Часть II СПОРТИВНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. Ii спортивная физиология спортивная физиология является как учебной, так и научной дисциплиной
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
14. ФИЗИ0Л0Г0-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СПОРТИВНОГО ОТБОРА Эффективность тренировочных воздействий существенно определяется адекватностью физических упражнений для данного человека, его врожденными и приобретенными особенностями, что необходимо учитывать в процессе спортивного отбора. 14.1. ФИЗИОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ВОПРОСАМ СПОРТИВНОГО ОТБОРА Среди мероприятий по физическому воспитанию населения весьма важная роль принадлежит процессам спортивного отбора и спортивной ориентации. Эти процессы имеют принципиальное различие. В процессе спортивной ориентации изучаются врожденные особенности человека и подбираются адекватные для него физические упражнения или вид спорта. В ходе спортивного отбора определяются модельные характеристики соревновательной деятельности ведущих спортсменов и специфические для данного вида спорта спортивно-важные качества, а затем производится поиски подбор людей с соответствующими врожденными и развившимися в процессе жизнедеятельности морфофункциональными особенностями. Наряду с педагогическими, психологическими и социологическими методами изучения индивидуальных особенностей человека при этом используются генетические и морфофункциональные методы, которые позволяют описать не только врожденные особенности, т. е. задатки человека, но и развитые в течение жизни комплексы его индивидуальных особенностей, определяющих его способности. Получаемые характеристики должны быть различными на разных этапах подготовки спортсмена, так как спортивный отбор представляет собой многоступенчатый процесс с изменяющимися требованиями к организму человека в ходе многолетней тренировки. П ри этом необходимо учитывать не только исходные показатели, но и многие другие параметры: динамику индивидуальных реакций организма спортсмена на предъявляемые нагрузки, возрастные периоды наибольшей эффективности тренирующих воздействий для развития разных физических качеств, индивидуальный тип адаптации к физическим упражнениям определенной направленности, скорость и мощность мобилизации функциональных резервов данного организма, выраженность и темпы проявления срочной и долговременной адаптации ко всему комплексу спортивной деятельности. Неадекватный выбор спортивной специализации или стиля соревновательной деятельности, как показывают современные исследования , резко замедляет рост спортивного мастерства и ограничивает уровень спортивных достижений, а также является фактором риска для здоровья спортсмена. За последние годы все больше и больше выявляется значение наследственных влияний на многие показатели строения и функций организма человека, а также на степень развития разных его физических качеств. Их учет в организации тренировочного процесса и спортивном отборе становится все более насущным. Наследственность заключается в способности живых организмов передавать свои признаки следующим поколениям. В противоположность этому, изменчивость связана со способностью изменения наследственных задатков и их проявлений в процессе развития организмов. Совокупность всех наследственных задатков называется генотипом, а совокупность всех признаков организма — фенотипом. Фенотип зависит от возможности врожденных задатков проявиться в определенных условиях жизни. Таким образом, основные черты организма определяются как унаследованными свойствами, так и влияниями различных факторов среды (питания, климато-географических и экологических условий, социальной среды, особенностей воспитания и пр.). Иными словами, фенотип есть генотип плюс средовые влияния. Изучение наследственности у человека характеризуется определенными ограничениями генетического анализа. У человека невозможно проведение направленного скрещивания, экспериментального получения мутаций, обеспечение строгого контроля за окружающими условиями среды на протяжении роста и развития организма. Использование статистического подхода затрудняют малочисленность потомства, длительный период полового созревания, отсутствие сведений об отдаленных предках и их морфофунк-циональных особенностях. Огромное разнообразие наследственных признаков у человека и большое количество групп сцепления генов также являются препятствием для точного анализа генетических влияний. К основным методам исследования генетики человека относят следующие: генеалогический (метод родословных), вкотором составляются и анализируются родословные для изучаемого человека, которого называют в данном случае пробандом; цитологический (изучение особенностей хромосом, ДНК); популяционный (анатиз наследственности в изолированных группах населения); близнецовый, основанный на сравнении различных признаков у близнецов. Одним из простых количественных показателей наследственности является коэффициентХольцингера (Н), который определяет генетическую долю в общем развитии организма. При Н = 1.0 изучаемый показатель полностью зависит от генотипа, при Н > 0.7 доля генетических влияний очень высока (70% и более) и лишь небольшая часть приходится на средовые воздействия. Чем меньше этот коэффициент, тем больше средовые влияния на признаки. 14.2. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ВЛИЯНИЯ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ФИЗИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА ЧЕЛОВЕКА Изучение степени наследуемости различных морфофункциональных показателей организма человека показало, что генетические влияния на них чрезвычайно многообразны. Они отличаются по срокам обнаружения, степени воздействия, стабильности проявления. Чем больше выражены наследственные влияния на признаки организма, тем больший их учет должен быть при отборе. 14.2.1. НАСЛЕДУЕМОСТЬ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ Наибольшая наследственная обусловленность выявлена для морфологических показателей организма человека, меньшая — для физиологических параметров и наименьшая — для психологических признаков. Среди морфологических признаков наиболее значительны влияния наследственности на продольные размеры тела, меньшие — на объемные размеры, еще меньшие — на состав тела. Величина коэффициента наследуемости наиболее высока для костной ткани, меньше для мышечной и наименьшая — для жировой ткани. Для подкожной клетчатки женского организма она особенно мала. Для функциональных показателей выявлена значительная генетическая обусловленность многих физиологических параметров, среди которых большая часть метаболических характеристик организма, аэробные и анаэробные возможности, процент быстрых и медленных волокон в мышцах, объем и размеры сердца, характеристики ЭКГ, систолический и минутный объем крови в покое, частота сердцебиений при физических нагрузках, артериальное давление, жизненная емкость легких и жизненный показатель (ЖЕЛ/кг), частота и глубина дыхания, минутный объем дыхания, длительность задержки дыхания на вдохе и выдохе, парциальное давление О2 и СО2 в ал ьве-олярном воздухе и крови, содержание холестерина в крови, скорость оседания эритроцитов, группы крови, иммунный статус, гормональный профиль и некоторые другие. Многие психологические, психофизиологические, нейродинамичес-кие, сенсомоторные показатели, характеристики сенсорных систем также находятся под выраженным генетическим контролем: большая часть показателей электрической активности коры больших полушарий, скорость переработки информации, пропускная способность мозга, коэффициент интеллектуальности, пороги чувствительности сенсорных систем, цветоразличение и его дефекты (дальтонизм), нормальная и дальнозоркая рефракция, критическая частота слияния световых мельканий, типологические свойства нервной системы, черты темперамента, доминантность полушарий, моторная и сенсорная функциональная асимметрия и др. Большая часть поведенческих актов контролируется целым комплексом генов Чем сложнее поведенческая деятельность человека, тем менее выражено влияние генотипа и больше роль окружающей среды. Для более простых двигательных навыков наследуемость выше, чем для более сложных. По мере обогащения человека жизненным опытом и знаниями относительная роль генотипа в его жизнедеятельности снижается. Обнаружены некоторые различия в наследовании признаков по полу. У мужчин в большей мере наследуются проявления левору-кости, дальтонизма, показатели объема и размеров сердца, артериального давления и ЭКГ, содержание липидов и холестерина в крови, характер отпечатков пальцев, особенности полового развития, способность решения цифровых и пространственных задач, ориентация в новых ситуациях. У женщин в большей степени запрограммированы генетически рост и вес тела, развитие и сроки начала моторной речи, проявления симметрии в функциях больших полушарий. 14.2.2. НАСЛЕДУЕМОСТЬ ПРОЯВЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ Наследственные влияния на различные физические качества неоднотипны. Они проявляются в различной степени генетической зависимости и обнаруживаются на различных этапах онтогенеза. В наибольшей степени генетическому контролю подвержены быстрые движения, требующие, в первую очередь, особых скоростных свойств нервной системы — высокой лабильности (скорости протекания возбуждения) и подвижности нервных процессов (смены возбуждения на торможение и наоборот), а также развития анаэробных возможностей организма и наличия быстрых волокон в скелетных мышцах. Для различных элементарных проявлений качества быстроты — времени простых и сложных двигательных реакций, максимального темпадвижений, скорости одиночных двигательных актов (ударов, прыжков, метаний) — получены высокие показатели наследуемости. С помощью близнецового и генеалогического методов подтверждена высокая зависимость отврожденныхсвойств(Н =0.70-0.90) показателей скоростного бега на короткие дистанции, теппинг — теста, кратковременного педалирования на велоэргометре в максимальном темпе, прыжков в длину с места и других скоростных и скоростно-силовых упражнений. Высокая генетическая обусловленность получена также для качества гибкости. В меньшей степени генетические влияния выражены для показателей абсолютной мышечной силы. Так, например, коэффициенты наследуемости для динамометрических показателей силы правой руки Н =0.61, левой руки Н н 0.59, становой силы Н = 0.64, в то время как для показателей времени простой двигательной реакции Н = 0.84, сложной двигательной реакции Н=0.80. В наименьшей степени наследуемость обнаруживается для показателей выносливости к длительной циклической работе и качеству ловкости (координационных возможностей и способности формировать новые двигательные акты в необычных условиях). Другими словами, наиболее тренируемыми физическими качествами являются ловкость и общая выносливость, а наименее тренируемыми — быстрота и гибкость. Среднее положение занимает качество силы (табл. 14). Это подтверждается данными Н. В. Зимкина (1970) и др. о степени прироста различных физических качеств в процессе многолетней спортивной тренировки: показатели качества быстроты (в спринтерском беге, плавании) увеличиваются в 1.5-2 раза, качества силы при работе локальных мышечных групп — в 3.5-3.7 раза, при глобальной работе — на 75-150%, качества выносливости — в десятки раз. Таблица 14 - Показатели влияния наследственности (Н) на физические качества человека (по: Москатова А. К.)
Проявления генетических влияний зависят от возраста. Они больше выражены в молодом возрасте (16-24 г.) по сравнению с более пожилыми людьми. Влияния генотипа также зависят от мощности работы—они нарастают с увеличением мощности работы. Наследственные влияния на морфофункциональные особенности и физические качества человека зависят от периодов онтогенеза. Различают критические и сенситивные периоды. Критические периоды характеризуются повышенной активностью отдельных генов и их комплексов, контролирующих развитие каких-либо признаков организма. В эти периоды происходит значительная перестройка регуляторных процессов, качественный и количественный скачок в развитии отдельных органов и функциональных систем, результатом чего является возможность адаптации к новому уровню существования организма и его взаимодействия со средой. Такая перестройка увеличивает число степеней свободы организма, открывает новые горизонты поведения человека, т. е. по существу является «опережающим отражением действительности». Сенситивные периоды — это периоды снижения генетического контроля и повышенной чувствительности отдельных признаков организма к средовым влияниям, в том числе педагогическим и тренерским. Критические и сенситивные периоды совпадают лишь частично. Если критические периоды создают морфофункциональную основу существования организма в новых условиях жизнедеятельности (например, в переходный период у подростка), то сенситивные периоды реализуют эти возможности, обеспечивая адекватное функционирование систем организма соответственно новым требованиям окружающей среды. Для тренеров и педагогов, работающих в области физического воспитания и спорта, знание сенситивных периодов чрезвычайно важно, так как один и тот же объем физической нагрузки, количество тренировочных занятий, подходов к снарядам и т. п. лишь в сенситивный период обеспечивают наибольший тренировочный эффект, который в другие возрастные периоды не может быть достигнут. К тому же учет сенситивных периодов необходим при проведении спортивного отбора для правильной оценки состояния организма и особенностей физических качеств спортсмена. Сенситивные периоды для различных физических качеств проявля -ются гетерохронно, т. е. в разное время. Хотя имеются индивидуальные варианты сроков их наступления, все же можно, в среднем, выделить общие закономерности. Так, сенситивный период проявления различных показателей качества быстроты приходится на возраст 11-14лет и к 15-летнему возрасту достигается его максимальный уровень. Близкая к этому картина наблюдается в онтогенезе и для проявления качеств ловкости и гибкости. Несколько позже отмечается сенситивный период качества силы. После сравнительно небольших темпов ежегодных приростов силы в дошкольном и младшем школьном возрасте наступает некоторое их замедление в возрасте 11-13" лет. Затем наступает сенситивный период развития мышечной силы в 14-17 лет, когда особенно значителен прирост силы в процессе спортивной тренировки. К возрасту 18-20 лету юношей (на 1 -2 года раньше у девушек) достигается максимальное проявление силы основных мышечных групп. Сенситивный период выносливости приходится примерно на 15-20лет, после чего наблюдается максимальное ее проявление и рекордные достижения на стайерских дистанциях в беге, плавании, гребле, лыжных гонках и других видах спорта, требующих выносливости (рис. 38). 14.3. УЧЕТ ФИЗИ0Л0Г0-ГЕНЕГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА В СПОРТИВНОМ ОТБОРЕ Знание степени наследственных влияний на морфофункцио-нальные особенности человека и его физические качества позволяет в ходе спортивного отбора опираться на те показатели, которые в наибольшей степени находятся под генетическим контролем, т. е. являются наиболее прогностичными и мало изменяемыми в ходе тренировки. 14.3.1. УЧЕТ СЕМЕЙНОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ В СПОРТИВНОМ ОТБОРЕ В практике спорта известна рольсемейной наследственности. По П. Астранду, в 50% случаев дети выдающихся спортсменов имеют выраженные спортивн ые способности, многие браться и сестры показывают высокие результаты в спорте (мать и дочь Дерюгины, братья Знаменские, сестры Прессидр.). Если оба родителя — выдающиеся спортсмены, то высокие результатыу их детей могут быть в 70% случаев. Еще в 1930-х годах было показано, что выраженную внутрисемейную наследуемость имеют показатели скорости выполнения теп-пинг-теста. Если оба родителя по теппинг-тесту попадали в группу «быстрых», то среди детей таких родителей значительно больше было «быстрых» (56%), чем «медленных» (лишь 4%). Если оба родителя оказывались «медленными», то среди детей преобладали «медлен-ные»(71%), а остальные были «средними» (29%). Оказалось, что внутрисемейное сходство зависит от характера упражнений, особенностей популяции, порядка рождения ребенка в семье. Более высокие внутрисемейные взаимосвязи присуши скоростным циклическим и скоростно-силовым упражнениям. Изучение архивов в английских закрытых колледжах, где потрадиции обучались дети избранных семейств, показало определенное сходство двигател ь-ных возможностей детей и родителей в 12-летнем возрасте. Достоверная корреляция была установлена для некоторых морфологических признаков и скоростно-силовых упражнений: длина тела (г = 0.50), бег на 50 ярдов (г = 0.48), прыжки в длину с места (г = 0.78). Однако, корреляция отсутствовала для сложно-координационныхдвижений, таких как метание теннисного мяча, гимнастические упражнения. Изучению подвергались многие семейные особенности различных функций организма. Исследования сдвигов легочной вентиляции в ответ на недостаток кислорода (гипоксию) и избыток углекислого газа (гиперкапнию) у взрослых бегунов-стайеров показали, что дыхательные реакции находящихся в хорошей спортивной форме бегунов на длинные дистанции и их не занимающихся спортом родственников были практически одинаковы. При этом они достоверно отличались от более высоких сдвигов легочной вентиляции у контрольной группы лиц, не занимающихся спортом. Некоторые противоречивые данные внутрисемейного исследования морфологических признаков генетики объясняют влияниями популяционных особенностей. Так, например, имеются различия в характере внутрисемейных генетических влияний на длину тела в разных популяциях: в американской популяции самая высокая взаимосвязь выявлена в парах мать—дочь, затем ее снижение в парах мать—сын, отец—сын, отец—дочь; в африканской популяции снижение корреляции отмечено в другом порядке: от пары отец—сын к парам мать—сын, мать—дочь, отец—дочь. О внутрисемейных взаимосвязях в отношении умственной работоспособности (по показателю коэффициента интеллектуальности) сообщал Г. Айзенк( 1989)). По скорости осуществления умственных операций и решения интеллектуальных проблем показатели усыновленных детей соответствовали умственным способностям их биологических родителей, но не приемных родителей. Эти факты свидетельствовали о наследственной природе данных способностей. В результате анализа браков двоюродных сестер и братьев установлено снижение умственных способностей у их детей, что демонстрирует отрицательный генетический эффект в семьях близких родственников. Генетически зависимыми являются многие морфофункциональные признаки, определяющие спортивные способности человека и передающиеся по наследству от родителей (длина тела и конечностей, размеры и объемы сердца и легких, умственная работоспособность, восприятие пространства, способность различать цвета, звуки, слова и многое другое). Специальный анализ наследования спортивных способностей человека был проведен Л. П. Сергиенко (1993) в 163 семьях спортсменов высокого класса (15 мастеров спорта, 120 мастеров спорта международного класса, 28 заслуженных мастеров спорта—победителей и призеров Олимпийских игр, чемпионатов мира, Европы и СССР). Оказалось, что чаще всего (66.26%) высокие достижения отмечались в смежных поколениях: дети—родители. При этом не было «пропусков» поколений (как в случае рецессивного типа наследования). Отсюда было сделано предположение о доминантном типе наследования. Было установлено, что у родителей, братьев и сестер выдающихся спортсменов двигательная активность значительно превышала уровень, характерный для людей обычной популяции. Физическим трудом или спортом занимались 48.7% родителей, в большей мере отцы (29.71%), чем матери (18.99%); более активными были братья (79.41%), чем сестры (42.05%). У спортсменов-мужчин не было ни одного случая, когда бы мать занималась спортом, а отец не занимался. У выдающихся спортсменов было гораздо больше родственников мужского пола, чем женского, и родственники-мужчины имели более высокую спортивную квалификацию, чем родственницы-женщины. Таким образом, у мужчин-спортсменов двигательные способности передавались несомненно по мужской линии. У женщин-спортсменок, в отличие от этого, спортивные способности передавались преимущественно по женской линии. Выдающиеся спортсмены, специализирующиеся в упражнениях на выносливость, были преимущественно младшими детьми и рождались, как правило, в семьях с двумя или тремя детьми, а в таких видах спорта, как бокс, таэкван-до, это преимущественно первенцы. Имеется особая закономерность семейного сходства в выборе спортивной специализации: наибольшее сходство выявлено в выборе занятий борьбой (85.71 %), тяжелой атлетикой (61.11 %) и фехтованием (55.0%); наименьшее сходство в предпочтении баскетбола и бокса (29.4%), акробатики (28.57%) и волейбола (22.22%). |