О некоторых теоретических разработках и опыте внедрения в спортивную практику достижений биологической науки

Биологические знания о закономерностях и механизмах адаптации организма к мышечной работе составляют естественнонаучную основу физического воспитания и спорта. В настоящее время общепризнана схема Фольборта-Яковлева, согласно которой после утомительной работы в периоде отдыха работоспособность возвращается к исходному уровню, проходя последовательно через фазу восстановления, когда возрастает упавшая во время деятельности работоспособность, и фазу повышенной работоспособности (сверхвосстановления, суперкомпенсации, экзальтации).

В соответствии с данной схемой после утомительной работы во время так называемого "восстановительного" периода в фазе повышенной работоспособности в подвергавшихся нагрузке органах возникают следовые явления в виде повышенного содержания энергетических субстратов, которые, суммируясь в процессе многократного повторения физической работы, приводят организм к состоянию тренированности.

Исходя из этих представлений, в теории и практике спорта разрабатываются и используются определённые тренировочные режимы и различного рода методы и средства ускоренного восстановления работоспособности в целях оптимизации тренировочного процесса. Считается, что наиболее благоприятные условия для повторной развивающей работы складываются в фазе повышенной работоспособности.

Начиная с 1971 г., сотрудники Лаборатории функциональной морфологии исследовали динамику работоспособности животных, ферментативную активность (маркеры всех основных метаболических путей) и субклеточные изменения в сердце, скелетной мышце и в печени крыс в процессе выполнения физической работы до утомления и в послерабочем периоде. Применение методов качественной и количественной гистохимии, а также электронной микроскопии позволило экспериментально установить на лабораторных животных и затем подтвердить на людях наличие неизвестной ранее биологической закономерности перехода организма на новый уровень специфической адаптации к мышечной работе. Данная закономерность проявляется в последовательном развитии в послерабочем периоде индуцированных однократной физической нагрузкой до утомления состояний или так называемых "фаз адаптации": фазы остаточного утомления (ФОУ), фазы повышенной работоспособности (ФПвР), фазы пониженной работоспособности (ФПнР), фазы стабилизации работоспособности (ФСР) и, наконец, нового уровня работоспособности (НУР). В течение этих фаз в органах на основе ускорения физиологической регенерации субклеточных структур происходит их перестройка, сопровождающаяся биоэнергетическими сдвигами, характерными для каждой из вышеперечисленных фаз адаптации. Запуск весьма сложных адаптационных механизмов, к которым относятся усиление процессов синтеза, ускорение физиологического обновления субклеточных структур (сопровождающееся качественным изменением их функции), новообразование митохондрий, миофибрилл и мышечных волокон, перестройка капилляров, массовое образование миосателлитов, перестройка ферментативных систем и др., осуществляется под влиянием изменений, возникающих в периоде утомления. Физическая нагрузка выступает в качестве альтернативного фактора, вызывающего последующие реконструктивные процессы, переводящие организм на качественно новый уровень адаптации, или, иными словами, на новый уровень функциональных возможностей.

Сущность описываемой закономерности отражает приводимая здесь принципиальная схема изменения работоспособности в послерабочем периоде (рис. 1).

Она раскрывает то положение, что фаза повышенной работоспособности отнюдь не является завершением адаптационных сдвигов, а представляет собой только преходящее состояние общего адаптационного процесса, начинающегося в период утомления и заканчивающегося новым уровнем адаптации. Достигнутый уровень адаптации держится 3-4 дня, и если его не поддержать адекватными воздействиями внешней среды (например, соответствующими физическими нагрузками), то он утрачивается. То есть происходит дезадаптация.

Полученные сотрудниками Лаборатории функциональной морфологии экспериментальные данные также показывают, что применение повторных утомляющих (развивающих) физических нагрузок в условиях незавершённого адаптационного процесса (например, в фазе суперкомпенсации) действительно приводит к повышению работоспособности, но заканчивается возникновением состояния хронического физического перенапряжения, сопровождающегося в конечном счёте срывом работоспособности. С биологических позиций это наименее эффективный путь адаптации.

В соответствии с раскрытой закономерностью сотрудниками Лаборатории функциональной морфологии была разработана принципиальная схема биологически обоснованной системы спортивной тренировки (БОССТ). Суть её, как это видно из рис. 2, заключается в том, что после того как работа до утомления проведена и организм вышел на новый уровень адаптации, этот уровень поддерживается небольшими по объёму нагрузками, осуществляемыми через 1-2 дня, и полностью соответствующими по своему характеру первоначальной утомляющей работе. Организм должен быть поставлен в условия, отражающие достигнутый уровень адаптации.

Указанная схема осуществляется на практике следующим образом. Определяются основные индивидуальные характеристики физического развития спортсмена и его биоэнергетики, ставится задача развития необходимого физического качества (например, максимальной мощности или силовой выносливости) и в целях решения этой задачи делается выбор соответствующего режима воздействия (характера тренирующей нагрузки). Затем в рамках выбранного режима спортсмену даётся физическая работа до утомления (переводная нагрузка (ПН), поскольку она переносит организм на новый уровень адаптации). Кроме того, прослеживаются фазы адаптации, которые по времени занимают в целом от 1 до 7 суток, в зависимости от состояния тренированности спортсмена и характера переводной нагрузки, и по достижении нового уровня адаптации даются удерживающие нагрузки (УДН). Смысл последних заключается в том, чтобы каждый раз вывести спортсмена на уровень стационарной работы в режиме переводной нагрузки. Длительность адаптационной тренировочной ступени, как показал опыт, составляет 7-18 календарных дней, из которых тренировочными являются 4-7 дней. Общий объём развивающей работы (переводная и удерживающие нагрузки) находится в пределах 3-7 часов — и этого уже вполне достаточно, чтобы получить близкий к максимальному тренировочный эффект. В процессе прохождения фаз адаптации тренировочная работа не производится.

Учитывая особенности академической гребли, где компоненты техники гребли и слаженность работы экипажа играют наиважнейшую роль, при подготовке гребцов работа над техникой и слаженностью проводится в основном те в дни, когда достигнут новый уровень адаптации. Работа эта "подпороговая", то есть не приводящая к утомлению, хотя и может выполняться в режимах различной интенсивности. Вся подготовка спортсменов состоит из следующих друг за другом адаптационных тренировочных ступеней.

В условиях практического применения БОССТ в полной мере реализуются принципы индивидуализации и объективизации тренировочного режима и его основных компонентов (мощности, времени, типа развивающей и вспомогательной работы, времени и характера отдыха) и другие педагогические принципы.

Применение этой системы на практике приводит к целенаправленному, эффективному, хорошо управляемому и контролируемому процессу развития необходимых физических качеств при уменьшении объёмов развивающей работы, а также к исчезновению таких явлений, как "пик спортивной формы", хроническое физическое перенапряжение и срыв работоспособности. При применении БОССТ наиболее полно раскрываются генетически детерминированные адаптационные возможности организма.

ДОПОЛНЕНИЕ

Известно, что организм находится в состоянии суперкомпенсации после восстановления от тренировочной нагрузки лишь ограниченное время, а затем функциональные возможности организма возвращаются к дотренировочным показателям (это называется "фаза утраченной компенсации"). Было сделано справедливое заключение, что если сразу после достижения организмом состояния суперкомпенсации дать ему новую тренировочную нагрузку, то это приведёт к суммированию сверхвосстановительных эффектов и к устойчивому росту работоспособности спортсмена.

В общем случае данное правило не подвергается сомнению и профессором Сергеевым, однако Сергеев с коллегами показали, что фаза повышенной работоспособности, следующая за вызванной тренировкой фазой истощения, сменяется фазой утраченной компенсации не сразу. То есть организм сначала проходит через фазу вторичного понижения работоспособности ниже дотренировочного уровня, после чего работоспособность снова восстанавливается, и организм выходит на новый повышенный уровень работоспособности, который держится уже несколько дольше, но всё равно без соответствующей тренировочной поддержки утрачивается через несколько дней. Причины подобной реакции организма на нагрузку в представленной статье Сергеева не раскрываются, а с другими его работами в этом направлении я не знаком, потому предложу своё объяснение данного феномена.

Приспособленность организма спортсмена к выполнению той или иной физической работы зависит от множества факторов: развития сократительного аппарата мышечных клеток, насыщенности мышц ферментами (веществами, обеспечивающими протекание в мышцах химических реакций — в том числе, связанных с процессом сокращения мышц и восстановлением запасов энергии), наличия запасов "топлива" в мышцах, функционального состояния активирующих мышцы нервных путей и пр. Под воздействием физической нагрузки происходит изнашивание сократительного аппарата мышечных клеток, наблюдается распад сократительных белков и ферментов, в мышцах истощаются запасы "топлива", в нервных путях нарушается проводимость сигнала. Для восстановления работоспособности организму требуется, как минимум, восстановить первоначальное состояние указанных систем организма и устранить все возникшие дисбалансы. Различного рода восстановительные процессы требуют различного времени реализации, а потому эффект суперкомпенсации для различных систем и функций организма может наступать в различное время после тренировки. Установлено, что в первую очередь организм стремится восстановить энергетический потенциал мышц, поскольку истощение запасов энергии во время работы напрямую стимулирует выработку ферментов, призванных обеспечить протекание энерговосстанавливающих реакций. Поэтому после нагрузки в мышцах в первую очередь повышается концентрация ферментов, что приводит к росту работоспособности спортсмена, а это, в свою очередь, может быть ошибочно принято и, похоже, часто принимается за завершение восстановительных процессов.

О том, что первый пик повышения работоспособности не является результатом полного восстановления организма, свидетельствует факт скорого падения работоспособности ниже дотренировочного уровня. На мой взгляд, такое снижение работоспособности является не проявлением каких-то "колебательных" процессов неустановленной природы, а следствием недовосстановления ряда систем организма, отчётливо проявляющимся только после того, как пик ферментной насыщенности мышц, вызванный предыдущей тренировочной нагрузкой, утрачивается. Продолжающееся восстановление недовосстановленных систем организма приводит впоследствии к повторному и уже более устойчивому повышению работоспособности спортсмена.

Причина того, почему после восстановления организм оказывается на более высоком уровне работоспособности, в статье Сергеева не раскрывается — однако, на мой взгляд, также требует отдельного разъяснения.

Вопреки убеждению многих спортсменов и даже учёных мужей, гипертрофия мышц является не только следствием усиления интенсивности синтеза белка в первые 24-48 часов после тренировки, но также следствием действия ещё более важных факторов. Размер мышц спортсмена определяется не столько интенсивностью работы синтезирующих белок структур, ассоциированных с ядрами мышечных клеток, сколько числом самих клеточных ядер в мышце. Ряд экспериментов указывает на то, что гипертрофия мышц без увеличения числа ядер практически невозможна. Тренировка, и в особенности тренировка с отягощением, стимулирует деление в мышцах небольших клеток, расположенных под оболочкой мышечных волокон — так называемых "клеток-сателлитов" (что, кстати, упоминается и в статье Сергеева: "миосателлитоциты" — это синоним термина "клетки-сателлиты"). Благодаря делению клеток-сателлитов и их слиянию со старыми мышечными волокнами (а возможно, и слиянию вообще в новые волокна) в мышцах появляются новые ядра, под управлением которых в дальнейшем осуществляется строительство новых клеточных структур. Именно увеличение количества ядер в мышечных клетках и является причиной прироста мышц спортсмена и усиления их энергетических, а следовательно, и функциональных возможностей по завершении восстановления после тренировки.

Новые ядра появляются в мышцах в первые несколько дней после тренировки, но вот строительство новых клеточных структур и синтез новых ферментов на основе этих ядер требует уже гораздо большего времени. Возвращаясь к статье Сергеева, можно утверждать, что период "удерживающих" нагрузок в разработанной им методике — это и есть тот период, в течение которого в мышцах синтезируются сократительные структуры на основе новых ядер, появившихся в мышцах после "переводящей" нагрузки. Проводить тяжёлые тренировки, индуцирующие увеличение числа ядер в мышцах, имело бы смысл как можно чаще, не дожидаясь завершения строительства клеточных структур на основе новообразованных ядер, — если бы не оборотная сторона таких тренировок: истощение энергетических ресурсов мышц, разрушение сократительных структур мышечных клеток и общее угнетающее воздействие интенсивной физической нагрузки на другие системы организма.

Сроки восстановления после тяжёлых тренировок не являются строго детерминированными и зависят от характера нагрузки и степени истощения систем организма под её воздействием. Мне известны исследования над животными, в которых восстановление сократительного аппарата мышц после интенсивной физической нагрузки требовало двадцати и даже тридцати дней. Понятно, что это крайние случаи, и применять такие нагрузки в качестве тренировочных нерационально, однако подобные примеры помогают лучше осознать истинные потребности организма в восстановлении после интенсивной тренировки.

Всё это, разумеется, ни в коем случае не следует понимать так, что нельзя, мол, проводить новую тренировку до полного восстановления абсолютно всех функций организма спортсмена, и потому, мол, перерыв между тренировками должен составлять десятки дней. Нет, если сидеть без дела, дожидаясь, пока произойдёт восстановление наиболее долго восстанавливающейся системы организма, многие другие важные системы придут в состояние утраченной компенсации, и достигнуть развития этих систем при таком режиме тренировок будет невозможно. Какое бы время отдыха между тренировками выбрано ни было, мы всегда вынуждены будем иметь дело с утраченной компенсацией одних функций и систем организма и с недовосстановлением других.

Эта дилемма может быть разрешена несколькими путями. Самый простой из них известен издавна: не обращать внимания на сроки восстановления, вообще не забивать голову такими мелочами, тренироваться ежедневно, а то и по два раза в день, выделяя организму минимум времени на восстановление. Практика показывает, что организм в конце концов адаптируется и к таким условиям существования, в особенности, при применении фармакологических "адаптогенов".

Однако эффективность таких тренировочных методик весьма спорна. В статье Сергеева показано, как остановка его эксперимента и возвращение спортсменов, участвовавших в эксперименте, к ежедневным объёмным тренировкам (общепринятым в то время в спорте высоких достижений) привели к резкому снижению показателей работоспособности спортсменов, и последним потребовалось около года привыкать к таким высокообъёмным тренировкам, чтобы вернуться на уровень, достигнутый в экспериментах Сергеева всего лишь за несколько тренировочных ступеней.

Другой способ разрешения описанного выше противоречия известен под названием "ВИТ" (что является аббревиатурой выражения "высокоинтенсивный тренинг"). Сторонники этого направления в тренинге делают ставку на интенсивные тренировки (которые, как я уже отмечал, стимулируют увеличение в мышцах количества клеточных ядер) и длительный отдых после таких тренировок. Не следует думать, что тренировки по ВИТ-методикам проводятся только после полного восстановления абсолютно всех систем организма. Нет, в данных методиках обычно подбирается некий оптимум восстановления, позволяющий наиболее эффективно развивать целенаправленно выбранные функции. Видимо, именно поэтому периоды отдыха в ВИТ-методиках разных авторов могут существенно различаться. Считается, что ВИТ-метод больше всего подходит любителям, не имеющим возможности уделять занятиям спортом достаточного количества времени и сил — однако существуют примеры просто-таки феноменальных достижений атлетов, придерживающихся указанных принципов.

Разработанная профессором Сергеевым "биологически обоснованная система спортивной тренировки — БОССТ" также призвана оптимизировать процессы восстановления разнородных функций организма и является, по сути, разновидностью метода варьирования нагрузки. Но в отличие от большинства иных вариативных методик эффективность БОССТ определяется не случайным или подобранным опытным путём попаданием воздействия изменяющейся тренировочной нагрузки в биологические циклы адаптационных процессов, а целенаправленным планированием тренировочного воздействия в согласии с данными процессами.

Так, в БОССТ в первой и наиболее интенсивной фазе восстановления после "переводящей" нагрузки организму даётся полный отдых. В этот период в мышцах происходит восстановление энергетических ресурсов, синтез ферментов и новых клеточных ядер, а также восстановление целостности разрушенных тренировкой мышечных волокон. Тренировочная нагрузка в данный период не практикуется, дабы не мешать столь важным восстановительным процессам. И лишь после завершения первой фазы восстановления, когда работоспособность организма начинает выходить на новый устойчивый уровень, вводятся так называемые "удерживающие нагрузки", цель которых — регулярно индуцировать синтез мышечных ферментов и не допускать снижения их содержания в мышцах в то время, пока продолжается менее интенсивная фаза восстановления и сверхвосстановления организма.

Возможности Лаборатории функциональной морфологии позволяли Сергееву на основе биохимического анализа индивидуально для каждого спортсмена определять требуемые объёмы "переводящих" и "удерживающих" нагрузок, а также длительности соответствующих восстановительных фаз. Большинство спортсменов не располагает подобными возможностями, потому решившим опробовать методику Сергеева придётся полагаться лишь на собственные ощущения и тренировочный опыт. Для планирования таких тренировок имеются следующие ориентиры.

Объём и интенсивность "переводящей" нагрузки во многом определяются уровнем тренированности спортсмена, но ориентироваться тут нужно на посттренировочные ощущения. Лёгкая посттренировочная боль в мышцах в первые один-два дня после "переводящей" нагрузки может служить признаком достижения цели, а вот более длительная или сильная угнетающая боль, равно как и излишне комфортные ощущения — это признаки неверно подобранных объёма и интенсивности "переводящей" тренировки.

Признаком завершения первой фазы адаптации (в течение которой тренировочные нагрузки не практикуются) можно считать исчезновение посттренировочных ощущений в мышцах — это сигнал о том, что пора вводить "удерживающие" нагрузки.

Объём и интенсивность удерживающих нагрузок подбираются таким образом, чтобы исключить посттренировочные ощущения в мышцах на следующий день после тренировки. Слишком лёгкие тренировки будут малоэффективны, потому необходимо как можно больше приблизится к порогу нагрузки (но не перейти его), за которым следует новый катаболический ответ организма, проявляющийся в виде посттренировочных мышечных болей. Можно поэкспериментировать с перерывом между "удерживающими" нагрузками, но он должен продолжаться от одного до трёх дней.

С длительностью фазы "удерживающих" нагрузок также возможны эксперименты — ориентиром готовности к новой "переводящей" нагрузке тут может служить ощущение общего прилива сил. Возможна корректировка и длительности циклов посредством "обратной связи". Подбирать интервал отдыха между тяжёлыми "переводящими" нагрузками нужно таким образом, чтобы при новой "переводящей" нагрузке наблюдался прирост результатов в тренировочных упражнениях. Во время новой "переводящей" нагрузки нужно быть в состоянии увеличить либо число повторений с прежним весом, либо вес снаряда при том же числе повторений. Ориентир в примерной длительности тренировочных ступеней приводятся в самой статье Сергеева — это 7-18 дней. В случае тренировок со штангой лучше ориентироваться на второе число дней, поскольку тренировки со штангой по ряду причин (которые я пока не хочу затрагивать) обладают заметно большим разрушительным эффектом, чем тренировки в гребле, с которыми имел дело Сергеев.

Возможно, все эти мои рекомендации покажутся кому-то слишком общими, но, увы, иногда теория способна указать лишь направление движения — дорогу же осилит только сам идущий.

(c) Ю.П.Сергеев, профессор, доктор медицинских наук