В педагогической и физиологической литературе можно встретить различные определения понятия «выносливость» наиболее точным будет следующее: выносливость – способность организма совершать продолжительную мышечную мощностью от 60 до 80-90% от максимальной (в зависимости от характера двигательной деятельности и физической подготовленности) благодаря преодолению трудностей возникающих в связи со сдвигами во внутренней среде организма при напряженной мышечной работе.

Способность поддерживать околопредельную (для каждого конкретного случая) скорость движений при продолжительной работе показывает уровень развития скоростной выносливости. Способность поддерживать заданное силовое напряжение при продолжительной работе характеризует уровень развития силовой выносливости.

Выполнение продолжительной работы, высокой интенсивности или работы связанной с преодолением значительных усилий, требует:

а) стабилизации изменений во внутренней среде организма на определённом уровне (развитие устойчивого состояния, достигаемого благодаря значительной интенсификации главнейших функций организма, определяющих аэробную работоспособность): в-первую очередь дыхание, кровообращения, системы кровообмена.

б) резистентности организма к изменениям во внутренней среде, что обуславливается развивающейся адаптацией организма к гипоксемии (анаэробная работоспособность) на всех уровнях его жизнедеятельности.

Как установить диапазон работоспособности организма в целом или какой–либо функциональной системы? Известная сложность этого определения связана с тем, что надо правильно выбрать объективные нагрузки. Важно, что бы они действительно позволяли выявить функциональные резервы организма.

Для изучения основных параметров работоспособности велосипедистов в лабораторных условиях целесообразно использовать велоэргометрические нагрузки со ступенеобразной повышающейся мощностью работы («до отказа»). Только напряжённой продолжительной мышечной работой можно определить уровень развития выносливости.

Такая модель помогает определить:

а) работоспособность (по сумме выполненной работы и верхнему «пределу» выполненной нагрузки);

б) границы функциональных возможностей аппарата кровообращения, дыхания и других органов и систем, обуславливающих энергетическое обеспечение мышечной работы;

в) стабильность функциональных систем организма в процессе повторной продолжительной работы;

г) резистентность к изменениям во внутренней среде, возникающим при непрерывно нарастающей мощности работы;

д) границы перехода с одного режима энергетического обеспечения мышечной работы (преимущественно аэробного) на другой (анаэробной).

Следует отметить широкое применение велоэргометрии многими зарубежными исследователями.

Таким образом, необходимо уточнить целесообразные модели велоэргометрических нагрузок и методику их использования. Важно выяснить, за счёт чего нужно последовательно повышать мощность работы – за счёт изменения (повышения) темпа педалирования или за счёт увеличения сопротивления в системе велоэргометра.

Нередко, даже у хорошо физически развитых подростков и юношей, прекращение работы на велоэргометре вызывается местным утомлением мышечных групп, особенно мышц передней поверхности бедра. Возможно, у спортсменов младшего возраста это мешает выявлению достоверных пределов их работоспособности и функциональных возможностей дыхательной и сердечно-сосудистой системы.

В связи этим сопротивление системе велоэргометра надо устанавливать с учётом возраста спортсменов (силы мышцы нижних конечностей). При обследовании велосипедистов школьного возраста, целесообразно использовать наименьшее сопротивление, чтобы не перейти границу работоспособности, не дойдя до пределов функциональных возможностей аппарата дыхания и кровообращения.

Для определения максимальной работоспособности имеет значение правильный подбор темпа (ритма) педалирования.

Целесообразно использовать такие модели нагрузок:

1-я модель (нагрузки на силовую выносливость - ступенчатое повышение мощности работы достигается за счёт последовательного увеличения сопротивления в системе велоэргометра при стандартном числе оборотов.

При проведении испытаний на велоэргометре методика сводится к следующему [7]. После предварительной разминке на велоэргометре испытуемые начинают выполнять работу мощностью 500 или 750 кгм/мин, последовательно увеличивая её через каждые 3 мин на 250 кгм/мин – до 1000; 1250; 1500; 1750; 2000 кгм/мин и т.д., в зависимости от индивидуальной переносимости, под контролем объективных показателей реакции организма на нагрузки ступенчато-повышающейся мощности. Между ступенями нагрузки можно дать одну две минуты отдыха. Предварительная разминка обеспечивает лучшую адаптацию кровообращения, дыхания, метаболизма последующей напряженной работы.

Ряд функций аппарата кровообращения и дыхания регистрируется непосредственно при работе и в течение и двухминутного отдыха с помощью комплекса инструментальных методов исследования.

При регистрации данных в состоянии покоя и в периоде восстановления испытуемый находится в положении сидя на велоэргометре.

2-я модель (модель нагрузки на скоростную выносливость) - ступенеобразные повышения мощности работы происходят благодаря повышению числа оборотов при стандартном сопротивлении на педалях (например, при силе тока 3А). Дозирование нагрузок зависит от технической характеристики велоэргометра.

Примерные схемы испытания: после стандартной 10 минутной нагрузки (мощность 500кгм/мин, частота оборотов 52 в 1 мин) применяются нагрузки 750 кгм/мин (60 об/мин); 1000 кгм/мин (70 об/мин); 1250 кгм/мин (78 об/мин); 1500 кгм/мин (90 об/мин); 1750 кгм/мин (105 об/мин); 2000 кгм/мин (120 об/мин); 2250 кгм/мин (135 об/мин); и 2500кгм/мин (150 об/мин).

Число выполняемых работ определяется индивидуально, в зависимости от переносимости обследуемым нагрузки, с учётом объективных показателей реакции, оцениваемых в процессе исследования.

Показания к прекращению нагрузок:

1) отказ испытуемого выполнять последующую нагрузку по субъективным причинам (чрезмерное утомление, появление болевых ощущений и др.);

2) резко выраженные признаки утомления;

3) невозможность поддерживать заданный темп педалирования;

4) нарушение координации движений;

5) значительное учащение пульса – до 200 уд/мин и более при снижении артериального давления по сравнению предыдущем этапом нагрузки; выраженный феномен «ступенчатого» максимального давления, повышение минимального давления;

6) изменение электрокардиографических показателей: выраженное снижение интервала S-T , появления аритмии, инверсия зубца T.

Что может служить критерием достижения придельного или около придельного напряжения? Согласно данным, при пульсе 170 уд/мин потребления кислорода достигает 80% от максимально возможного. Нагрузка приближается к придельной по мощности, если прекращается повышение кривой потребление кислорода или она начинает снижаться.

3-я модель (модель нагрузки на выносливость к продолжительной работе умеренной мощности) - выполняется продолжительная повторная работа, мощность которой слагается из 60–70% максимального (для каждого конкретного случая) темпа педалирования (что устанавливается в предварительном испытание на модели нагрузки на скоростную выносливость) и 60–70% максимальной величины сопротивления на педалях (установленной в испытании на модели нагрузки на силовую выносливость).

Для того чтобы выявить, какая же из моделей позволяет точнее определить наивысший уровень работоспособности при нагрузках на выносливость, проводились сравнительные исследования.

Обнаружено, что 2-я модель нагрузки (на скоростную выносливость) позволяет у всех обследованных юных спортсменов определить более высокий предел работоспособности по сравнению с 1-й моделью нагрузки (на силовую выносливость).

Например, испытуемый С. в первом случаи закончил работу с мощностью 2000 кгм/мин, во втором – с мощностью 1750 кгм/мин; испытуемый М. – соответственно 1750 и 1500 кгм/мин, а соответственно вместо работы мощностью 1500 кгм/мин (при использовании 1-й модели) сумел выполнить ещё две ступени нагрузки мощностью 1750 и 2000 кгм/мин (во 2-й модели). Были различия и в показателях адаптации. Во всех случаях потребления кислорода было выше при использовании модели нагрузки на силовую выносливость, чем модели нагрузки на скоростную выносливость, но степень различий оказалось не одинаковой у разных испытуемых. То же выявлено по данным потребления кислорода на 1 кг веса тела. Частота сердечных сокращений при выполнении нагрузки на силовую выносливость были выше. Наряду с этим почти у всех отмечалась большая величина кислородного долга. Закономерных различий в изменениях величины дыхательного коэффициента обнаружить не удалось. Кривая артериального давления в зависимости от характера нагрузки на выносливость носила индивидуальный характер.

Так, у одних спортсменов не наблюдалось существенных различий в показателях артериального давления, у других отмечалось значительно большее повышение, у некоторых его различия были неодинаковыми на разных ступенях нагрузки.

Снижение процента оксигенации крови оказалось несколько более выраженным при нагрузке на силовую выносливость, чем при нагрузке на скоростную выносливость.

Различия в субъективной оценке нагрузки были следующими: модель нагрузки на скоростную выносливость казалась легче и ближе по своему характеру к беговой нагрузке на средней дистанции, а модель нагрузки на силовую выносливость воспринималась как вызывающая большое утомление.

По внешним признакам воздействия нагрузки (гиперемия лица, потоотделение и т.д.) существенных различий выявить не удалось.

Преимущество 3-й модели состоит в том, что при испытании на выносливость к продолжительной работе велосипедисты разного возраста могут выполнять почти одинаковую работу, если она рассчитывается исходя из величин относительной мощности. Это ставит их примерно в одинаковые условия. Вот почему в сравнительных опытах не всегда обнаруживаются существенные различия способности к продолжительной работе у лёгкоатлетов разного возраста.

В какой мере лабораторная модель нагрузки на выносливость характеризует работоспособность спортсмена в общих условиях спортивной деятельности? В какой мере совпадают показатели адаптации в этих случаях?

Сравнительный анализ основных показателей адаптации у велосипедистов в условиях аэробных нагрузок повышающейся мощности и велоэргометрических нагрузок такого же характера (по модели нагрузки на силовую выносливость) показал следующее: при беге на 800 м максимальной интенсивности потребления кислорода на 1 кг веса тела было статистически достоверно ниже, чем на крайне для них ступени велоэргометрической нагрузки – 1500 до 2000 кгм/мин. Более интенсивное потребление кислорода при лабораторной нагрузки, чем на беговой дорожке, наблюдалось у велосипедистов.

Частота пульса (за 10 сек), равная при беговой нагрузке 30,2+0,5 уд, оказалась ниже, чем при работе на велоэргометре, когда она достигла 32,9+1 уд. В модельном опыте частота пульса была более высокой.

Максимальное артериальное давление оказалось в лабораторном эксперименте более высоким у половины испытуемых. Различие в средних величинах при беговой и велоэргометрической нагрузках не были статически значимыми.

Из сказанного ясно, что велоэргометрические нагрузки в условиях лабораторного опыта вызывают у юных спортсменов более значительное усиление функций дыхания, чем в условиях специфических нагрузок. Следовательно, описанные модели целесообразно использовать для характеристики уровня адаптации организма к нагрузкам на выносливость, в частности в целях контроля за эффективностью применяемых методов тренировки.

Моделирование нагрузок на выносливость в лабораторных условиях позволяет установить ряд закономерностей, имеющих важное теоретическое и практическое значение.

Например, для уточнения критериев спортивного отбора большое значение приобретает вопрос об основных факторах, обуславливающих высокую работоспособность при выполнении нагрузок на выносливость.

Эти факторы могут быть выявлены, если подвергнуть математической обработке показатели работоспособности и адаптации к нагрузкам на выносливость, полученные при исследовании велосипедистов в условиях лабораторного опыта повышающимся по мощности велоэргометрическими нагрузками.

Анализ позволяет выяснить роль следующих основных факторов, определяющих аэробную работоспособность организма:

1) фактор, определяющий аэробное обеспечение энергетического обмена (потребления кислорода – общее и на 1кг веса тела, кислородный пульс, насыщение артериальной крови кислородом и пр.);

2) фактор, характеризующий транспортную функцию крови (минутный объём циркулирующий, ритм сердечных сокращений, уровень артериального давления, объём сердца и т.п.);

3) фактор, отражающий экономизирующее влияние тренировки на кровообращение и дыхание, что обуславливает высокие потенциальные возможности организма. Чем экономичнее реакция кровообращения и дыхания в состоянии мышечного покоя и при работе умеренной мощности, тем выше достигнутый предел мощности работы на последней ступени нагрузки;

4) фактор, характеризующий функциональное состояние нервно- мышечного аппарата.