1.4 Возраст и спортивная работоспособность
Физическая работоспособность спортсменов обнаруживает закономерные изменения с возрастом. Возможности энергопродукции аэробным и анаэробным путями возрастают по мере физиологического созревания организма и формирования психической сферы человека. С возрастом увеличиваются общая метаболизирующая масса тела, количество ключевых ферментов аэробного и анаэробного обмена в скелетных мышцах, активность и стабильность этих ферментов в работе, повышаются запасы энергетических веществ в тканях, совершенствуется работа вегетативных систем, ответственных за доставку мышцам кислорода и питательных веществ и удаление продуктов распада. Все эти показатели обычно достигают максимума к 20-30 годам, в пору полной физиологической зрелости человека. В этом возрасте, как правило, достигают наивысших спортивных результатов в тех видах спорта, где требуется высокая энергетическая производительность. После 40 лет показатели физической работоспособности постепенно понижаются и к 60 годам становятся примерно вдвое меньше, чем в зрелом возрасте(21).
1.5 Основные биохимические факторы, лимитирующие проявление скоростно-силовых качеств
Основные биохимические факторы, лимитирующие проявление скоростно-силовых качеств, можно установить исходя из «фундаментальных зависимостей» для мышцы. Первая из этих зависимостей описывает условия проявления максимальной мышечной силы. Результаты экспериментальных исследований, выполненных на различных мышцах человека и животных, показывают, что величина максимального мышечного усилия прямо пропорциональна длине саркомера, или длине толстых миозиновых нитей, т.е. степени полимеризации миозина, и общему содержанию в мышце сократительного белка актина. Вторая «фундаментальная зависимость» описывает связь между величиной максимальной скорости сокращения мышцы, длиной саркомера и относительной АТФ-азной активностью миозина. Максимальная скорость сокращения прямо пропорциональна относительной АТФ-азной активности. В произвольных движениях человека важно не изолированное проявление силы или скорости сокращения, а их совместный эффект, оцениваемый по величине мощности развиваемого усилия. Мощность является произведением силы на скорость. Поэтому мощность, развиваемая мышцей, является линейной функцией от величины суммарной АТФ-азной активности, то есть общей скорости расщепления АТФ. Суммарная АТФ-азная активность выше в быстро сокращающихся белых волокнах, чем в медленно сокращающихся красных волокнах (21).
1.6 Структура биоритмов как один из критериев физиологической адаптации организма, его потенциальных резервов
В настоящее время большое внимание к биологическим ритмам многих исследователей обусловлено тем, что биологические ритмы человеческого организма являются одним из важнейших механизмов приспособления к окружающей среде и рассматриваются в качестве интегрального критерия функционального состояния организма, его благополучия (3,20).
К настоящему времени у человека обнаружено более 300 ритмически меняющихся с периодом 24 часа физиологических функций. Эти периодические изменения живого организма направлены на то, чтобы активно противостоять изменениям условий внешней среды, максимально сохранив свою целостность (10).
При этом в биологическом ритме всегда присутствует две компоненты – эндогенная и экзогенная. Экзогенная компонента – это воздействие на организм любого внешнего фактора, эндогенная – обусловлена ритмическими процессами. Как считает В.Б. Чернышов (27), эндогенный ритм (суточный) передается от поколения к поколению подобно морфологическому признаку, но с точки зрения биологии невозможно себе представить жестко запрограммированный процесс повторения ритмических явлений, так как существует много «датчиков времени», сдвигающих фазу ритма. В качестве таких датчиков могут выступать свет, температура.
По мнению Г.Д. Губина (7) биологические ритмы являются факторами естественного отбора, так как они осуществляют координацию многообразных процессов организма с временными интервалами окружающих событий и синхронизируют эти процессы с разнообразными изменениями внешней среды, тем самым выполняют чрезвычайную роль в обеспечении существования живых систем – адаптацию. Биоритмологическая адаптация – это прежде всего временное согласование (обычно с некоторым опережением) состояния организма и требований среды.
Фактически в организме идет непрерывный процесс приспособления к постоянно меняющимся условиям окружающей среды – адаптация. Противоречивость адаптационного процесса наиболее ярко выступает в феномене биологического ритма, который Б.С. Алякринский (2) сформулировал как выражение единства и борьбы двух взаимоисключающих начал жизненного процесса – разрушения и созидания, обеспечивающих качественную стабильность живой системы и ее самовоспроизведение.
Все ритмы находятся в организме в строгом согласовании и составляют иерархическую систему временной организации человеческого организма. Преобладающее значение в архитектонике ритмического ансамбля организма принадлежит циркадианным (околосуточным) ритмам (4).
Упорядоченность временной организации живого организма в рамках суточного цикла, синхронность биохимических и физиологических процессов внутри организма во многом зависит от полноценной деятельности главных циркадианных осцилляторов – супрахиазматических ядер гипоталямуса (СХЯ) и эифизарного гормона мелатонина. Строгое согласование ритмов между собой и с факторами внешней среды обеспечивает благополучное состояние организма(1).
В настоящее время накопилось большое количество данных, которые позволяют утверждать, что любое нарушение благополучия организма отражается прежде всего на показателях (параметрах) системы циркадианных ритмов. Изучение утомления у спортсменов показало, что наиболее ранним симптомом перетренировки является нарушение суточного хода температуры тела (2).
Как отмечает Р.М. Баевский (5), для прогнозирования патологических изменений наиболее целесообразно изучать уровень временной организации, поскольку отклонения, возникающие на этом уровне предшествуют информационным и энергетическим структурным нарушениям.
Изучение показателей сердечно-сосудистой системы с хронобиологических позиций представляет большой теоретический и практический интерес в виду особой важности этой системы для жизнедеятельности человека. Суммируя результаты ряда работ(8,15,19), можно заключить, что в возрасте 20-40 лет регистрируется достоверный циркадианный ритм артериального систолического давления с мезором 115-125 мм.рт.ст. и акрофазой в 15-17 часов и диастолического давления с мезором 70-75 мм.рт. ст. и акрофазой в 14-16 часов. Показано, что частота сердечных сокращений(ЧСС) урежается в ночные часы и становится более частой в дневные часы, что говорит об активации сердечной деятельности в светлое время суток. ЧСС наиболее низкая в 3-6 часов утра и наиболее высокая в 13-18 часов. В течение суток происходит закономерное изменение структуры кардиоритма, свидетельствующее об увеличении сократительной функции миокарда в дневные и снижение ее в ночные часы.
Ритмические процессы легочного дыхания, газового состава крови, кислотно-щелочного состояния достаточно хорошо изучены в физиологии. Суточная динамика показателей газообмена и внешнего дыхания была изучена у здоровых людей в возрасте 18-19 лет (22). Так у лиц, находившихся на стационарном режиме, обнаруживается хорошо выраженная суточная периодичность с максимальными значениями в 18 часов таких параметров, как потребление кислорода и минутный объем дыхания и в 16 часов – частоты дыхания и пульса. Суточные колебания легочной вентиляции, как правило, коррелируют с соответствующими колебаниями потребления кислорода. Максимумы суточных ритмов жизненной емкости легких (ЖЕЛ), приходятся на вторую половину дня.
Физический труд человека более эффективен в часы дневного бодрствования. Днем повышается координация движений, возрастает лабильность нервно-мышечного аппарата, увеличивается сила мышц и их статическая выносливость (25).
И.Е. Оранский (23) также установил, что наибольший объем работы выполнялся испытуемыми в дневные часы, наименьший – в ночные. По данным Косинор-анализа акрофаза физической работоспособности приходилась на время 15 часов 40 минут. Показано, что в возрасте 20-40 лет регистрируется наивысший показатель силы мышц руки. В дальнейшем происходит снижение мышечногй силы различных групп мышц.
1.7 Недельные ритмы у человека
Исследования И.Е. Оранского, П.Г. Царфиса(24) показывают, что физическая работоспособность человека обнаруживает сезонные колебания. Максимум отмечен весной или в начале осени, минимум – зимой. Авторы связывают это с периодичностью деятельности эндокринного аппарата.
Наряду с сезонными ритмами ряда физиологических показателей у человека имеются также недельные ритмы. В происхождении, устойчивости недельного цикла, его взаимоотношении с другими ритмами и т.п. длительное время не было определенной ясности. Несмотря на это, недельный цикл подробно рассматривается во многих хронобиолоических исследованиях как низкоамплитудное колебание различных показателей (12).