпенсации, т.е. чем выше утомление, тем выше фаза суперкомпенсации, тем эффективнее тренировочный процесс.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

! Однако не все так просто, это правило применимо лишь в ограниченных пределах!

6. При чрезмерно напряженной работе, связанной с очень большим разрушением мышечной ткани, а также с очень большим расходом энергии и накоплением продуктов распада, скорость восстановительных процессов может снизиться, а фаза суперкомпенсации будет достигнута в более поздние сроки и выражена в меньшей степени. Из этого следует, что максимальная работа - это не всегда самая лучшая работа.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Существует определенный предел интенсификации работы, и после его преодоления дальнейшее улучшение результатов является весьма трудным делом. Работу околопредельной интенсивности можно сравнить с хождением по лезвию бритвы - малейшее отклонение в сторону еще большего увеличение интенсивности может привести к серьезной перегрузке организма. Когда организм перегружен, о приросте мышечной массы и результата не может быть и речи, как говорится "не до жиру, быть бы живу".

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Таким образом, нагрузки должны быть индивидуально подобранными, но ни в коем случае не чрезмерными, а период восстановления (отдыха) – достаточным. Иначе утомление перейдет в переутомление.

Последнее сопровождается:
напряжением в системе регуляции -централизация в регуляторных механизмах и (или) истощение отдела ВНС.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации
Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации
Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Снижение ИФС
Снижение функционального резерва
Ухудшение переносимости нагрузки
Замедление процессов восстановления
Изменения биохимических параметров:
АЛТ, АСТ, Кортизол, КФК, мочевина
На ЭКГ сразу после работы: экстрасистолия на фоне тахикардии (100 у/м), отрицательные или 2-фазные зубцы Т, уширение QRS более 0,1 с.

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации
Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

• Ранними признаками переутомления являются потеря аппетита, расстройство сна, нежелание тренироваться, страх перед выполнением сложных упражнений. Спортсмен становится раздражительным, легко вступает в конфликты с товарищами и тренером или, наоборот, отличается вялостью, безразличным отношением к окружающему. Физиологические и биохимические сдвиги в организме при переутомлении достигают такой величины, что развиваются признаки самого настоящего заболевания. Отметим два основных критерия переутомления – это гораздо большая выраженность и малая (длительная) обратимость (по сравнению с нормальным утомлением).
• При переутомлении суперкомпенсация не наступает, и ни о каком тренирующем эффекте не может быть и речи. Даже компенсация при переутомлении никогда не бывает полноценной. Поэтому повторные тренировочные нагрузки лишь еще больше снижают работоспособность. Результаты угрожающе снижаются

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

КОНТРОЛЬ.

Утренние показатели мочевины, кортизола и креатинфосфокиназы можно использовать в качестве критериев процессов восстановления и адаптации к нагрузке. Концентрация мочевины в сыворотке крови составляет в норме - 2,5-7,5 ммоль/л, кортизола - 171-536 нмоль/л, креатинфосфокиназы – 25-200 Е/л и определяет сбалансированность процессов катаболизма (во время тренировок) и анаболизма белков в поснагрузочном периоде (А.А. Виру, 2000).
1. Оценка механизмов регуляции (ВСР) до утренней тренировки, после и перед вечерней (оптимальное напряжение механизмов регуляции).
2. Проба Руфье (уменьшение ЧСС на 30 приседаний, восстановление за 1 мин).
3. Программа «Способ экспресс диагностики функциональных состояния резервных возможностей организма спортсменов D&K- ТЕСТ»: исследование в покое в начале цикла принимается за 100% (70% и выше – суперкомпенсация, 50% - идет восстановление, 30% - нет восстановления, фаза компенсации).

Сила, динамическая быстрота V3R
Силовая выносливость V1 V2R
Общая выносливость V4-6R
R*100 поделить на R+S

Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации
Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации
Медико-биологические основы фазы суперкомпенсации

Активное воздействие на восстановительные процессы представляет собой не менее важную задачу, чем адекватные тренировочные нагрузки. Следует подчеркнуть, что в научных исследованиях установлено: процессы восстановления можно тренировать. Скорость восстановления работоспособности после тренировочных нагрузок - один из основных критериев оценки тренированности человека. Спортсмены высокой квалификации отличаются от обычных людей не только высокой физической работоспособностью, но и быстрым восстановлением.

Активный отдых.

Положительный эффект активного отдыха проявляется не только при переключении на работу других мышечных групп, но и при выполнении той же работы, но с меньшей интенсивностью. Например, переход от бега с большой скоростью к бегу трусцой также оказывается эффективным для более быстрого восстановления. Молочная кислота устраняется из крови быстрее при активном отдыхе, т. е. в условиях работы сниженной мощности, чем при пассивном отдыхе. С физиологической точки зрения, положительный эффект заключительной работы невысокой мощности в конце тренировки или после соревнования является проявлением феномена активного отдыха.

Рекомендации по составлению тренировочных и восстановительных программ.

Рекомендация 1.

Тренироваться недолго, но часто.
Очень трудно переутомиться на тренировке, если она длится меньше часа. Чем меньше общий объем одной тренировки, тем меньше опасность перетренированности и тем больше вероятность наступления фазы суперкомпенсации. Давно уже ушли в прошлое многочасовые изнуряющие тренировки, на смену им пришли непродолжительные, высокоинтенсивные и часто повторяющиеся. Максимальный выброс в кровь гормона роста и половых гормонов происходит через 45 мин с начала тренировки, а уже через час начинает снижаться. Соматотропин (гормон роста) и андрогены (мужские половые гормоны) – это основные гормоны, от которых зависит рост мышечной массы. Следовательно, нецелесообразно продолжать тренировку более 1 часа. В связи с этим многие спортсмены тренируются 3 раза в день. Такой режим позволит делать тренировки более короткими и более интенсивными. Научные исследования показали, что максимальный выброс в кровь гормона роста – основного анаболического гормона нашего организма – достигается при тренировках 3 раза в день длительностью не более 1 часа. Такой же тренировочный режим приводит и к максимальному выбросу в кровь половых гормонов. Поэтому, между прочим, после оптимальной (по объему) тренировки сексуальность повышается, а после чрезмерной – понижается. Грамотно построенного тренировочного процесса не заменить ничем – ни питанием, ни фармакологическими стимуляторами.

Рекомендация 2.

Отдыхать до тех пор, пока не почувствуете суперкомпенсацию.
Как почувствовать ощущение суперкомпенсации? Спустя определенное время после тренировки вы обязательно должны уловить ощущение легкого прилива энергии, особое, стойкое желание тренироваться снова. Это и есть суперкомпенсация. Именно в это время следует приступать к очередной тренировке.

Рекомендация 3.

Если спортсмен не успевает восстанавливаться в перерыве между двумя тренировками, нецелесообразно увеличивать продолжительность отдыха, лучше сократить время тренировки и объем выполняемой работы. Дело в том, что те клеточные структуры, которые отвечают за выносливость, живут очень недолго, всего 1-2 дня.
Спать чаще. Уже упомянутые исследования, посвященные суточной секреции соматотропного гормона, показали, что его выброс максимален, если человек спит 3 раза в сутки. Общая продолжительность сна при этом остается неизменной. Если необходимо 8 ч сна для полного восстановления, то имеет смысл разбить эти 8 ч на 3 части: б ч ночью, 1 ч с 12 до 13 ч дня и 1 ч с 17 до 18 ч вечера. Это, конечно, идеальный вариант, и его могут позволить себе только профессиональные спортсмены, которые ничем, кроме спорта, не занимаются. Однако даже обычный человек, который работает или учится, вполне может выкроить себе для дневного сна час-полтора. Это приводит к значительному ускорению восстановительных процессов. Вместо того чтобы спать 8 ч ночью, лучше поспать 7 ч ночью и 1 ч днем.

Рекомендация 4.

Основная физическая нагрузка должна приходиться на утренние часы.
При составлении программы тренировок очень часто упускают из вида одну особенность обмена веществ – окисление углеводов наиболее интенсивно протекает в организме в первой половине дня, особенно утром. Во второй половине дня начинает преобладать окисление жиров. Ночью организм вообще полностью переключается на жиры.
Известно, что углеводы – самый мобильный и самый доступный источник энергии в организме. Без углеводов не могут нормально окисляться жиры и аминокислоты. Поскольку максимальная утилизация углеводов наблюдается в утренние часы, то логично предположить, что и максимальная работоспособность тоже должна наблюдаться утром или, по крайней мере, в первой половине дня.

Рекомендация 5.

Ешьте чаще. После еды уровень сахара и жирных кислот в крови повышается. Это блокирует выброс соматотропного гормона в кровь. Если вы начинаете есть чаще, чем обычно, то вы автоматически уменьшаете количество пищи, съедаемое за один прием. А это ведет к снижению содержания в крови сахара и жирных кислот. Выброс соматотропного гормона тормозится в гораздо меньшей степени, анаболизм усиливается.

Рекомендация 6.

В течение полутора часов после тренировки произведите углеводную и белковую загрузку. Поскольку в течение полутора часов после тренировки клетка начинает усиленно ассимилировать питательные вещества, то именно в этот период необходимо съесть сначала не менее 100 г углеводов (примерно через 40 мин после тренировки), а затем не менее 50 г животных белков (примерно через 1 ч после тренировки). Питательные вещества в этом случае будут направлены непосредственно в ваши мышцы.

Поскольку обычные продукты питания требуют времени для переваривания и усвоения, то для достижения максимально быстрого эффекта рекомендуется использовать специализированные продукты спортивного питания. Особенно это касается протеинов и кристаллических аминокислот.