3.1. Перенос подготовленности военнослужащих – объективная основа влияния физической подготовки на боеспособность войск 

Многовековой опыт ведения вооруженной борьбы и боевой подготовки войск убедительно свидетельствует о том, что физическая подготовка военнослужащих, являясь составной частью системы боевого совершенствования вооруженных сил, играет важную роль в повышении боеспособности воинских подразделений. Различные качества, свойства и навыки, вырабатываемые в процессе физической подготовки, оказывают весьма благоприятное влияние на успех учебно-боевой и боевой деятельности личного состава. В настоящее время это явление чаще всего объясняется с позиций так называемого переноса подготовленности военнослужащих [54].

На протяжении длительного периода теория «переноса» составляла основу научных исследований по проблемам физической подготовки войск и внесла неоценимый вклад в достижение ее эффективности, послужила научной основой многих наставлений, положений, руководств по физической подготовке и спорту, в том числе Инструкции о порядке организации физической подготовки и спорта в Вооруженных Силах Республики Беларусь и транспортных войсках Республики Беларусь 2006 года. Однако, постоянное совершенствование боевой техники и оружия, способов ведения боевых действий изменяют требования к человеку, обусловливают необходимость научных обоснований физической подготовки военных специалистов в новых условиях.

Современные достижения биологических наук, теории и методики спортивной тренировки, многолетние экспериментальные исследования позволяют сформировать научные положения, со всей полнотой раскрывающие механизмы влияния физических упражнений на формирование новых признаков и свойств организма и составляющие теоретическую основу физической подготовки военнослужащих [54].

Специфическая двигательная деятельность сопровождается адаптационными процессами организма. В результате в нем формируются новые признаки и свойства, основными из которых являются экономичность функционирования при данной мышечной работе, повышение функциональных возможностей и устойчивости организма при ее выполнении. Новые признаки и свойства, приобретаемые человеком при мышечной работе, зависят от особенностей последней. В этом и состоит суть выбора средств и методов физической подготовки, наиболее эффективно повышающих работоспособность конкретных военных специалистов, формирующих у них наиболее важные для профессиональной деятельности признаки и свойства организма. Упражнения с преимущественной направленностью на развитие основных физических качеств (силы, быстроты и выносливости) расширяют резервы этих качеств и специалисты, в профессиональной деятельности которых указанные резервы играют важную роль, проявляют более высокую работоспособность после соответствующей физической подготовки. Если человек адаптирован к физическим нагрузкам, легко их переносит, то он способен обеспечить высокую производительность практически при любых необычных условиях. Однако физические упражнения обладают исключительно широким диапазоном влияния на организм. Одни упражнения оказывают незначительное влияние на уровень функционирования физических систем, другие многократно повышают их мощность. Поэтому выбор и применение физических упражнений, физическая тренировка людей должны осуществляться с учетом формирования необходимых свойств организма на основе современных положений о закономерностях физиологических адаптаций, которые глубоко и полно раскрывают влияние различных физических нагрузок на эффективность профессиональной деятельности. Важным представляется то, что определенная физическая подготовка позволяет успешно формировать механизмы как срочной, так и долговременной адаптации организма и, тем самым, обеспечивать работоспособность военнослужащих в любых условиях боевой подготовки (современного боя) [54]. 

Адаптация к физическим нагрузкам 

Человек, искусственно изменяя условия внешней среды, сознательно вмешивается в управление формированием живой природы, в том числе и самого себя. Двигательная деятельность является одним из важнейших средств «изменения собственной природы» [13]. Она основана на принципе адаптации.

Адаптация (от позднелат. аdaptatio – приспособление) – это приспособление строения и функций организмов (и их групп) к условиям существования.

Процесс адаптации организма к воздействию физических нагрузок имеет фазный характер. Поэтому выделяют два этапа адаптации: срочный и долговременный.

Срочная адаптация – это экстренная реакция различных органов и функциональных систем организма на непривычные раздражители с целью компенсации влияния факторов окружающей среды.

Этап срочной адаптации сводится преимущественно к изменениям энергетического обмена и связанных с ним функций вегетативного обеспечения, увеличивается главным образом доставка кислорода к работающим органам и вывод продуктов обмена на основе сформированных механизмов их реализации [21].

Организм человека обладает резервными возможностями (морфологическими, биохимическими, психологическими, физиологическими и др.). При физических нагрузках включаются те резервы организма, которые обеспечивают его специфическую работоспособность. Физическая работоспособность человека тесно связана с физиологическими резервами его организма, которые обусловлены функциональным состоянием отдельных органов и организма в целом. Они обеспечивают способность адаптироваться к различным условиям жизнедеятельности. Предполагается [63], что в условиях повседневной жизни человек использует лишь 35% своих резервных возможностей. При работе, требующей включения 40% - 50% имеющихся резервов, наступает физическое и психическое утомление. При использовании же 65% резервов необходимы значительные волевые усилия, и такая напряжённая работа приводит к отказу организма от её продолжения. Тренированный организм имеет большие по объёму резервы и может их использовать более полно, чем нетренированный.

Физиологические резервы систем организма определяют путём сравнения показателей её деятельности при мышечном покое и при предельно напряжённой мышечной работе.

В срочных адаптационных реакциях выделяют три стадии.

На первой стадии происходит активизация деятельности органов и функциональных систем, обеспечивающих выполнение заданной работы (увеличивается частота сердечных сокращений (ЧСС), вентиляция легких, потребления О₂  и т.д.).

Вторая стадия наступает, когда органы и системы организма функционируют в относительно стабильном (устойчивом) состоянии. Эта стадия не может продолжаться бесконечно долго. Истощаются энергетические источники, происходит утомление нервных центров, обеспечивающих регуляцию движений и деятельности внутренних органов, накапливается лактат (соли молочной кислоты) в крови (изменяется внутренняя среда организма) и т.д. – наступает третья стадия срочной адаптации.

Долговременная адаптация. Она развивается при многократном повторении физических воздействий и суммировании многих следов нагрузок. Этот этап связан с формированием в организме функциональных и структурных изменений.

Механизм долговременной адаптации может быть представлен в виде определенной цепи событий.В процессе приспособления организма к внешним раздражителям (холод, гипоксия, интенсивная мышечная работа и др.) в клетках многих физиологических систем возникает дефицит богатых энергией фосфорных соединений. Это активизирует генетический аппарат клеток, вызывая усиление синтеза нуклеиновых кислот и белков. Следствием является увеличение мощности систем митохондрий, возрастает выработка аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) на единицу массы ткани, и дефицит АТФ устраняется [12]. В результате последующей  активации биогенеза всех клеток физиологических систем происходит уменьшение потребления АТФ на единицу массы клетки. В итоге формируются структурные изменения, обеспечивающие увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата, совершенствуется его энергообеспечение.

Выделяют четыре стадии долговременной адаптации.

Первая стадия. В результате суммирования эффектов многократно повторяющейся срочной адаптациипроисходитстимуляция механизмов долговременной адаптации.

Во второй стадии интенсивно протекают структурные и функциональные преобразования в органах и тканях соответствующей функциональной системы. Это происходит на фоне планомерно возрастающих и систематически повторяющихся нагрузок. В конце этой стадии гипертрофируются (от греч. hiper – приставка, обозначающая превышение нормы, и греч. trophe – питание, увеличение объёма органа или части тела) органы, слаженно функционируют различные звенья и механизмы, обеспечивающие эффективную деятельность системы в новых условиях [41].

В результате соответствующих преобразований наступает третья стадия долговременной адаптации. Она характеризуется наличием у военнослужащего резервных возможностей организма, позволяющих обеспечить более высокий уровень функционирования системы, стабильность функциональных структур, тесную связь регуляторных и исполнительных органов.

Адаптационный процесс не может продолжаться бесконечно. В каждый момент времени организм обладает определенными резервными возможностями, т.е. способностью ответить на внешние воздействия и перейти на новый функциональный уровень возможностей [12]. Величина такого резерва в значительной степени определяется тем абсолютным уровнем адаптационных перестроек организма, на котором он уже находится. Если величина внешних воздействий будет выше резерва (при нерационально построенном занятии, неполноценном питании и восстановлении и т.п.), то может наступить четвертая стадия долговременной адаптации. Она характеризуется изнашиванием отдельных компонентов функциональной системы и выражается чаще всего нарушением процесса обновления структур, гибелью отдельных клеток и замещением их соединительной тканью, что в конечном счете приводит к более или менее выраженной функциональной недостаточности. Такие явления могут наблюдаться при компенсаторной гипертрофии сердца, печени, гипертрофии нервных центров, гипофизарно-андреналового комплекса при использовании нагрузок, превышающих пределы адаптационных ресурсов организма [41]. 

Эффекты физических нагрузок. Фазовость протекания процессов адаптации к физическим нагрузкам позволяет выделить три разновидности эффектов в ответ на выполняемую работу.

Срочный тренировочный эффект. Он возникает непосредственно во время выполнения физических упражнений и в период срочного восстановления в течение 0,5 - 1,0 часа после окончания работы. В это время происходит устранение образовавшегося во время работы кислородного долга (кислородный долг– это количество кислорода, требуемое после окончания физической работы для окисления продуктов обмена) [21].

Отставленный тренировочный эффект. Активизируются пластические процессы для избыточного синтеза разрушенных при работе клеточных структур и восполнение энергетических ресурсов организма. Этот эффект наблюдается на поздних фазах восстановления (обычно в пределах до 48 часов после окончания нагрузки) [21].

Кумулятивный тренировочный эффект (от лат. сumulo – собираю, накапливаю) является результатом последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов повторяющихся нагрузок. В результате кумуляции следовых процессов физических воздействий на протяжении длительных периодов тренировки (более одного месяца) происходит прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов [21].

Небольшие по объёму физические нагрузки не стимулируют развитие тренируемой функции и считаются неэффективными. Для достижениявыраженного кумулятивного тренировочного эффекта необходимо выполнить объём работы, превышающий величину неэффективных нагрузок. 

Утомление и восстановление при мышечной деятельности 

В процессе мышечной деятельности возникает ряд состояний организма (см. табл. 1), которые характеризуются изменениями его работоспособности, обмена веществ, функций дыхания, кровообращения, состава крови и др.

До начала двигательной деятельности (перед соревнованиями, занятиями по физической подготовке) возбуждается нервная система и активизируется деятельность вегетативных функций – организм настраивается на осознанное выполнение той или иной работы. В результате возникает предстартовое состояние.

Мышечная деятельность активизирует физиологические функции, обеспечивающие выполнение работы. Период начального усиления функций называется состоянием врабатывания. В этот период налаживается необходимый стереотип движений, улучшается координация движений, совершенствуется регуляция вегетативных функций и др. (см. табл. 1) 

Таблица 1. Изменение функциональных возможностей спортсменов в процессе мышечной деятельности (по Ю.И.Данько,1971). 

Фазы	Функции двигательного аппарата	Регуляция центральной нервной системы
		соматических функций	вегетативных функций
Период врабатывания
Начальное усиление	Формирование двигательного стереотипа	Доминантное возбуждение одних двигательных центров и сопряженное торможение других	Избирательное усиление одних функций и торможение других
Мобилизация вегетативных функций	Стабилизация движений	Уменьшение сопряженного торможения и более полное включение системы «гипофиз-надпочечники»	Усиление гипофизарных функций до требуемого уровня
Период устойчивой работоспособности
Неполная стабилизация вегетативных функций	Стабильность движений	«Рабочее» возбуждение центральной нервной системы	Незначительные колебания стабильности
Полная стабилизация вегетатиных функций	Стабильность движений	Сохранение «рабочего» возбуждения	Устойчивая стабилизация показателей вегетативного обеспечения
Утомление
Скрытое (преодолеваемое) утомление	Сохранение эффективности движений	Усиление доминантного возбуждения (волевым путем), появление индукционного торможения	Максимальное усиление функций при снижении их коэффициента полезного действия
Явное (непреодолеваемое) утомление	Нарушение биомеханики движений	Выраженное развитие охранительного торможения	Дискоординация функций и возможное их ослабление

 

После окончания врабатывания работа выполняется в течение определенного времени на относительно постоянном уровне работоспособности ¾ в устойчивом состоянии. В это время достигается согласованная деятельность двигательной и вегетативной функций.

Напряженная мышечная деятельность обычно заканчивается состоянием утомления, при котором работоспособность понижена по сравнению с исходным уровнем.

После окончания работы происходит повышение работоспособности, восстанавливаются израсходованные энергетические ресурсы, снижается уровень протекания всех физиологических процессов до исходного или стабилизация их на новом уровне. Этот послерабочий период называется периодом восстановления.

Следует иметь в виду, что некоторые восстановительные процессы начинаются уже непосредственно при мышечной деятельности (к примеру, частичное восстановление источников энергии  АТФ и КрФ). Однако все восстановительные процессы протекают более интенсивно после окончания работы.

Рассмотрим состояния утомления и восстановления как факторы, определяющие эффективность протекания адаптационных перестроек в организме военнослужащего. 

Утомление при мышечной деятельности 

В результате любой относительно продолжительной мышечной деятельности работоспособность военнослужащего временно снижается. Такое состояние называется утомлением. Утомление играет важную биологическую роль. Оно предупреждает о приближении таких функциональных и биохимических изменений во время выполнения работы, предотвращение которых защищает организм от возможного повреждения. Следствием утомления является автоматическое снижение интенсивности мышечной деятельности. Если объективным признаком утомления служит снижение работоспособности, то субъективным – усталость человека. Возникает ощущение тяжести в голове и мышцах, общая слабость, «разбитость» [21]. Наряду с этим утомление, возникшее в процессе двигательной деятельности, является фактором, стимулирующим адаптационные процессы в организме. Таким образом, благодаря утомлению происходит повышение работоспособности [63].

Причины возникновения утомления. Утомление – это комплексное явление, причиной его развития может быть выход из строя какого-либо компонента в сложной системе органов и функций или нарушение взаимосвязи между ними. Ведущим звеном в развитии утомления может быть любой орган и любая функция, если внешние воздействия превышают уровень соответствующих функциональных резервов. Выяснение причин утомления требует дальнейших исследований. В то же время известно [63], что:

а) при продолжительной работе изолированной мышцы уменьшается амплитуда и увеличивается время мышечного сокращения (главным образом за счет увеличения  периода расслабления);

б) при работе небольшой группы мышц утомление возникает в результате изменений, происходящих в нервных центрах, нервно-мышечных синапсах и в самой мышце, в результате чего уменьшается сила, снижается быстрота и амплитуда сокращений, ухудшается взаимодействие мышц-антагонистов, что приводит к снижению работоспособности и обусловливает отказ от продолжения работы;

в) утомление возникает в результате нарушения координации центральной нервной системы (ЦНС) и желез внутренней секреции (ухудшается взаимодействие двигательных нервных центров с центрами, управляющими вегетативными функциями организма), деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной систем ухудшается, что приводит к уменьшению снабжения мышц кислородом и снижению их работоспособности;

г) при напряженной мышечной деятельности происходят изменения в составе крови (увеличивается содержание молочной кислоты, уменьшается рН и др.), что неблагоприятно влияет на деятельность нервных центров;

д) вызывает утомление и снижение энергетических запасов в организме, в то же время полного истощения источников энергии в ходе работы не наблюдается;

е) непривычные условия внешней среды (высокая или низкая температура, пониженное атмосферное давление, высокая влажность воздуха и т.п.) также могут понизить работоспособность и усилить утомление;

ж) при интенсивной работе происходит обильное потоотделение, нарушается водно-солевой обмен, что способствует развитию утомления.

Фазы развития утомления. Различают две фазы развития утомления: компенсированную (скрытое утомление) и некомпенсированную (явное утомление). В компенсированной фазе не происходит видимого снижения работоспособности. Работа осуществляется за счет напряженной деятельности многих систем организма, значительных изменений, происходящих в нервно-мышечном аппарате. Нередко высокая работоспособность сохраняется благодаря изменению структуры движений. В циклических видах мышечной деятельности утомление прежде всего вызывает уменьшение силы мышечных сокращений. В результате этого при беге, например, уменьшается длина шага. В компенсированной фазе уменьшение силы мышечных сокращений восполняется увеличением темпа движений. Таким образом, за счет изменения структуры движений, т.е. посредством учащения шагов, удается на некоторое время поддержать достигнутую скорость [63].

Показателями скрытого утомления являются снижение экономичности работы, ухудшение внутримышечной и межмышечной координации, существенные изменения в координационной структуре движений и др. Время наступления и характер протекания скрытого утомления зависят от индивидуальных возможностей человека, степени их тренированности, характера нагрузок и других факторов.

Когда расход функциональных резервов достигает максимальных для данной работы величин, работоспособность заметно снижается – наступает явное утомление [63].

Понимание особенностей развития утомления при мышечной деятельности позволяет находить эффективные пути повышения специфической работоспособности военнослужащих с учетом характера двигательной деятельности.

Важнейшим показателем [41] скрытого утомления при стабильной работоспособности человека является существенное повышение энергозатрат на единицу механической работы, что свидетельствует об использовании нерациональных компенсаторных механизмов поддержания работоспособности.

Борьба с утомлением. В физической подготовке военнослужащих способность организма противодействовать утомлению во время действий в бою является одной из основных задач подготовки. Она решается главным образом за счет развития выносливости и совершенствования техники физических упражнений. Работа с переменным режимом деятельности более утомительна, чем равномерная работа. Положительные эмоции, «настрой» и заинтересованность в выполняемой работе снижают усталость, а нежелание тренироваться, отрицательные эмоции – усиливают [63]. 

Восстановление 

Физические нагрузки и восстановление необходимо рассматривать как две стороны процесса повышения физической работоспособности человека. Увеличение скорости восстановительных процессов является одним из основных показателей роста тренированности военнослужащих. Скорость восстановительных процессов повышается как за счет оптимизации режима нагрузок и отдыха, так и с помощью вспомогательных восстановительных средств. При этом различают два основные направления воздействия на восстановительные процессы [21]:

– повышение скорости восстановления спортивной работоспособности после физических нагрузок;

– ускорение восстановительных процессов после перенесенных заболеваний и травм (реабилитационные меры).

Рациональное использование различных восстановительных средств позволяет повысить эффективность процесса физической подготовки. Однако в некоторые периоды подготовки целесообразно [21] выполнять физическую нагрузку в состоянии неполного восстановления. Это стимулирует адаптационные перестройки в организме, позволяет в итоге подняться на более высокий уровень работоспособности.

Восстановительные средства принято делить [63] на педагогические, психологические и медико-биологические. Главными считаются педагогические средства восстановления. К ним относятся рациональное чередование нагрузок и отдыха, оптимальное соотношение объема и интенсивности нагрузок, рациональное планирование восстановительных циклов подготовки и др. [4].

Рациональному использованию педагогических средств будет способствовать рассмотрение восстановительных процессов после мышечной деятельности.

Характеристика восстановительных процессов. При выполнении физических упражнений в организме расщепляются и восстанавливаются богатые энергией соединения, причем более интенсивно идут процессы расщепления. Восстановительные же процессы происходят в основном по окончании работы. Послерабочее состояние организма называется восстановительным периодом. Различают срочное (ранний период) и отставленное восстановление (поздний период).

Срочное восстановление –  это процесс устранения накопившихся во время выполнения упражнений продуктов обмена в тканях (метаболитов) и ликвидация образовавшегося кислородного долга. Оно происходит непосредственно после окончания каждого упражнения и продолжается в течение 30-90 минут после выполнения тренировочной работы.

Отставленное восстановление –  возвращение к исходному уровню энергетических ресурсов организма, усиление синтеза структурных белков и ферментов. Оно распространяется на многие часы отдыха после работы.

Восстановление разных функций организма происходит неодновременно (гетерохронно). Показатели скорости восстановления функций или двигательных способностей после той или иной работы используются при планировании физических нагрузок с целью повышения эффекта от них. Быстрее всего восстанавливаются резервы фосфогенов и кислорода в работающих мышцах, после них – запасы гликогена в мышцах, затем – жировые резервы и разрушенные белковые структуры клеток [21].

Интенсивность протекания восстановительных процессов определяется скоростью расходования энергетических запасов организма во время выполнения физических упражнений. При правильном чередовании нагрузок и отдыха в определенный период времени после работы запасы энергетических резервов превышают свой исходный (дорабочий) уровень. Это явление получило название сверхвосстановление (или суперкомпенсация, см. рис. 1).

 Рис. 1. Явление суперкомпенсации при восстановлении энергетических ресурсов в период отдыха после истощающей работы:

1 – фаза истощения (во время выполнения работы); 2 – фаза восстановления; 3 – фаза суперкомпенсации; 4 – фаза упроченного состояния (по Н.И.Волкову, 1986). 

Продолжительность фазы сверхвосстановления зависит от величины выполненной работы и глубины возникших сдвигов в организме [21].

1. После мощной, но кратковременной работы эта фаза быстро наступает и быстро завершается (например, восстановление израсходованных запасов гликогена отмечается через 3-4 часа, завершается через 12 часов отдыха).

2. После продолжительной работы умеренной мощности восстановление гликогена обнаруживается только через 12 часов, а продолжительность фазы суперкомпенсации  продолжается в течение 48-72 часов после ее окончания.

Синтез структурных белков в восстановительном периоде происходит со скоростью более низкой, чем скорость восстановления энергоресурсов (в 4-6 раз). Поэтому после напряженной работы, главным образом силового характера необходимо увеличить продолжительность восстановления [21]. В том случае, если несколько однонаправленных нагрузок следуют одна за другой в фазе недовосстановления, то после каждой нагрузки степень недовосстановления увеличивается. После уменьшения нагрузки, изменяя ее направленность, или после отдыха фаза суперкомпенсации выражена более значительно и более продолжительна во времени [21].

Ускорению восстановительных процессов способствуют также такие педагогические средства и методы, как разнообразие условий занятий, создание благоприятного эмоционального фона, оптимальные биоклиматические условия, выполнение дыхательных упражнений и др. [21].

Преимущества тренированного организма характеризуются тремя основными чертами [54]:

– тренированный организм может выполнять мышечную работу такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному;

– тренированный организм отличается более экономным функционированием физиологических систем в покое и при умеренных физических нагрузках и способностью достигать при максимальных нагрузках такого высокого уровня их деятельности, который недостижим для нетренированного организма;

– у тренированного организма повышается устойчивость к повреждающим воздействиям и неблагоприятным факторам.

Если первые две черты представляют интерес для физиологии и педагогики труда и спорта, то третья черта составляет основу использования адаптации к физическим нагрузкам в медицине как средства профилактики заболеваний здоровых людей и как средства лечения и реабилитации больных [54].

Таковы данные современной науки, раскрывающие сущность адаптации к физическим нагрузкам, механизмы формирования при этом новых признаков и свойств в организме человека. Они свидетельствуют о том, что закономерности адаптации составляют научную основу физической подготовки в Вооруженных Силах Республики Беларусь.