Nghiên cứu đặc điểm sinh lý vận động của vận động viên chạy cự ly ngắn 100m

1 NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH LÝ VẬN ĐỘNG CỦA VẬN ĐỘNG VIÊN CHẠY CỰ LY NGẮN 100M Study the physiological characteristics of short run runners - 100M ThS. NGUYỄN THỊ NHUNG Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng Tóm tắt Qua phân tích cơ sở lý luận về sinh lý vận động trong hoạt động thể thao, tác giả đã đề cập tới những yếu tố sinh lý tác động tới các hoạt động trong chạy cự ly ngắn của vận động viên (VĐV), đó là: đặc điểm về chức năng cơ thể, năng lực hoạt động của cơ và các nguồn năng lượng hoạt động cơ. Từ đó làm cơ sở để các huấn luyện viên (HLV) có thể tập trung huấn luyện có hiệu quả, nâng cao năng lực thể chất cho VĐV đạt thành tích cao trong tập luyện và thi đấu. Từ khóa: Nghiên cứu, đặc điểm sinh lý vận động, vận động viên, cự ly ngắn. Abstract Through analysis of theoretical basis for exercise physiology in sport, the author refers to the physiological factors that affecting the operation of running a short distance of athletes, that is: characteristics of body functions, the operational capacity of the muscle and body energy resouses. Since then, it will be basis for the coach ability to focus on effectivi training, physical capacity for high - achieving athletes in training and compelition. Keywords: Research, physiological characteristics, athletes, short range. Ngày nhận bài 16/04/2021, Ngày phản biện,biên tập và sửa chữa 27/04/2021, Ngày duyệt đăng 06/05/2021 I. ĐẶT VẤN ĐỀ Điền kinh là môn thể thao cơ bản, có mặt tại hầu hết các cuộc thi đấu olympic và được mệnh danh là nữ hoàng trong thể thao. Trong đó, chạy cự ly ngắn là nội dung hấp dẫn nhất trong các nội dung thi đấu điền kinh, nó đòi hỏi ở vận động viên (VĐV) phải tổng hợp được nhiều yếu tố mới đạt kết quả cao. Những năm gần đây, thành tích của các VĐV điền kinh nước ta đã vượt ra ngoài dự báo của các nhà chuyên môn, biểu hiện ở thành tích đạt được qua kỳ thi đấu trong và ngoài nước, có thể kể đến Vũ Thị Hương đạt huy chương bạc (HCB) ở nội dung 200m, huy chương đồng (HCĐ) 100m, Vũ Văn Huyện HCĐ 10 môn phối hợp, Trương Thanh Hằng 2 HCB ở nội dung 800m và 1500m, đây là những tấm huy chương đầu tiên của điền kinh Việt Nam tại một đại hội tầm châu lục. Sách báo và các nhà bình luận chủ yếu phân tích, đánh giá nhiều về các yếu tố thể lực, kỹ chiến thuật, song chưa tài liệu nào phân tích sâu về năng lực tâm - sinh lý vận động của VĐV điền kinh. Biết rằng, tố chất thể lực là quan trọng, song để có thể đạt thành tích thể thao, khi trình độ thể lực (TĐTL) đã đạt tới mức gần giới hạn, đến giới hạn thì việc khai thác yếu tố tâm - sinh lý để phát huy tối đa trong một khoảnh khắc là hết sức cần thiết. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm sinh lý vận động của VĐV chạy cự ly ngắn 100m”. Trong quá trình tiến hành nghiên cứu, chúng tôi sử dụng các phương pháp: tổng hợp và phân tích tài liệu có liên quan, kiểm tra sư phạm, phỏng vấn và phương pháp toán học thống kê. 2 II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1. Đặc điểm sinh lý vận động Trong sinh lý, thuộc tính của các cơ cũng như cơ chế hình thành những thuộc tính rất phức tạp, cơ chế này được chế định bằng các quá trình sinh lý, hóa sinh và tâm lý diễn ra trong cơ thể của con người. Cũng chính vì những thuộc tính của các cơ tạo ra những tiền đề về hình thái - chức năng để con người thực hiện hoạt động vận động. Nếu thiếu chúng, con người không thể kiểm tra và điều khiển được các hoạt động vận động. Trong chạy 100m, tố chất thể lực thường được bộc lộ ở năng lực tốc độ, muốn tăng tốc độ chạy cần tăng tần số bước chạy, do đó cần phát huy được khả năng hưng phấn của hệ thần kinh trung ương, chức năng hoạt động của cơ và năng lực chịu đựng axit lactic. Thần kinh hưng phấn làm tăng tốc độ dẫn truyền đến cơ, khi cơ co với tốc độ nhanh còn liên quan tới đặc điểm cấu tạo của sợi cơ. Về mặt sinh lý, chạy 100m là bài tập công suất tối đa, do đó sự co cơ cần phải tạo ra một lực lớn kết hợp với tần số động tác rất cao, đòi hỏi cơ bắp phải có sức mạnh và độ linh hoạt cao. Chúng ta thấy có sự liên quan giữa cơ sở sinh học với các chỉ tiêu kiểm tra sư phạm, bởi trong mỗi chỉ tiêu sư phạm về thể lực đều xuất hiện sự dẫn truyền thần kinh đến cơ, kích thích cơ co tốc độ hay co với lực mạnh. Ví dụ: để phản xạ xuất phát tốt, VĐV cần có sự dẫn truyền hưng phấn thần kinh đến cơ thật nhanh, để chạy được tốc độ cao cần có tỷ lệ sợi cơ nhanh. 2. Đặc điểm hoạt động của cơ trong chạy 100m Khi chạy 100m, VĐV vận động với tốc độ co cơ nhanh sẽ tạo một luồng xung động thần kinh đến từ nơron vận động, sau khi qua khớp (xinap) thần kinh - cơ, xung động ấy gây điện thế động lan tỏa theo bề mặt và trong sợi cơ, gây ra những biến đổi hóa học, phát động quá trình co cơ. Các ion canxi tự do được giải phóng kết hợp với tropomyosin ở sợi actin mỏng, giỏi phóng vị trí để các cầu nối ngang của sợi miozin có thể gắn vào các điểm nối của chúng. Khi gắn vào các sợi actin, các cầu nối ngang nằm ở vị trí chéo sẽ thực hiện một lực kéo dọc làm các sợi actin mỏng trượt dọc theo các sợi miozin dầy, di chuyển về phía tâm của ô cơ. Cùng lúc, ion canxi tự do kết hợp với phân tử troponin, giải phóng hoạt tính của men miozin - ATP - aza. Nó sẽ phân hủy ATP ở đầu miozin để cung cấp năng lượng cho các cầu nối ngang kéo sợi actin. Các sợi actin từ hai phía của ô cơ tiến lại gần nhau về phía tâm ô cơ. Khi cơ co nhiều, các sợi actin này có thể lồng vào nhau. Trong thời gian co cơ, cả sợi actin lẫn sợi miozin đều không co ngắn lại mà trượt lên nhau khi chiều dài của mỗi sợi không đổi. Lực do sợi cơ sinh ra phụ thuộc vào số lượng các cầu nối ngang được hình thành, còn tốc độ co thì phụ thuộc vào tốc độ hình thành cầu nối ngang. Khi tăng tốc độ co cơ, số lượng các cầu nối ngang gắn vào sợi cơ actin giảm xuống, đây là yếu tố tăng tần số bước cho VĐV chạy 100m. 3. Năng lượng đối với hoạt động cơ bắp trong chạy 100m Chạy 100m là hoạt động định lượng có chu kỳ với công suất tối đa, nghĩa là các động tác được lặp đi, lặp lại nhiều lần theo một cơ cấu nhất định. Tần số động tác cực nhanh với thời gian thực hiện khoảng 10 giây nên năng lượng cung 3 cấp cho hoạt động này phải có công suất cực lớn mới đáp ứng được cho sức mạnh và độ linh hoạt cao của cơ bắp. Hệ năng lượng có công suất lớn nhất trong các hệ năng lượng là năng lượng yếm khí phi lactat. Hệ yếm khí phi lactat cung cấp nguồn năng lượng với công suất lớn gấp 3 lần so với hệ lactic và lớn gấp 4 - 10 lần so với hệ oxy. Vì vậy, các môn thể thao tốc độ cự ly 100m, bơi 25m, chạy nước rút... cần phải phát triển nguồn yếm khí này. Những phân tử phosphate cao năng lượng là ATP và CP (creatin phosphate) được dự trữ trong cơ còn gọi là hệ năng lượng dự trữ. Tuy nhiên, dung lượng ATP và CP không lớn, chỉ dự trữ trong một giới hạn nhất định, số lượng dự trữ ATP trong cơ thể người khoảng 80 - 100 gram. Trong 1 kg cơ chỉ dự trữ được khoảng 5mmol ATP và 15mmol CP, chỉ đủ cung cấp năng lượng cho thực hiện bài tập cường độ tối đa trong vài giây là cạn kiệt. Do đó, nếu vận động kéo dài hơn thì việc cung cấp năng lượng không thể chỉ bằng dự trữ ATP - CP mà phải có sự bổ sung, hỗ trợ của các nguồn năng lượng khác như nguồn yếm khí lactat. Năng lượng cung cấp cho cơ trong chạy 100m là ATP, CP được tích lũy trong cơ và đường phân yếm khí. Hệ phosphagen: được sử dụng trong khoảng thời gian từ 0-6 giây, từ 6-30 giây là sử dụng năng lượng hỗn hợp của phospha - gen và gluco phân yếm khí, từ 30 giây - 2 phút là vùng năng lượng gluco phân yếm khí, từ 2-3 phút là sử dụng nguồn năng lượng hỗn hợp gluco và một phồn có sự xuất hiện của oxy và trên 3 phút sử dụng đến nguồn năng lượng ưa khí bảng 1 [1, tr. 4]. Thời gian Cường độ Hệ năng lượng chính 0 - 6 giây Cực đại Phosphagen 6 - 30 giây Dưới cực đại Hỗn hợp phosphagen và gluco yếu khí 30 giây - 2 phút Lớn Gluco 2 - 3 phút Trung bình Cluco ưa khí Trên 3 phút Nhẹ Oxy Bảng 1: Thời gian, cường độ, hoạt động và hệ cung cấp năng lượng chính Bảng 1 cho thấy, hoạt động chạy 100m có cường độ hoạt động tối đa, kéo dài trên dưới 10 giây nên năng lượng cung cấp chủ yếu là hệ phosphagen và một phần của gluco yếm khí. Hệ năng lượng này cung cấp chủ yếu cho loại hình hoạt động đòi hỏi có tốc độ cực hạn, sức mạnh tốc độ tối đa nhưng không quá dài (như chạy tốc độ cao, bật xa, bật 3 bước). Để sáng tỏ hơn chúng ta theo dõi bảng dự trữ năng lượng cũng như tái tổng hợp năng lượng cho cơ hoạt động bảng 2 [2, tr. 5]. Các hệ năng lượng Lượng dự trữ (mmol/kg) Khả năng tái tổng hợp ATP (mmol/kg) Thời gian cung cấp năng lượng với cường độ cực hạn Phosphagen CP ATP 77 25 100 6 - 8 giây Gluco (glucogen trong cơ) 365 ~ 250 2 - 3 phút Ưa khí (glucogen trong cơ) Lipid (mỡ, axit béo) 365 49 13000 không hạn chế 1 - 2 giờ nhiều giờ Bảng 2: Mức độ dự trữ, khả năng tái tổng hợp ATP, thời gian cung cấp năng lượng cho cơ bắp VĐV Hệ gluco: là hệ năng lượng cung cấp yếm khí do quá trình phân giải 4 đường gluco và glucogen tạo ra LA. Dự trữ của glucogen trong cơ bắp là 365mmol/kg tái tổng hợp khoảng 250mmol ATP/kg mà tổng dự trữ của gluco- gen trong cơ bắp có thể tái tổng hợp được là 1030mmol ATP/kg, công suất yếm khí tối đa của hệ này là 5,2m.mol/kg/s, do đó phải sau 5 giây mới đạt công suất tối đa. Thời gian cung cấp năng lượng kéo dài từ 2-3 phút, được biểu diễn cụ thể qua bảng 3 [3, tr. 5]. Trao đổi chất Công suất tối đa (mmol/kg/s) Thời gian để đạt công suất tối đa Nhu cầu oxy (mmol O2/ATP) Yếm khí ATP CP Gluco 11,2 8,6 5,2 Dưới 1 giây Dưới 1 giây Dưới 5 giây 0,0 0,0 0,0 Ưa khí Gluco Axit béo 2,7 1,4 Sau 3 phút Sau 30 phút 0,167 0,177 Bảng 3: Tốc độ phân giải và công suất tối đa của hệ năng lượng Trong chạy 100m, hệ năng lượng cung cấp cho cơ bắp cần sử dụng đến hỗn hợp của các hệ năng lượng chủ yếu là hệ phosphagen và gluco, bởi trong vận động với thời gian từ 6-8 giây năng lượng ATP, CP trong cơ cạn kiệt cần phải huy động đến năng lượng đường phân yếm khí trong khoảng thời gian còn lại đến 10 giây. Tuy nhiên, trong 6-8 giây đầu tiên tốc độ vận động đạt cực đại nhưng khi sử dụng sang hệ năng lượng ở giây thứ 8 trở đi thì tốc độ giảm đi một nửa so với tốc độ cực đại ban đầu. Đây là lý do vì sao về cuối cự ly các VĐV bị giảm sút tốc độ. Như vậy, muốn duy trì được tốc độ cao cần tập các bài tập mà cơ thể hoạt động trong điều kiện yếm khí. Trong điều kiện tĩnh lượng LA trong máu động mạch từ 0,4 - 0,8 mmol/lít, trong máu tĩnh mạch là 0,45 - 1,30 mmol/lít. Trong thời kỳ chuẩn bị thi đấu trong điều kiện tĩnh lượng LA tăng lên gấp 2-3 lần (khoảng 2,96 mmol/lít). Do đó, lượng LA được sử dụng như là một chỉ tiêu theo dõi, đánh giá hiệu quả huấn luyện và cường độ vận động của VĐV. LA là một chỉ tiêu để đánh giá sức bền yếm khí, còn VO2max đánh giá sức bền ưa khí. Ở người bình thường sau 1 - 4 tháng tập luyện, VO2max có thể tăng tới 7%, còn LA trong máu tănq 16%, VO2max của các VĐV ưu tú thì không thay đổi nhưng LA biến dổi đến 5%. Chính vì thế LA là thông số đánh giá về sức bền yếm khí bảng 4 và 5 [4, tr. 5-6]. Cự ly chạy LA (mmol/lít) 100m 9,46 ÷ 1,33 400m 11,78 ÷ 1,28 800m 15,19 ÷ 1,87 1500m 13,33 ÷ 2,42 5000m 12,70 ÷ 1,92 Bảng 4: Lượng axit lactic trong máu sau vận động ở các cự ly chạy khác nhau Chức năng cơ thể Thời gian vận động hết sức 2 - 10ph > 10 - 35ph > 35 - 90ph > 90 - 360ph Mạch đập (lần/phút) - 185 - 200 190 - 210 180 - 190 175 - 190 150 - 180 VO2 max (%) > 100 100 95 - 100 90 - 95 80 - 95 60 - 70 Hệ ưa khí (%) < 5 20 60 70 80 95 Hệ yếm khí không có LA (%) > 95 80 40 30 20 5 LA (mmol/lít) < 10 18 20 14 8 4 Bảng 5. Quan hệ giữa hệ cung cấp năng lượng, cường độ vận động và hàm lượng axit lactic Qua kết quả bảng 4 và 5 thì sinh lý vận động còn đánh giá hoạt động của hệ thống chức năng cơ thể VĐV chạy 100m bằng các thông số sau: 5 Nợ oxy: Là thể tích oxy phải trả nợ ngay sau khi chạy 100m. Trong đó, có thể tích oxy thiếu của hệ phosphagen (trong 5-6 giây hoạt động đầu tiên). Đây là một trong những thông số quan trọng để đánh giá năng lực yếm khí của VĐV chạy 100m với cường độ vận động cực hạn. Bởi như trên đã phân tích, thời gian chạy của VĐV 100m tương ứng 11 giây, do đó năng lượng cung cấp cho hoạt động thuộc vùng yếm khí. Tần số tim: Nhịp tim tăng nhanh hoặc chậm là do kết quả của quá trình trao đổi chất, sự biến đổi bất bình thường này là dấu hiệu của chuyển hóa năng lượng, phản ánh mức độ hoạt động của cơ thể. Thường VĐV đạt trị số 180 - 200 lần/phút trong giai đoạn ngay sau vận động. Tần số thở: Nếu chạy với cường độ cực hạn thì tần số hô hấp tăng nhanh ngay sau khi về đích và đạt tới mức tối đa của mỗi người (đối với chạy 100m VĐV thường thở rất ít có khi nín thở hoàn toàn). Thông khí phổi: Trong tập luyện nhu cầu sử dụng oxy của cơ thể rất lớn, vì vậy, oxy đi từ không khí theo hơi thở vào phổi tăng cao được biểu hiện qua thông số thông khí phổi. Thường trong điều kiện hoạt động tối đa giá trị thông khí phổi cao gấp nhiều lần so với trước vận động. Từ những số liệu trên cho thấy, nhận thức về phương pháp luận khoa học có giá trị bổ sung cho lý thuyết huấn luyện hiện đại, đó là VĐV tham gia tập luyện lâu năm, có trình độ thể lực cao không chỉ tập luyện ở môn thể thao chính hay phát triển một hệ năng lượng cung cấp cho môn thể thao đó. Vì vậy, cần chú ý kết hợp giữa các môn chính với môn phụ, giữa hệ năng lượng này với hệ năng lượng khác để bổ sung cho nhau. Phải coi trọng sự kết hợp giữa năng lực yếm khí với ưa khí, giữa khả năng chịu đựng nồng độ LA cao trong máu với khả năng hấp thụ oxy tối đa theo một tỷ lệ thích hợp ở từng môn thể thao. III. KẾT LUẬN Qua phân tích đặc điểm tâm sinh lý của VĐV trong chạy cự ly ngắn chúng ta nhận thấy, đặc điểm tâm sinh lý ảnh hưởng chi phối đến quá trình trao đổi chất trong cơ thể. Ngoài ra, nó còn ảnh hưởng đến hoạt động của các tế bào thần kinh cơ, cơ chế cung cấp năng lượng và khả năng phản xạ của hệ thần kinh trung ương, chính vì mức độ ảnh hưởng của tâm sinh lý ở lứa tuổi thiếu niên nên trong quá trình huấn luyện cần chú ý đến huấn luyện tâm lý cho các VĐV một cách khoa học và kịp thời. Các phản ứng chuyển hóa năng lượng trong điều kiện yếm khí có vai trò quyết định thành tích của các cự ly ngắn, có tốc độ cao, sức bền yếm khí tốt (như chạy 100m), coi trọng sự kết hợp giữa năng lực yếm khí với ưa khí, giữa khả năng chịu đựng nồng độ LA cao trong máu với khả năng hấp thụ oxy tối đa theo một tỷ lệ thích hợp ở từng môn thể thao. Do đó, trong quy trình huấn luyện VĐV chạy cự ly ngắn cần phải được đặc biệt lưu ý những vấn đề trên. TÀO LIỆU THAM KHẢO 1. Harre D (1996), Học thuyết huấn luyện (người dịch: Trương Anh Tuấn, Bùi Thế Hiển), Nxb Thể dục Thể thao, Hà Nội. 2. Đàm Trung Kiên (2008), Nghiên cứu nội dung, tiêu chuẩn đánh giá trình độ tập luyện đối với vận động viên chạy cự ly ngắn 100m cấp cao, Luận án Tiến sỹ giáo dục học, Viện Khoa học Thể dục thể thao, Hà Nội. 3. Nguyễn Đại Dương (2002), Chạy cự ly ngắn, Nxb Thể dục thể thao, Hà Nội. 6 4. Lưu Quang Hiệp (2000), Sinh lý học thể dục thể thao, Nxb Thể dục thể thao, Hà Nội. 5. Trịnh Hùng Thanh (2006), Theo dõi hàm lượng acid lactic máu để đánh giá năng lực yếm khí của vận động viên chạy 100m, 200m và 110m rào,Thông tin Khoa học thể dục thể thao thường kỳ số 2.