Анаеробна та аеробна працездатність. Оцінка фізичної працездатності. Визначення анаеробних можливостей організму людини

Аеробна та анаеробна продуктивність спортсмена.

Аеробна продуктивність - Це здатність організму виконувати роботу, забезпечуючи енергетичні витрати за рахунок кисню, що поглинається безпосередньо під час роботи. Споживання кисню при фізичній роботі зростає зі збільшенням тяжкості і тривалості роботи. Найбільша кількість кисню, яке організм може споживати за 1 хвилину при гранично важкій для нього роботі - називається максимальним споживанням кисню(МПК)

MPK - є показником аеробної продуктивності. МПК можна визначити, задаючи стандартне навантаження на велоергометрі. Знаючи величину навантаження та підрахувавши ЧСС, можна за допомогою спеціальної номограми визначити рівень МПК. у спортсменів, залежно від спеціалізації, – 50-90 мл/кг.

Для виконання будь-якої роботи, а також для нейтралізації продуктів обміну та відновлення енергетичних запасів потрібен кисень. Кількість кисню, яка потрібна для виконання певної роботи - називається кисневим запитом

Розрізняють сумарний та хвилинний кисневий запит.

Сумарний кисневий запит- це кількість кисню, необхідне для виконання всієї роботи

Хвилинний кисневий запит- це кількість кисню, необхідне виконання цієї роботи кожну конкретну хвилину.

Хвилинний кисневий запит залежить від потужності роботи, що виконується. Найбільшої величини він сягає коротких дистанціях. Наприклад, при бігу на 800 м він становить 12-15 л/хв, а при марафонському – 3-4 л/хв.

Сумарний запит тим більше, що більше часу роботи. При бігу на 800 м він становить 25-30 л, а при марафонському – 450-500 л.

Анаеробна продуктивність - Це здатність організму виконувати роботу в умовах нестачі кисню, забезпечуючи енергетичні витрати за рахунок анаеробних джерел.

Робота забезпечується безпосередньо запасами АТФ у м'язах, а також за рахунок анаеробного ресинтезу АТФ з використанням КрФ та анаеробного розщеплення глюкози (гліколізу).

Для відновлення запасів АТФ та КрФ, а також для нейтралізації молочної кислоти, що утворилася в результаті гліколізу, необхідний кисень. Але ці окислювальні процеси можуть іти після закінчення роботи. Для виконання будь-якої роботи потрібен кисень, тільки на коротких дистанціях організм працює у борг, відкладаючи окислювальні процеси на відновлювальний період.

Кількість кисню, яка потрібна для окислення продуктів обміну, що утворилися при фізичній роботі, називається - кисневим боргом.

Кисневий борг можна також визначити як різницю між кисневим запитом та тією кількістю кисню, яку організм споживає під час роботи.

Показником анаеробної продуктивності є максимальний кисневий борг. Максимальний кисневий обов'язокце максимально можливе накопичення продуктів анаеробного обміну, що вимагають окислення, при якому організм ще здатний виконувати роботу. Чим вище тренованість, тим більше м У середньому величини максимального кисневого боргу у спортсменів вищі, ніж у неспортсменів, і становлять у чоловіків 10,5 л (140 мл/кг ваги тіла), а у жінок-5,9 л (95 мл/ кг ваги тіла). У неспортсменів вони рівні (відповідно) 5 л (68 мл/кг ваги тіла) та 3,1 л (50 мл/кг ваги тіла). У визначних представників швидкісно-силових видів спорту (бігунів на 400 і 800 м) максимальний кисневий борг може досягати 20 л (Н. І. Волков). Величина кисневого боргу дуже варіативна і може бути використана для точного прогнозування результату. аксимальний кисневий обов'язок.

У кисневому боргу розрізняють дві фракції (частини):алактатну та лактатну. Алактатнафракція боргу йде відновлення запасів КрФ і АТФ в м'язах. Лактатнафракція (лактати - солі молочної кислоти) - більшість кисневого боргу. Вона йде на ліквідацію молочної кислоти, що накопичилася у м'язах. При окисненні молочної кислоти утворюються нешкідливі для організму вода і вуглекислий газ. Лактатна переважає при анаеробній роботі більшої тривалості, коли інтенсивно йдуть процеси анаеробного розщеплення глюкози (гліколіз) з утворенням великої кількості молочної кислоти. . Підтримкадосягнутої потужності роботи та подальше її збільшення забезпечується за рахунок анаеробних джерел енергії. Поява в організмі перших ознак анаеробного ресинтезу АТФ – називається порогом анаеробного обміну (ПАНО). ПAHO вважається у відсотках від МПК. У спортсменів залежно від кваліфікації ПАНО дорівнює 50-80% МПК. Чим вище ПАНО, тим більше можливостей у організму виконувати важку роботу за рахунок аеробних джерел, вигідніших енергетично. Тому у спортсмена, який має високий ПАНО (65% від МПК і вище), за інших рівних умов буде вищий результат на середніх та довгих дистанціях.

У системі оздоровчої фізичної культури виділяють такі основні напрями:

Оздоровчо-рекреативне,

Оздоровчо-реабілітаційне,

Спортивно-реабілітаційне, гігієнічне.

Оздоровчо-рекреативна фізична культура- це відпочинок, відновлення з допомогою засобів фізичного виховання (спортивні ігри, туризм, полювання тощо.). Рекреація означає відпочинок, відновлення сил, витрачених у процесі праці.

Оздоровчо-реабілітаційна фізична культура- це спеціально спрямоване використання фізичних вправ як засобів лікування захворювань та відновлення функцій організму, порушених або втрачених внаслідок захворювань, травм, перевтоми та ін.

Оздоровчо-реабілітаційний напрямок у нашій країні представлений в основному трьома формами:

· групи ЛФК при диспансерах, лікарнях

· Групи здоров'я в колективах фізичної культури

· Самостійні заняття.

Велику роль системі підготовки спортсмена грає спортивно-реабілітаційна фізична культураВона спрямована на відновлення функціональних та пристосувальних можливостей організму після тривалих періодів напружених тренувань та змагальних навантажень, особливо при перетренуванні та ліквідації наслідків спортивних травм.

Гігієнічна фізична культура- це різні форми фізичної культури, включені до рамок повсякденного побуту (ранкова гімнастика, прогулянки тощо.)

Загартовування- це система спеціальної тренування терморегуляторних процесів організму, що включає процедури, дія яких спрямована на підвищення стійкості організму до переохолодження або перегрівання. Внаслідок загартовування збільшується працездатність, знижується захворюваність, особливо застудного характеру, покращується самопочуття.

Найбільш сильна процедура, що гартує - плавання в крижаній воді - має ряд протипоказань, особливо протипоказано: дітям, підліткам і людям, які постійно страждають захворюваннями верхніх дихальних шляхів. При тривалих перервах у загартовуванні його ефект знижується або втрачається зовсім.

Завданнями фізкультури з метою профілактики професійних захворюваньє покращення функціонального стану та попередження прогресування хвороби: підвищення фізичної та розумової працездатності, адаптація до зовнішніх факторів; зняття стомлень підвищення адаптаційних можливостей; виховання потреби у загартовуванні, заняттях оздоровчою фізкультурою.

Система реабілітації включає уроки фізкультури, бажано на свіжому повітрі, заняття ЛФК, терренкур, прогулянки на лижах, їзду велосипедом. Переважно циклічні види спорту, особливо при захворюваннях серця, легень, ожирінні.

При захворюваннях серцево-судинної, дихальної та ендокринної систем - вправи в ходьбі, катання на ковзанах.

Під час проведення занять із працівниками, які мають зміни опорно-рухового апарату,важливі профілактичні заняття, спрямовані насамперед на надання працівникові правильної постави і нормалізацію функцій ОДА. Не слід допускати надмірних навантажень. Вправи з гантелями, м'ячами і на тренажерах повинні виконуватися тільки в режимі, що щадить для хребта, лежачи і з включенням в кінці занять вправ на розтягування і на релаксацію.

Види оздоровчої фізичної культури
Існує багато форм фізичної культури, які використовуються для нормалізації функціонального стану людини, а також для профілактики захворювань.

Ранкова гігієнічна гімнастика (УГГ)- один із засобів фізичної культури. Вона розвиває силу, гнучкість, координацію рухів. Покращує діяльність внутрішніх органів, викликає піднесення емоцій, якщо вправа виконується під музику. УГГ краще виконувати вранці у поєднанні із загартовуванням, але не дуже рано, особливо хворим із захворюванням серцево-судинної системи.

Рухливі спортивні ігринормалізація психоемоційного стану.

Ходьба та біг . Ходьба як фізична вправа - цінний засіб для покращення діяльності ЦНС,серцево-судинної та дихальної систем . Ходьба має бути тривалою, але не стомлюючою.

Біг - фізична вправа з великим навантаженням. Він розвиває витривалість,особливо корисно для профілактики захворювання серцево-судинної системи, ожиріннята ін. Його краще поєднувати з ходьбою та дихальними вправами. Ходьбу та біг можна проводити вдень та ввечері.

Велосипедний спорт велопрогулянки показані при захворюваннях серцево-судинної, дихальної систем та порушення обміну речовин, а також при наслідках травм суглобів ніг(Для розробки тугорухливості та тренування м'язів). Взимку велопрогулянки замінюються вправами на велотренажерах.

Плавання - відмінний тренуючий засіб та гартує.Плавання посилює діяльність кардіоресператорної системи та обмін речовин, а при травмах та захворюваннях хребта веде до зникнення болю та покращення рухливості в суглобах. .

Особливо важливим є поєднання фізичних навантажень із гартуванням для працівників, які мають відхилення у стані здоров'я.Так як такі заняття підвищують загальну тренованість організму, сприяють нормалізації обмінних процесів, функціонального стану, а також ведуть до посилення загартовування та попереджають застудні захворювання.

Внутрішньом'язовими структурними факторами, що лежать в основі аеробної працездатності, є кількість мітохондрій у м'язових клітинах та вміст у них міоглобіну. Аеробні навантаження, перш за все, пов'язані з аеробним способом ресинтезу АТФ, який протікає в мітохондріях. Міоглобін ж зберігач і переносник кисню в м'язових клітинах, тобто від його концентрації залежить постачання цим газом мітохондрій. Зв'язок між концентрацією міоглобіну та аеробною здатністю м'язової тканини вже став аксіомою.

Але аеробна здатність м'яза до роботи більшою мірою зумовлена ​​позам'язовими факторами: функціональним станом вегетативних та регуляторних систем організму, запасами позам'язових джерел енергії.

У забезпеченні аеробних навантажень активну участь бере нервова система, що формує і направляє м'язи, система кровопостачання, що доставляє в м'язи, мабуть, головний лімітуючий фактор - кисень. Останнє означає, що кількість еритроцитів у крові багато в чому визначає здатність організму до аеробної роботи.

Великий внесок у забезпечення аеробних можливостей організму робить і печінка. Печінка забезпечує м'язи позам'язовими джерелами енергії.

Важливу роль процесах аеробного обміну грають гормони. Найбільший внесок у ці процеси роблять гормони надниркових залоз. Процеси аеробного та анаеробного ресинтезу АТФ взаємопов'язані, оскільки анаеробні процеси багаторазово повторюються під час м'язової роботи, а для поповнення запасів креатинфосфату та видалення лактату з м'язів необхідні процеси аеробного дихання. І значною мірою ці процеси пов'язані з роботою печінки.

Ще раз необхідно наголосити, що всі види працездатності залежать також від технічної, тактичної та психологічної підготовки. Хороша техніко-тактична підготовка дозволяє спортсмену економно та раціонально використовувати енергетичні резерви і тим самим довше зберігати працездатність. За рахунок високої мотивації великої сили волі спортсмен може продовжити виконання роботи навіть в умовах наступу в організмі значних біохімічних та функціональних змін.

3. Специфічність спортивної працездатності та її вікові особливості. Специфічна спортивна працездатність.

Спортивна працездатність характеризується специфічністю, що виявляється значною мірою під час виконання навантажень характерних даного виду спорту, яким займається конкретний спортсмен.

Специфічність працездатності значною мірою зумовлена ​​тим, що ряд факторів, що лімітують якість рухової діяльності, є суто специфічними для кожної спортивної дисципліни. Специфічність працездатності ще пов'язана з тим, що при виконанні вправ, що використовуються в даному виді спорту, удосконалюється техніка рухів, підвищується їхня ефективність.

Більш висока специфічність характерна для аеробних компонентів працездатності, пов'язаних переважно з внутрішньом'язовими факторами можливостей (кількістю міофібрил, концентрацією м'язового креатинфосфату та глікогену, активність внутрішньом'язових ферментів). Розвиток цих факторів в окремих м'язах у спортсменів різних спеціалізацій неоднаковий, тому що при виконанні вправ, властивих конкретному виду спорту, в основному функціонують лише певні групи м'язів. Тому за рахунок тренувань саме у цих груп м'язів підвищується працездатність.

Аеробна працездатність менш специфічна. Ця працездатність аеробного компонента обумовлена ​​тим, що поряд із внутрішньом'язовими факторами (кількість мітохондрій, внутрішньом'язові запаси джерел енергії, активність внутрішньом'язових ферментів енергетичного обміну) найважливіше значення для прояву аеробної працездатності мають позам'язові фактори. Ці фактори вимагають хорошого функціонування серцево-судинної та дихальної систем, печінки, високої ємності крові, а також запаси легкодоступних для використання енергетичних субстратів. Тому спортсмен, має високий рівень працездатності, може проявити аеробну працездатність у тому вигляді діяльності, де він пройшов спеціалізовану підготовку, а й у інших видах м'язової роботи. Наприклад, кваліфікований лижник може показати непогані результати під час бігу на довгі дистанції.

При недостатньому постачанні організму киснем м'язова діяльність відбувається переважно в анаеробних умовах. Здатність виконувати м'язову роботу в умовах кисневої заборгованості називається анаеробною продуктивністю. Розрізняють алактатні та лактатні анаеробні механізми, пов'язані з потужністю, ємністю та ефективністю креатинкіназного та гліколітичного шляхів ресинтезу АТФ.

Алактатна анаеробна працездатність оцінюється за величиною алактатної фракції кисневого боргу, вмістом неорганічного фосфору в крові, значенням максимальної анаеробної потужності.

Лактатна анаеробна працездатність оцінюється за максимальною величиною кисневого боргу, його лактатної фракції, максимального накопичення лактату в крові, зсуву параметрів кислотно-лужної рівноваги крові.

Розвиток анаеробної системи у молодших школярів відстає від аеробної. Максимальна величина кисневого боргу вони на 60-65% нижче, ніж в дорослих. Киснева недостатність у дітей розвивається швидше. Здатність виконувати роботу в умовах кисневої заборгованості нижча, ніж у старшому віці.

У хлопчиків максимальна величина кисневого боргу (МКД) збільшується у віці 11-13 та 16-17 років, але у старших школярів залишається на 30% нижче, ніж у дорослих.

У віці 13-14 років збільшується алактатна фракція кисневого боргу. Лактатна при цьому може не змінюватись або дещо знижуватися. До 16-17 років збільшення сумарного кисневого боргу відбувається здебільшого за рахунок лактатної фракції.

У дівчаток розвиток анаеробної продуктивності триває до 14 років, потім стабілізується. p align="justify"> Найбільший приріст максимальної величини кисневого боргу спостерігається у віці 10-11 років.

Частка алактатної фракції зростає від 8 до 10 років і досягає максимальних значень 12 років. При систематичних заняттях спортом МКД збільшується, причому якщо у віці 10-11 років спостерігається підвищення лактатної та алактатної фракції, то в 14-17 років збільшення відбувається переважно за рахунок лактатної фракції.

Гранична робота на рівні МПК відбувається за рахунок значного внеску аеробного та анаеробного гліколітичного механізмів енергозабезпечення.

У дітей молодшого шкільного віку вміст лактату в крові становить 8,7-8,5 мм., у 10-11-річних – 11,5 мм., у дорослих – 12,5 мм.

У дітей молодшого шкільного віку гліколітичні волокна, що швидко скорочуються, ще не розвинені, їх обсяг становить 8-15%. У віці 12 років кількість гліколітичних волокон збільшується до 23-33%, особливо у м'язах нижніх кінцівок. Одночасно зростає потужність ферментативних систем анаеробного гліколізу, що призводить до значної продукції молочної кислоти.

Максимальний приріст анаеробної працездатності (за вмістом лактату) збігається з чотириразовим збільшенням кількості гліколітичних волокон і посідає вік 15 років.

При виконанні дітьми та підлітками стандартних навантажень рівної інтенсивності у дітей спостерігаються великі величини лактату та більш виражені зрушення параметрів кислотно-лужної рівноваги крові (КЩР). Це з малою ємністю буферних систем. Рівень дорослих буферні системи досягають у пубертатному віці.

Діти дошкільного та молодшого шкільного віку погано переносять анаеробно-гліколітичні навантаження, що призводять до розвитку ацидозу. Дітям та підліткам важко зберігати високий рівень енергетичного забезпечення інтенсивної м'язової діяльності у часі, ті. виявляти швидкісну та спеціальну витривалість. Потужність роботи, яка може бути збережена протягом 3 хв. дітьми 9 років становить близько 40%, а підлітками 15 років - 92% від потужності роботи дорослої людини. Показники швидкісної витривалості у зоні субмаксимальної потужності мало змінюються віком від 7 до 11 років, але з початком періоду статевого дозрівання вони різко зростають. У дівчат після 15 років стабілізація витривалості виявляється остаточною і без застосування спеціальних режимів рухової активності надалі не зростає.

Витривалість до статичної роботи забезпечується переважно анаеробним гліколітичним механізмом енергозабезпечення. Найважливішим чинником, визначальним граничну тривалість статичного зусилля, є концентрація молочної кислоти.

Віковий приріст витривалості при статичній роботі може відбуватися за рахунок вікового зниження активності анаеробного гліколізу, а також підвищення стійкості тканин кістякових м'язів (можливо, ЦНС) до ацидотичних зрушень.

На відміну з інших видів витривалості у разі вікової динаміці майже виражені статеві відмінності.

Збільшення алактатної анаеробної продуктивності пов'язане із запасами креатинфосфату (КФ) в організмі, які збільшуються поступово зі зростанням м'язової маси.

У дітей та підлітків механізми фосфорилювання креатину в КФ недосконалі. У зв'язку з цим м'язова діяльність у них призводить до значної екскреції креатину із сечею.

У дітей 9-14 років вона досягає 200 мг на добу. Зменшення екскреції креатину відбиває ступінь дозрівання м'язової тканини.

Анаеробна потужність

Анаеробна потужність – це максимальна здатність двох анаеробних енергетичних систем (АТФ + КФ) та гліколізу виробляти енергію. АТФ та КФ – високо енергетичні складні сполуки, які в обмеженій кількості містяться у м'язових клітинах. Вони забезпечують енергію для високоінтенсивних навантажень, тривалість яких вбирається у 6 - 8 з. Гліколіз постачає енергію для інтенсивної активності, що триває 60 - 90 с. В результаті анаеробного гліколізу утворюються лактам та іони водню, у міру їх накопичення виникає втома м'язів.

Анаеробна потужність необхідна для досягнення успіху у видах спорту високої інтенсивності та невеликої тривалості. Незважаючи на створення низки тестів, виміряти рівень анаеробної потужності важко. Найчастіше визначають рівень лактату в крові після виснажливого фізичного навантаження, щоб знайти величину анаеробної енергії, що виділяється. Наявність лактату свідчить про реакцію гліколізу, проте кількість лактату в крові, мабуть, не дозволяє точно встановити, скільки його було зроблено м'язом. Це можна пояснити, виходячи з трьох варіантів: коли лактат залишає м'яз, деяка його кількість перетворюється; може спостерігатися різна варіабельність об'єму для розведення лактату; важко визначити, коли настала рівновага, і чи була вона взагалі.

Інший тест заснований на вимірі дефіциту кисню після фізичного навантаження до повернення до початкового рівня. Труднощі в даному випадку полягає в тому, що для того, щоб синтезувати глікоген з лактату, потрібно більше енергії, ніж для того, щоб звільнити його в процесі перетворення глікогену; деяка кількість лактату окислюється під час фізичного навантаження, що не відображається у кількості кисню, що споживається після завершення фізичного навантаження; крім того, крім лактату та інші фактори викликають підвищене споживання кисню після виснажливого навантаження.

Обчислюючи дефіцит кисню при короткочасному суб максимальному навантаженні, можна досить точно оцінити анаеробну роботу. Щодо максимального навантаження невеликої тривалості (тобто 1 - 10 хв), показники дефіциту кисню можна використовувати, якщо є можливість визначити енергетичну вартість роботи. У цьому випадку необхідно встановити витрати енергії, визначивши механічну ефективність даного виду активності, або встановивши взаємозв'язок між інтенсивністю навантаження та споживанням кисню.

Тести, що передбачають застосування максимального зусилля протягом короткого періоду часу (тобто 0 - 30 с), можуть виявитися недостатньо тривалими, щоб виснажити всі запаси анаеробної енергії, особливо виробленої в результаті гліколізу. У перші кілька секунд інтенсивного навантаження концентрація АТФ знижується на 2%, а концентрація КФ – на 80%. Ці алактацидні компоненти зумовлюють приблизно 25 - 30% наявної анаеробної енергії у нетренованих чи тренованих людей. Гліколіз обумовлює 60% одержуваної анаеробним шляхом енергії у нетренованих людей і 70% - у тренованих.

Тренувальні заняття, спрямовані на підвищення анаеробної енергетичної здатності м'язів, передбачають виконання високоінтенсивних вправ тривалістю 40 – 60 з кілька разів. Це дозволяє підвищити активність гліколітичних ферментів, покращити буферну здатність та виведення лактату з працюючих м'язів. Тренування на витривалість, що покращують аеробну здатність (наприклад, поліпшення м'язового кровотоку та капіляризації, збільшення вмісту гемоглобіну, міоглобіну та окисних ферментів), сприяють підвищенню анаеробної здатності, покращуючи транспорт та окислення лактату.

Відновлення (ресинтез) АТФ здійснюється за рахунок хімічних реакцій двох типів: анаеробних, протікають за відсутності кисню; аеробних (Дихальних), при яких поглинається кисень з повітря.

Анаеробні реакції не залежать від надходження кисню до тканин та активізуються при нестачі АТФ у клітинах. Однак хімічна енергія, що звільнилася, використовується для механічної роботи вкрай неефективно (лише близько 20–30%). Крім того, при розпаді речовини без участі кисню внутрішньом'язові запаси енергії витрачаються дуже швидко і можуть забезпечити рухову активність протягом декількох хвилин. Отже, при максимально інтенсивній роботі за короткі проміжки часу енергетичне забезпечення здійснюється переважно за рахунок анаеробних процесів. Останні включають два основні джерела енергії: креатин-фосфатну реакцію, пов'язану з розпадом багатого енергією КрФ, і так званий гліколіз, при якому використовується енергія, що виділяється при розщепленні вуглеводів до молочної кислоти (Н3РО4). На рис. 5.9 представлено зміну інтенсивності креатинфосфатного, гліколітичного та дихального механізмів енергозабезпечення залежно від тривалості вправи (за М. І. Волковим). Слід підкреслити, що відповідно до відмінностей у характері енергетичного забезпечення м'язової діяльності прийнято виділяти аеробні та анаеробні компоненти витривалості, аеробні та анаеробні можливості, аеробну та анаеробну продуктивність. Анаеробні механізми найбільше значення мають початкових етапах роботи, соціальній та короткочасних зусиллях високої потужності, значення якої перевищує ПАНО.

Рис. 5.9.

Посилення анаеробних процесів відбувається також при всіляких змінах потужності в ході виконання вправи, при порушенні кровопостачання працюючих м'язів (натужування, затримка дихання, статичні напруження тощо). Аеробні механізми відіграють головну роль при тривалій роботі, а також у ході відновлення після навантаження (табл. 5.6).

Таблиця 5.6

Джерела енергозабезпечення роботи в окремих зонах відносної потужності та їх відновлення (за М. І. Волковим)

У своїй сукупності анаеробні та аеробні процеси цілком характеризують функціональний енергетичний потенціал людини – її загальні енергетичні можливості. У зв'язку з цими основними джерелами ен ергії деякі автори (Н. І. Волков, В. М. Заціорський, А. А. Шепілов та ін) виділяють три складові компоненти витривалості: алактатний анаеробний; гліколітичний анаеробний; аеробний (дихальний). У цьому сенсі різні види "спеціальної" витривалості можуть бути розглянуті як комбінації із зазначених трьох компонентів (рис. 5.10). При напруженій м'язовій діяльності насамперед розгортається креатинфосфатна реакція, яка після 3-4 с досягає свого максимуму. Але малі запаси КрФ у клітинах швидко вичерпуються, і потужність реакції різко падає (до другої хвилини роботи вона становить нижче 10% свого максимуму).

Рис. 5.10.

Гліколітичні реакції розкриваються повільніше і досягають максимальної інтенсивності до 1-2 хв. Виділена при цьому енергія забезпечує діяльність протягом більш тривалого часу, тому що в порівнянні з КрФ запаси міоглобіну шцах превалюють значно більше. Але в процесі роботи накопичується значна кількість молочної кислоти, що зменшує здатність м'язів до скорочення та викликає "охоронно-гальмівні" процеси в нервових центрах.

Дихальні процеси розгортаються з повною силою до 3-5 хвилин діяльності, чому активно сприяють продукти розпаду анаеробного обміну (креатинмолочна кислота), які стимулюють споживання кисню в процесі дихання. З вищевикладеного стає очевидним, що залежно від інтенсивності, тривалості та характеру рухової діяльності буде збільшуватися значення того чи іншого компонента витривалості (табл. 5.7).

Таблиця 5.7

Співвідношення аеробних та анаеробних процесів енергетичного обміну при бігу на різні дистанції (за М. І. Волковим)

При характеристиці витривалості поряд з нашими знаннями про те, як змінюються їх компоненти залежно ності від потужності та тривалості рухової діяльності, необхідно розкрити індивідуальні можливості спортсмена для аеробної та анаеробної продуктивності. Для цієї мети у практиці фізіологічного та біохімічногоконтролю використовуються різні показники, які розкривають особливості та механізми м'язової енергетики (А. Хілл, Р. Маргарія, Ф. Хенрі, Н. Яковлєв, В. Михайлов, Н. Волков, В. Заціорський, Ю. Верхошанський, Т. Петрова із співавторами , А. Сисоєв із співавторами, В. Пашинцев та ін.) .

Анаеробна продуктивність– це сукупність функціональних властивостей людини, які забезпечують його здатність здійснювати м'язову роботу за умов неадекватного постачання киснем з допомогою анаеробних джерел енергії, тобто. у безкисневих умовах. Основні показники:

• потужність відповідних (внутрішньоклітинних) анаеробних систем;
• загальні запаси енергетичних речовин у тканинах, необхідні ресинтезу АТФ;
• можливості компенсації змін у внутрішньому середовищі організму;
• рівень адаптації тканин до інтенсивної роботи у гіпоксичних умовах.

Аеробні можливості визначаються властивостями різних систем в організмі, що забезпечують "доставку" кисню та його утилізацію у тканинах. До цих властивостей належить ефективність:

• зовнішнього дихання (хвилинний обсяг дихання, максимальна легенева вентиляція, життєва ємність легень, швидкість, з якою здійснюється дифузія газів, тощо);
• кровообігу (пульс, ЧСС, швидкість кров'яного струму та ін.);
• утилізації кисню тканинами (залежно від тканинного дихання);
• узгодженості діяльності всіх систем.

Основні чинники, що визначають МПК, докладніше представлені на рис. 5.11.

Рис. 5.11.

Аеробну продуктивність прийнято оцінювати за рівнем МПК, за часом, необхідним досягнення МПК, і за граничним часом роботи лише на рівні МПК. Показник МПК є найбільш інформативним і широко використовується для оцінки аеробних можливостей спортсменів.

По МПК можна дізнатися, скільки кисню (у літрах чи мілілітрах) здатний споживати організм людини за одну хвилину. Як бачимо на рис. 5.11, до функціональних систем, що забезпечують високі величини МПК, відносяться апарат зовнішнього дихання, серцево-судинна система, системи кровообігу та тканинного дихання.

Тут відзначимо, що інтегральним показником діяльності апарату зовнішнього дихання є рівень легеневої вентиляції. У стані спокою спортсмен робить 10-15 дихальних циклів, об'єм повітря, що видихається за один раз, становить близько 0,5 л. Легенева вентиляція за одну хвилину становить 5–7 л.

Виконуючи вправи субмаксимальної чи великої потужності, тобто. коли діяльність дихальної системи повністю розгорнута, збільшується як частота дихання, і його глибина; величина легеневої вентиляції становить 100-150 л і більше. Між легеневою вентиляцією та МПК існує тісний взаємозв'язок. Виявлено також, що розміри легеневої вентиляції не є фактором, що лімітує МПК. Слід зазначити, що після досягнення граничного споживання кисню легенева вентиляція продовжує зростати зі збільшенням функціонального навантаження або тривалості вправи.

Серед усіх факторів, що визначають МПК, чільне місце приділяється серцевій продуктивності. Інтегральним показником серцевої продуктивності є хвилинний об'єм серця. При кожному скороченні серце виштовхує з лівого шлуночка до судинної системи 7–80 мл крові (ударний об'єм) та більше. Таким чином, за хвилину у спокої серце перекачує 4–4,5 л крові (хвилинний об'єм крові – МОК). При напруженому м'язовому навантаженні ЧСС підвищується до 200 уд/хв і більше, ударний об'єм також збільшується і досягає величин при пульсі 130-170 уд/хв. При подальшому зростанні частоти скорочень порожнина серця не встигає повністю наповнитися кров'ю і ударний об'єм зменшується. У період максимальної серцевої продуктивності (при ЧСС 175-190 уд/хв) досягається максимум споживання кисню.

Встановлено, що рівень споживання кисню під час виконання вправ з напругою, що викликає збільшення серцевих скорочень (в діапазоні 130-170 уд/хв), знаходиться в лінійній залежності від хвилинного об'єму серця (А. А. Шепілов, В. П. Клімін).

Експериментальні дослідження останніх років показали, що ступінь збільшення ударного об'єму під час м'язової роботи набагато менший, ніж вважали раніше. Це дозволяє вважати, що ЧСС є основним фактором підвищення серцевої продуктивності при м'язовій роботі. Більше того, встановлено, що аж до частоти 180 уд/хв ЧСС із підвищенням тяжкості роботи збільшується.

Про максимальні величини пульсу під час найбільших (граничних) навантажень єдиної думки немає. Деякі дослідники фіксували дуже великі величини. Так, Н. Нестеренко отримав результат ЧСС у 270 уд/хв; М. Окрошидзе та ін наводять величини в 210-216 уд/хв; за даними Н. Кулика, пульс під час змагань коливався в діапазоні 175-200 уд/хв; у дослідженнях А. Шепілова пульс лише іноді перевищував 200 уд/хв. Найбільш оптимальною ЧСС, що дозволяє досягти максимуму серцевої продуктивності, вважається НП в 180-190 уд/хв. Подальше збільшення ЧСС (вище 180-190 уд/хв) супроводжується виразним зниженням ударного обсягу. У відновлювальному періоді зміна ЧСС залежить від потужності вправи та тривалості її виконання, від ступеня тренованості спортсмена.

Слід пам'ятати, що киснева ємність крові має важливе значення щодо МП К. У нормі вона становить 20 мл на 100 мл крові. Рівень МПК залежить від ваги тіла та кваліфікації спортсменів. За даними П. О. Астранда, у найсильніших борців Швеції МПК становив від 3,8 до 7 л/хв. Для борця це унікальний показник. У "короля" лиж С. Ернберга, який виступав у 1960-і рр., величина МПК дорівнювала 5,88 л/хв. Однак у перерахунку на 1 кг ваги тіла С. Ернберг мав показник МПК, рівний 83 млДмін кг) (своєрідний світовий рекорд на ті часи), а МПК у шведського борця-важковаговика склав всього 49 млДмін кг).

Слід враховувати, що максимальні аеробні можливості залежить від кваліфікації спортсменів. Наприклад, якщо у здорових, які не займаються спортом чоловіків, МПК становить 35-55 млДмін кг), то у спортсменів середньої кваліфікації він дорівнює 56-65 млДмін-кг). У особливо видатних спортсменів цей показник може досягати 80 млДмін кг) і більше. На підтвердження цього звернемося до показників МПК у висококваліфікованих спортсменів, що спеціалізуються на різних видах спорту (табл. 5.8). Необхідно відзначити, що показники аеробної продуктивності значно змінюються під впливом тренувань, в яких застосовуються вправи, що вимагають високої активізації серцево-судинної та дихальної систем.

Таблиця 5.8

Середні величини МПК у представників різних видів спорту

Багато дослідників показали, що рівень МПК під впливом тренувань збільшується на 10–15% від вихідного протягом одного сезону. Проте за припинення тренувань, вкладених у розвиток аеробної продуктивності, рівень МПК досить швидко знижується.

Як видно, енергетичні можливості людини визначаються цілою системою факторів, які в своїй сукупності є головною (але не єдиною) умовою досягнення високих спортивних результатів. У практиці є багато випадків, коли спортсмени з високими анаеробними та аеробними можливостями показували посередні результати.

Найчастіше причина криється у слабкій технічній (у деяких випадках вольовий та тактичній) підготовці. Досконала координація рухової діяльності є важливою передумовою повноцінного використання енергетичного потенціалу спортсмена.

Охарактеризовані біоенергетичні фактори витривалості в жодному разі не вичерпують проблему структури та механізмів цієї основної рухової властивості людини. Винятково важливою для процесів стомлення та фізичної працездатності є роль нервової системи. На жаль, її провідне становище все ще слабко вивчене. Незалежно від цього вплив низки чинників не підлягає сумніву. Так, наприклад, вважається доведеним, що підтримка імпульсного потоку на певному рівні (відповідному до необхідної швидкості руху) є однією з головних умов для тривалої рухової діяльності. Іншими словами, первинною ланкою та найбільш загальним фактором, що характеризує витривалість, становлять нейронні системи вищих рівнів управління. Про це свідчить низка факторів. Так, наприклад, зв'язок гіпоталамус - гіпофіз - залози внутрішньої секреції стає нестійким у посередніх бігунів на довгі дистанції (більшість з них мають слабку нервову систему). І навпаки, у 1200 висококваліфікованих бігунів на середні та довгі дистанції – лижників, ковзанярів, велосипедистів та ін. (з сильною нервовою системою) – встановлено високу функціональну стійкість системи: гіпоталамус – гіпофіз – надниркові залози (В. С. Горожанін, П. 3 .Сіріс).