С энергетической точки зрения, все скоростно-силовые упражнения относятся к анаэробным. Предельная продолжительность их - менее 1-2 мин. Для энергетической характеристики этих упражнений используется два основных показателя: максимальная анаэробная мощность и максимальная анаэробная емкость (способность). Максимальная анаэробная мощность. Максимальная для данного человека мощность работы может поддерживаться лишь несколько секунд. Работа такой мощности выполняется почти исключительно за счет энергии анаэробного расщепления мышечных фосфагенов - АТФ и КрФ. Поэтому запасы этих веществ и особенно скорость их энергетической утилизации определяют максимальную анаэробную мощность. Короткий спринт и прыжки являются упражнениями, результаты которых зависят от максимальной анаэробной мощности,
Для оценки максимальной анаэробной мощности часто используется тест Маргарин. Он выполняется следующим образом. Испытуемый стоит на расстоянии 6 м перед лестницей и вбегает по ней, как только можно быстрее. На 3-й ступеньке он наступает на включатель секундомера, а на 9-й - на выключатель. Таким образом, регистрируется время прохождения расстояния между этими ступеньками. Для определения мощности необходимо знать выполненную работу - произведение массы (веса) тела испытуемого (кг) на высоту (дистанцию) между 3-й и 9-й ступеньками (м)-и время преодоления этого расстояния (с). Например, если высота одной ступеньки равна 0,15 м, то общая высота (дистанция) будет равна 6 * 0,15 м =0,9 м.При весе испытуемого 70 кг и времени преодоления дистанции 0,5 с. мощность составит (70 кг*0,9 м)/0,5с = 126 кгм/а.
В табл. 1 приводятся "нормативные" показатели максимальной анаэробной мощности для женщин, и мужчин.
Таблица 1 Классификация показателей максимальной анаэробной мощности (кгм/с, 1 кгм/с = 9,8 Вт.)
|
Классификация |
Возраст, лет |
|
|
посредственная |
||
|
отличная |
||
|
посредственная |
||
|
отличная |
Максимальная анаэробная емкость. Наиболее широко для оценки максимальной анаэробной, емкости используется величина максимального кислородного долга - наибольшего кислородного долга, который выявляется после работы предельной продолжительности (от 1 до 3 мин). Это объясняется тем, что наибольшая часть избыточного количества кислорода, потребляемого после работы, используется для восстановления запасов АХФ, КрФ и гликогена, которые расходовались в анаэробных процессах за время работы. Такие факторы, как высокий уровень катехоламинов в крови, повышенная температура тела и увеличенное потребление О 2 часто сокращающимся сердцем и дыхательными мышцами, также могут быть причиной повышенной скорости потребления О 2 во время восстановления после тяжелой работы. Поэтому имеется лишь весьма умеренная связь между величиной максимального долга и максимальной анаэробной емкостью.
В среднем величины максимального кислородного долга у спортсменов выше, чем у неспортсменов, и составляют у мужчин 10,5 л (140 мл/кг веса тела), а у женщин-5,9 л (95 мл/кг веса тела). У неспортсменов они равны (соответственно) 5 л (68 мл/кг веса тела) и 3,1 л (50 мл/кг веса тела). У выдающихся представителей скоростно-силовых видов спорта (бегунов на 400 и 800 м) максимальный кислородный долг может достигать 20 л (Н. И. Волков). Величина кислородного долга очень вариативна и не может быть использована для точного предсказания результата.
По величине алактацидной (быстрой) фракции кислородного долга можно судить о той части анаэробной (фосфагенной) емкости, которая обеспечивает очень кратковременные упражнения скоростно-силового характера (спринт).
Простое определение емкости алактацидного кислородного долга состоит в вычислении величины кислородного долга за первые 2 мин восстановительного периода. Из этой величины можно выделить "фосфагенную фракцию" алактацидного долга, вычитая из алактацидного- кислородного долга количество кислорода, используемого для восстановления запасов кислорода, связанного с миоглобином и находящегося в тканевых жидкостях: емкость "фосфагенного"
(АТФ + КФ) кислородного долга (кал/кг веса.тела) = [ (О 2 -долг 2мин - 550) * 0,6 * 5 ] / вес тела (кг)
Первый член этого уравнения - кислородный долг (мл), измеренный в течение первых 2 мин восстановления после работы предельной продолжительности 2- 3 мин; 550 - это приблизительная величина кислородного долга за 2 мин, который идет на восстановление кислородных запасов миоглобина и.тканевых жидкостей;г 0,6 - эффективность оплаты алактацидного кислородного долга; 5 - калорический эквивалент 1 мл О 2 .
Типичная максимальная величина "фосфагенной фракции" кислородного долга - около 100 кал/кг веса тела, или 1,5-2 л О2-В результате тренировки скоростно-силового характера она может увеличиваться в 1,5-2 раза.
Наибольшая (медленная) фракция кислородного долга после работы предельной продолжительности в несколько десятков секунд связана с анаэробным гликолизом, т.е. с образованием в процессе выполнения скоростно-силового упражнения молочной кислоты, и потому обозначается как лактацидный кислородный долг. Эта часть кислородного долга используется для устранения молочной кислоты из организма путем ее окисления до СО2 и Н2О и ресинтеза до гликогена.
Для определения максимальной емкости анаэробного гликолиза можно использовать расчеты образования молочной кислоты в процессе мышечной работы. Простое уравнение для оценки энергии, образующейся за счет анаэробного гликолиза, имеет вид: энергия анаэробного гликолиза (кал/кг веса тела) = содержанию молочной кислоты в крови (г/л) * 0,76 * 222, где содержание молочной кислоты определяется как разница между наибольшей концентрацией ее на 4-5-й мин после работы (пик содержания молочной кислоты в крови) и концентрацией в условиях покоя; величина 0,76 - это константа, используемая для коррекции уровня молочной кислоты в крови до уровня ее содержания во всех жидкостях; 222 - калорический эквивалент 1 г продукции молочной кислоты.
Максимальная емкость лактацидного компонента анаэробной энергии у молодых нетренированных мужчин составляет около 200 кал/кг веса тела, что соответствует максимальной концентрации молочной кислоты в крови около 120 мг% (13 ммоль/л). У выдающихся представителей скоростно-силовых видов спорта максимальная концентрация молочной кислоты в крови может достигать 250-300 мг%, что соответствует максимальной лактацидной (гликолитической) емкости 400-500 кал/кг веса тела.
Такая высокая лактацидная емкость обусловлена рядом причин. Прежде всего, спортсмены способны развивать более высокую мощность работы и поддерживать ее более продолжительно, чем нетренированные люди. Это, в частности, обеспечивается включением в работу большой мышечной массы (рекрутированием), в том числе быстрых мышечных волокон, для которых характерна высокая гликолитическая способность. Повышенное содержание таких волокон в мышцах высококвалифицированных спортсменов - представителей скоростно-силовых видов спорта - является одним из факторов, обеспечивающих высокую гликолитическую мощность и емкость. Кроме того, в процессе тренировочных занятий, особенно с применением повторно-интервальных упражнений анаэробной мощности, по-видимому, развиваются механизмы, которые позволяют спортсменам "переносить" ("терпеть") более высокую концентрацию молочной кислоты (и соответственно более низкие значения рН) в крови и других жидкостях тела, поддерживая высокую спортивную работоспособность. Особенно это характерно для бегунов на средние дистанции.
Силовые и скоростно-силовые тренировки вызывают определенные биохимические изменения в тренируемых мышцах. Хотя содержание АТФ и КрФ в них несколько выше, чем в нетренируемых (на 20-30%), оно не имеет большого энергетического значения. Более существенно повышение активности ферментов, определяющих скорость оборота (расщепления и ресинтеза) фосфагенов (АТФ, АДФ, АМФ, КрФ), в частности миокиназы и креатин" фосфокиназы (Яковлев Н. Н.).
Максимальное потребление кислорода. Аэробные возможности человека определяются, прежде всего, максимальной для него скоростью потребления кислорода. Чем выше МПК, тем больше абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки. Кроме того, чем выше МПК, тем относительно легче и потому длительнее выполнение аэробной работы.
Например, спортсмены А и Б должны бежать с одинаковой скоростью, которая требует у обоих одинакового потребления кислорода - 4 л/мин. У спортсмена А МПК. равно 5 л/мин и потому дистанционное потребление О 2 составляет 80% от его МПК. У спортсмена Б МПК равно 4,4 л/мин н, следовательно, дистанционное потребление О 2 достигает 90% от его МПК. Соответственно для спортсмена А относительная физиологическая нагрузка при таком беге ниже (работа "легче"), и потому он может поддерживать заданную скорость бега в течение более продолжительного времени, чем спортсмен Б.
Таким образом, чем выше МПК у спортсмена, тем более высокую скорость он может поддерживать на дистанции, тем, следовательно, выше (при прочих равных условиях) его спортивный результат в упражнениях, требующих проявления выносливости. Чем выше МПК, тем больше аэробная работоспособность (выносливость), т.е. тем больший объем работы аэробного Характера способен выполнить человек. Причем эта зависимость выносливости от МПК проявляется (в некоторых пределах) тем больше, чем меньше относительная мощность аэробной нагрузки.
Отсюда понятно, почему в видах спорта, требующих проявления выносливости, МПК у спортсменов выше, чем у представителей других видов спорта, а тем более чем у нетренированных людей того же возраста. Если у нетренированных мужчин 20-30 лет МПК в среднем равно 3-3,5 л/мин (или 45- 50 мл/кг * мин), то у высококвалифицированных бегунов-стайеров и лыжников оно достигает 5-6 л/мин (или более 80 мл/кг * мин). У нетренированных женщин МПК равно в среднем 2-2,5 л/мин (или 35-40 мл/кг * мин), а у лыжниц около 4 л/мин (или более 70 мл/кг * мин).
Абсолютные показатели МПК (л О 2 /мин) находятся в прямой связи с размерами (весом) тела. Поэтому наиболее высокие абсолютные показатели МПК имеют гребцы, пловцы, велосипедисты, конькобежцы. В этих видах спорта наибольшее значение для физиологической оценки данного качества имеют абсолютные показатели МПК.
Относительные показатели МПК (мл О 2 /кг * мин) у высококвалифицированных спортсменов находятся в обратной зависимости от веса тела. При беге и ходьбе выполняется значительная работа по вертикальному перемещению массы тела и, следовательно, при прочих равных условиях (одинаковой скорости передвижения) чем больше вес спортсмена, тем больше совершаемая им работа (потребление О 2). Поэтому бегуны на длинные дистанции, как правило, имеют относительно небольшой вес тела (прежде всего за счет минимального количества жировой ткани и относительно небольшого веса костного скелета). Если у нетренированных мужчин 18-25 лет жировая ткань составляет 15- 17% веса тела, то у выдающихся стайеров - лишь 6- 7% Наибольшие относительные показатели МПК обнаруживаются у бегунов на длинные дистанции и лыжников, наименьшие - у гребцов. В таких видах спорта, как легкоатлетический бег, спортивная ходьба, лыжные гонки, максимальные аэробные возможности спортсмена правильнее оценивать по относительному МПК.
Уровень МПК зависит от максимальных возможностей двух функциональных систем: 1) кислородтранспортной системы, абсорбирующей кислород из окружающего воздуха и транспортирующей его к работающим мышцам и другим активным органам и тканям тела; 2) системы утилизации кислорода, т. е. мышечной системы, экстрагирующей и утилизирующей доставляемый кровью кислород. У спортсменов, имеющих высокие показатели МПК, обе эти системы обладают большими функциональными возможностями.
Работа в бескислородном (анаэробном) режиме обеспечивается энергией за счет процесса гликолиза, распада аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и креатинфосфата (КРФ). У спортсменов стайеров часто определяют максимальную анаэробную мощность (МАМ). Перед проведением теста у спортсмена определяют вес. Тест выполняется с помощью лестницы, длина которой 5 метров, наклон 30 градусов, общая высота подъема составляет 2,6 метра. По команде тренера спортсмен с максимальной скоростью забегает вверх по лестнице, при этом максимально точно фиксируется время подъема. Затем для уточнения измеряется высота ступеней, считается их число и эти показатели перемножают. Таким получают высоту подъема.
По формуле рассчитывают мощность выполненной работы или максимальную анаэробную мощность
(МАМ):
W = р * h/t (кг м/с),
Где:
W - максимальная анаэробная мощность (МАМ); h - высота подъема (м); t - время подъема (с).
Для пересчета полученного результата в единицы мощности (ватты) его умножают на 9,81, а при умножении на 0,14 полученный результат МАМ будет переведен в ккал/мин. Эта величина характеризует абсолютную мощность механической работы. При КПД=25% расчет общих энерготрат проводят по формуле: W= W * 0,563 ккал/мин.
МАМ может в 6-10 раз превышать критическую мощность работы, при которой достигается максимальное потребление кислорода. Примеры величин МАМ в некоторых видах спорта приведены в таблице 3.14.
Таблица 3.14 Максимальная анаэробная мощность (МАМ), развиваемая спортсменами разной квалификации
Определение аэробно-анаэробного перехода
Помимо МПК важным показателем аэробных возможностей организма является уровень порога анаэробного обмена (ПАНО), который отражает эффективность использования аэробного потенциала. В последние годы все большее распространение получило мнение, что для развития аэробной работоспособности интенсивность нагрузок должна, соответствовать уровню ПАНО. Это положение одинаково важно как для спортивной, так и для оздоровительной тренировки, в процессе которых развивается общая выносливость организма. Известно, что у спортсменов с одинаковыми величинами МПК отмечается широкая вариабельность спортивных результатов.Это связывают с тем, что в видах спорта на выносливость, особенно в условиях соревнований, результат определяется не столько величиной аэробной мощности, сколько процентом ее использования для поддержания скорости движения (в беге, плавании и т.д.). Чем больше процент использования аэробного потенциала, тем выше результат. В связи с этим для оценки работоспособности спортсмена целесообразно определять индивидуальные соотношения аэробной и анаэробной энергопродукции или порог анаэробного обмена. Преимуществом такого подхода является и то, что на результат определения ПАНО не влияет мотивация обследуемого, отсутствие которой при нагрузочном тестировании часто не позволяет достичь абсолютного уровня МПК (прямое определение МПК).
Концепция аэробно-анаэробного перехода, границы которого определяются ПАНО-1 и ПАНО-2, изложена в работах W.Kindermann et all (1970-1985). ПАНО-1 обозначает верхнюю границу аэробного энергообеспечения и соответствует началу прироста лактата в крови (примерная концентрация 2 ммоль/л) при этом ЧСС достигает в среднем 140-170 уд/мин. ПАНО-2 соответствует началу исключительно анаэробной энергопродукции, отмечается заметное снижение рН крови. В зависимости от пола, возраста и физической подготовленности концентрация лактата крови при этом колеблется в пределах у взрослых 2,6-4,3 ммоль/л, а у детей и подростков в возрасте 10-16 лет равна 3,83,9 ммоль/л. При достижении ПАНО-2 ЧСС колеблется в среднем в пределах 175-200 уд/мин.
Важным аргументом в пользу определения параметров аэробно-анаэробного перехода (особенно по его индивидуальным показателям), как критерия работоспособности является тот факт, что при правильной организации тренировочного процесса ПАНО может увеличиваться на 45%, в то время как прирост абсолютных значений МПК только на 20-30% (Шварц В.Б., Хрущев С.В., 1984. 1991)
ПАНО-1 и ПАНО-2 можно определять как инвазивным методом (по показателям лактата крови), так и косвенным способом. Для косвенного определения ПАНО можно использовать метод, предложенный Conconi F. et all (1989). Он основывается на утрате на уровне ПАНО линейной зависимости между увеличением мощности нагрузки и повышением ЧСС. Тест заключается в пробежке 10-15 отрезков длиною 30-60 метров со ступенчато увеличивающейся скоростью. Тест можно проводить на беговой дорожке стадиона или в лабораторных условиях, используя тредмил (бегущую дорожку), на котором легче равномерно увеличивать скорость движений. При этом фиксируется время бега и ЧСС в конце каждого отрезка. Скорость бега и ЧСС до достижения уровня ПАНО увеличиваются линейно. Точка перелома кривой (для ее определения следует строить график зависимости «скорость-ЧСС») позволяет определить индивидуальный уровень ПАНО.
Упрощенный ориентировочный критерий (для лиц, занимающихся оздоровительной физкультурой) интенсивности нагрузки на уровне ПАНО - появление затруднений в дыхании (выраженная одышка). Оптимальной нагрузкой, соответствующей ПАНО, считается та мощность работы, при которой можно еще поддерживать ритм дыхания 3 шага - вдох, 3 шага - выдох (Суслов Ф., 1989). Момент, когда занимающийся вынужден вдыхать дополнительную порцию воздуха уже через рот, соответствует ЧСС около 150 уд/мин.
Данная информация важна не только для оптимальной дозировки интенсивности нагрузки или дозировки упражнений, но и для достижения необходимого тренировочного эффекта.
Аэробная и анаэробная производительность спортсмена.
Аэробная производительность - это способность организма выполнять работу, обеспечивая энергетические расходы за счет кислорода, поглощаемого непосредственно во время работы. Потребление кислорода при физической работе возрастает по мере увеличения тяжести и продолжительности работы. Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить за 1 минуту при предельно тяжелой для него работе - называется максимальным потреблением кислорода (МПК)
MПK - является показателем аэробной производительности. МПК можно определить, задавая стандартную нагрузку на велоэргометре. Зная величину нагрузки и подсчитав ЧСС, можно с помощью специальной номограммы определить уровень МПК. у спортсменов, в зависимости от специализации, - 50-90 мл/кг.
Для выполнения любой работы, а также для нейтрализации продуктов обмена и восстановления энергетических запасов необходим кислород. Количество кислорода, которое требуется для выполнения определенной работы - называется кислородным запросом
Различают суммарный и минутный кислородный запрос.
Суммарный кислородный запрос - это количество кислорода, необходимое для совершения всей работы
Минутный кислородный запрос - это количество кислорода, требующееся для выполнения данной работы в каждую конкретную минуту.
Минутный кислородный запрос зависит от мощности выполняемой работы. Наибольшей величины он достигает на коротких дистанциях. Например, при беге на 800 м он составляет 12-15 л/мин, а при марафонском - 3-4 л/мин.
Суммарный запрос тем больше, чем больше время работы. При беге на 800 м он составляет 25-30 л, а при марафонском - 450-500 л.
Анаэробная производительность - это способность организма выполнять работу в условиях недостатка кислорода, обеспечивая энергетические расходы за счет анаэробных источников.
Работа обеспечивается непосредственно запасами АТФ в мышцах, а также за счет анаэробного ресинтеза АТФ с использованием КрФ и анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза).
Для восстановления запасов АТФ и КрФ, а также для нейтрализации молочной кислоты, образовавшейся в результате гликолиза необходим кислород. Но эти окислительные процессы могут идти уже после окончания работы. Для выполнения любой работы требуется кислород, только на коротких дистанциях организм работает в долг, откладывая окислительные процессы на восстановительный период.
Количество кислорода, которое требуется для окисления продуктов обмена, образовавшихся при физической работе, называется - кислородным долгом.
Кислородный долг можно также определить как разницу между кислородным запросом и тем количеством кислорода, которое организм потребляет во время работы.
Показателем анаэробной производительности является - максимальный кислородный долг.Максимальный кислородный долг -это максимально возможное накопление продуктов анаэробного обмена, требующих окисления, при котором организм еще способен выполнять работу. Чем выше тренированность, тем больше м В среднем величины максимального кислородного долга у спортсменов выше, чем у неспортсменов, и составляют у мужчин 10,5 л (140 мл/кг веса тела), а у женщин-5,9 л (95 мл/кг веса тела). У неспортсменов они равны (соответственно) 5 л (68 мл/кг веса тела) и 3,1 л (50 мл/кг веса тела). У выдающихся представителей скоростно-силовых видов спорта (бегунов на 400 и 800 м) максимальный кислородный долг может достигать 20 л (Н. И. Волков). Величина кислородного долга очень вариативна и не может быть использована для точного предсказания результата. аксимальный кислородный долг.
В кислородном долге различают 2 фракции (части): алактатную и лактатную. Алактатная фракция долга идет на восстановление запасов КрФ и АТФ в мышцах.Лактатная фракция (лактаты - соли молочной кислоты) - большая часть кислородного долга. Она идет на ликвидацию молочной кислоты, накопившейся в мышцах. При окислении молочной кислоты образуются безвредные для организма вода и углекислый газ.Алактатная фракция преобладает в физических упражнениях, длящихся не более 10с, когда работа идет в основном за счет запасов АТФ и КрФ в мышцах. Лактатная преобладает при анаэробной работе большей длительности, когда интенсивно идут процессы анаэробного расщепления глюкозы (гликолиз) с образованием большого количества молочной кислоты.При интенсивной работе длящейся не менее 5-ти минут, наступает момент, когда организм не в состоянии обеспечить свои возрастающие потребности в кислороде. Поддержание достигнутой мощности работы и дальнейшее её увеличение обеспечивается за счет анаэробных источников энергии.Появление в организме первых признаков анаэробного ресинтеза АТФ - называется порогом анаэробного обмена (ПАНО). ПAHO считается в процентах от МПК. У спортсменов в зависимости от квалификации ПАНО равен 50-80 % от МПК. Чем выше ПАНО, тем больше возможностей у организма выполнять тяжелую работу за счет аэробных источников, более выгодных энергетически. Поэтому у спортсмена, имеющего высокий ПАНО (65% от МПК и выше), при прочих равных условиях будет более высокий результат на средних и длинных дистанциях.
В системе оздоровительной физической культуры выделяют следующие основные направления:
Оздоровительно-рекреативное,
Оздоровительно-реабилитационное,
Спортивно-реабилитационное, гигиеническое.
Оздоровительно-рекреативная физическая культура - это отдых, восстановление сил с помощью средств физического воспитания (спортивные игры, туризм, охота и т.д.). Рекреация означает отдых, восстановление сил, израсходованных в процессе труда.
Оздоровительно-реабилитационная физическая культура - это специально направленное использование физических упражнений в качестве средств лечения заболеваний и восстановления функций организма, нарушенных или утраченных вследствие заболеваний, травм, переутомления и др.
Оздоровительно-реабилитационное направление в нашей стране представлено в основном тремя формами:
· группы ЛФК при диспансерах, больницах
· группы здоровья в коллективах физической культуры
· самостоятельные занятия.
Большую роль в системе подготовки спортсмена играет спортивно-реабилитационная физическая культура. Она направлена на восстановление функциональных и приспособительных возможностей организма после длительных периодов напряженных тренировок и соревновательных нагрузок, особенно при перетренировке и ликвидации последствий спортивных травм.
Гигиеническая физическая культура - это различные формы физической культуры, включенные в рамки повседневного быта (утренняя гимнастика, прогулки и т.д.)
Закаливание - это система специальной тренировки терморегуляторных процессов организма, включающая в себя процедуры, действие которых направлено на повышение устойчивости организма к переохлаждению или перегреванию. В результате закаливания увеличивается работоспособность, снижается заболеваемость, особенно простудного характера, улучшается самочувствие.
Наиболее сильная закаливающая процедура - плавание в ледяной воде - имеет ряд противопоказаний, особенно противопоказано: детям, подросткам и людям, постоянно страдающим заболеваниями верхних дыхательных путей. При длительных перерывах в закаливании его эффект снижается или теряется совсем.
Задачами физкультуры в целях профилактики профессиональных заболеваний являются улучшения функционального состояния и предупреждения прогрессирования болезни: повышение физической и умственной работоспособности, адаптация к внешним факторам; снятие утомлениям повышение адаптационных возможностей; воспитание потребности в закаливании, занятиях оздоровительной физкультурой.
Система реабилитации включает уроки физкультуры, желательно на свежем воздухе, занятие ЛФК, терренкур, прогулки на лыжах, езду на велосипеде. Предпочтительнее циклические виды спорта, особенно при заболеваниях сердца, легких, ожирении .
При заболеваниях сердечно-сосудистой, дыхательной и эндокринной систем- упражнения в ходьбе, катание на коньках.
При проведении занятий с работниками, имеющими изменения опорно-двигательного аппарата, важны профилактические занятия, направленные в первую очередь на придание работнику правильной осанки и на нормализацию функций ОДА. Не следует допускать чрезмерных нагрузок. Упражнения с гантелями, мячами и на тренажерах должны выполняться только в щадящем для позвоночника режиме, лежа и с включением в конце занятий упражнений на растягивание и на релаксацию.
Виды оздоровительной физической культуры
Существует много форм физической культуры, которые используются для нормализации функционального состояния человека, а так же для профилактики заболеваний.
Утренняя гигиеническая гимнастика (УГГ) - одно из средств физической культуры. Она развивает силу, гибкость, координацию движений. Улучшает деятельность внутренних органов, вызывает подъем эмоций, особенно если упражнение выполняется под музыку. УГГ лучше выполнять утром в сочетанием с закаливанием, но не очень рано, особенно больным с заболеванием сердечно- сосудистой системы.
Подвижные спортивные игры нормализация психо-эмоционального состояния.
Ходьба и бег . Ходьба как физическое упражнение - ценное средство для улучшения деятельности ЦНС , сердечно –сосудистой и дыхательной систем . Ходьба должна быть продолжительной, но не утомительной.
Бег - физическое упражнение с большой нагрузкой. Он развивает выносливость, особенно полезно для профилактики заболевания сердечно-сосудистой системы, ожирения и др. Его лучше сочетать с ходьбой и дыхательными упражнениями. Ходьбу и бег можно проводить днем и вечером.
Велосипедный спорт велопрогулки показаны при заболеваниях сердечно- сосудистой, дыхательной систем и нарушение обмена веществ, а также при последствии травм суставов ног (для разработки тугоподвижности и тренировки мышц). Зимой велопрогулки заменяются упражнениями на велотренажерах.
Плавание - отличное тренирующее средство и закаливающее. Плавание усиливает деятельность кардиоресператорной системы и обмен веществ, а при травмах и заболеваниях позвоночника ведет к исчезновению болей и улучшению подвижности в суставах.
Особенно важно сочетание физических нагрузок с закаливанием для работников, имеющих отклонения в состоянии здоровья. Так как такие занятия повышают общую тренированность организма, способствуют нормализации обменных процессов, функционального состояния, а так же ведут к усилению закаливания и предупреждают простудные заболевания.
Рубрика "Биохимия". Аэробные и анаэробные факторы спортивной работоспособности. Биоэнергетические критерии физической работоспособности. Биохимические показатели уровня развития аэробной и анаэробных составляющих спортивной работоспособности. Соотношение в уровнях развития аэробной и анаэробных составляющих спортивной работоспособности у представителей различных видов спорта. Особенности биохимических изменений в организме в критических условиях мышечной деятельности.
Среди ведущих биохимических факторов, определяющих спортивную работоспособность наиболее важными являются биоэнергетические (аэробные и анаэробные) возможности организма. В зависимости от интенсивности и характера обеспечения, работу предложено делить на несколько категорий:
- анаэробную (алактатную) зону мощности нагрузок;
- анаэробную (гликолитическую) зону;
- зону смешанного анаэробно-аэробного обеспечения (преобладают анаэробные процессы);
- зону смешанного аэробно-анаэробного обеспечения (преобладают аэробные процессы);
- зону аэробного энергообеспечения.
Анаэробная работа максимальной мощности (10-20 сек.) выполняется в основном на внутриклеточных запасах фосфагена (креатинфосфат + АТФ). Кислородный долг невелик, имеет алактатный характер и должен покрыть ресинтез израсходованных макроэргов. Существенного накопления лактата не происходит, хотя возможно вовлечение гликолиза в обеспечение таких кратковременных нагрузок и содержание лактата в работающих мышцах увеличивается.
Работа субмаксимальных мощностей в зависимости от темпа и продолжительности лежит в зонах анаэробного (гликолитического) и анаэробно-аэробного энергетического обеспечения. Ведущим становится вклад анаэробного гликолиза, что приводит к накоплению высоких внутриклеточных концентраций лактата, закислению среды, развитию дефицита НАД и аутоингибированию процесса. Лактат обладает хорошей, но конечной скоростью проникновения через мембраны и равновесие между его содержанием в мышцах и плазме устанавливается лишь спустя 5-10 мин. от начала работы.
При работе большой мощности преобладает аэробный путь энергообеспечения (75-98 %). Работа умеренной мощности характеризуется практически полным аэробным энергообеспечением и возможностью длительного выполнения от 1 час. до многих часов в зависимости от конкретной мощности. Существует значительное число показателей, используемых для выявления уровня развития, аэробного и анаэробного механизмов преобразования энергии.
Одним из них дают интегральную оценку этих механизмов, другие – позволяют охарактеризовать различные их стороны (скорость развертывания, мощность, емкость, эффективность) или состояние какого-либо отдельного звена или этапа. Наиболее информативными являются показатели, регистрируемые при выполнении тестирующих нагрузок, вызывающих близкую к предельной активацию соответствующих процессов преобразования энергии. При этом следует учесть, что анаэробные процессы обладают высокой специфичностью и в наибольшей мере включаются в энергетическое обеспечение только того вида деятельности, в котором спортсмен прошел специальную тренировку. Это значит, что для оценки возможностей использования анаэробных процессов энергообеспечения работы, у велосипедистов наиболее подходят велоэргометрические тесты, у бегунов – бег и т.д.
Большое значение для выявления возможностей использования различных процессов энергообеспечения имеют мощность, продолжительность и характер выполняемого тестирующего упражнения. Например, для оценки уровня развития алактатного анаэробного механизма наиболее подходящими являются кратковременные (20-30 сек.) упражнения, выполняемые с максимальной интенсивностью. Наибольшие сдвиги, связанные с участием гликолитического анаэробного механизма энергообеспечения работы обнаруживаются при выполнении упражнений длительностью 1-3 мин. с предельной для этой продолжительности интенсивностью. Примером может быть работа, состоящая из 2-4 повторных упражнений, продолжительностью около 1 мин., выполняемые через равные или сокращающиеся интервалы отдыха. Каждое повторное упражнение должно выполняться с наибольшей возможной интенсивностью. Состояние аэробных и анаэробных процессов энергообеспечения мышечной работы можно охарактеризовать с помощью теста со ступенчатым увеличением нагрузки до "отказа".
Показателями, характеризующими уровень анаэробных систем, являются величины алактатного и лактатного кислородного долга, природа которых рассмотрена ранее. Информативными показателями глубины гликолитических анаэробных сдвигов являются максимальная концентрация молочной кислоты в крови, показатели активной реакции крови (рН) и сдвига буферных оснований (ВЕ).
Для оценки уровня развития аэробных механизмов энергообразования используется определение максимального потребления кислорода (МПК) – наибольшего кислородного потребления в единицу времени, которое может быть достигнуто в условиях напряженной мышечной работы.
МПК характеризует максимальную мощность аэробного процесса и носит интегральный (обобщенный) характер, так как способность вырабатывать энергию в аэробных процессах определяется совокупной деятельностью многих органов и систем организма, ответственных за утилизацию, транспорт и использование кислорода. В видах спорта, где основным источником энергии является аэробный процесс, наряду с мощностью, большое значение имеет его емкость. В качестве показателя емкости используется время удержания максимального кислородного потребления. Для этого вместе с величиной МПК определяется значение «критической мощности»- наименьшей мощности упражнения, при которой достигается МПК. Для этих целей наиболее удобен тест со ступенчатым увеличением нагрузки. Затем (обычно на следующий день) спортсменам предлагается выполнить работу на уровне критической мощности. Фиксируется время, в течение которого может удерживаться «критическая мощность» и изменяется потребление кислорода. Время работы на «критической мощности» и время удержания МПК хорошо коррелируют между собой и являются информативными в отношении емкости аэробного пути ресинтеза АТФ.
Как известно, начальные этапы любой достаточно напряженной мышечной работы обеспечиваются энергией за счет анаэробных процессов. Основная причина этого – инертность систем аэробного энергообеспечения. После развертывания аэробного процесса до уровня, соответствующего мощности выполняемого упражнения, могут возникнуть две ситуации:
- аэробные процессы полностью справляются с энергообеспечением организма;
- наряду с аэробным процессом в энергообеспечении участвует анаэробный гликолиз.
Исследованиями показано, что в упражнениях, мощность которых еще не достигла «критической», и, следовательно, аэробные процессы не развернулись до максимального уровня, в энергетическом обеспечении работы на всем ее протяжении может участвовать анаэробный гликолиз. Та наименьшая мощность, начиная с которой в выработке энергии на всем протяжении работы, наряду с аэробными процессами, принимает участие гликолиз, получила название "порога анаэробного обмена" (ПАНО)
. Мощность ПАНО принято выражать в относительных единицах – уровнем потребления кислорода (в процентах от МПК), достигнутым во время работы. Улучшение тренированности к нагрузкам аэробной направленности сопровождается повышением ПАНО. Значение ПАНО зависит в первую очередь от особенностей аэробных механизмов энергообразования в частности, от их эффективности. Так как эффективность аэробного процесса может претерпевать изменения, например, за счет изменения сопряженности окисления с фосфорилированием, представляет интерес оценки этой стороны функциональной готовности организма. Наиболее важны внутри индивидуальные изменения этого показателя на разных этапах тренировочного цикла. Оценить эффективность аэробного процесса можно также в тесте со ступенчатым увеличением нагрузки при определении уровня кислородного потребления на каждой ступени.
Итак, участие анаэробных и аэробных процессов в энергетическом обеспечении мышечной деятельности определяется, с одной стороны, мощностью и другими особенностями выполняемого упражнения, с другой - кинетическими характеристиками (максимальная мощность, время удержания максимальной мощности, максимальная емкость и эффективность) процессов энергообразования.
Рассмотренные кинетические характеристики зависят от совместного действия множества тканей и органов и по-разному изменяются под воздействием тренировочных упражнений. Эту особенность ответной реакции биоэнергетических процессов на тренировочные нагрузки необходимо учитывать при составлении тренировочных программ.
Анаэробные тренировки (тренинг, упражнения) - это вид физической нагрузки, при которой мышечные движения совершаются за счет энергии полученной в ходе , то есть окисление происходит при отсуствии кислорода. Типичные анаэробные тренировки - силовой тренинг в , армреслинге и т.д. Анаэробные тренировки отличаются нагрузки (постоянная мышечная работа продолжается менее 3-5 минут, после чего требуется отдых). В анаэробных тренировках выделяются - короткий промежуток времени, в течение которого производится высокоинтенсивная работа с большими весами.
Анаэробные тренировки предназначены для повышения взрывной силы и увеличения мышечной массы.
Оценка анаэробной физической работоспособности
Для характеристики скоростно-силовых упражнений используют два основных показателя максимальную анаэробную мощность и максимальную анаэробную емкость.
Таблица 13 - Максимальная анаэробная мощность лиц разного возраста и пола (кг -1 м с -1)
Максимальная анаэробная мощность может поддерживаться только несколько секунд. Работа такой мощности выполняется исключительно за счет энергии анаэробного расщепления мышечных фосфагенов - АТФ и КФ. Поэтому запасы этих веществ и скорость их энергетической утилизации определяют максимальную анаэробную мощность. Короткий спринт и прыжки являются теми упражнениями, результаты которых зависят от максимальной анаэробной мощности. Для оценки максимальной анаэробной мощности часто используют тест Маргария, суть которого состоит во взбегании по ступенькам и измерении времени взбегания (Физиологическое тестирование спортсменов...,1998). Нормативные показатели максимальной анаэробной мощности приведены в таблице 13.
Рисунок 3 Кислородный дефицит и кислородный долг при кратковременной работе субмаксимальной аэробной мощности (Спортивная физиология, 1986)
Для оценки максимальной анаэробной емкости чаще всего используют показатель максимальной величины кислородного долга (МКД), который проявляется после работы предельной мощности (1-3 мин). Это обусловлено тем, что большая часть избыточного количества кислорода, потребляемого после работы, используется для восстановления , КФ и , использованных во время работы (рис. 3).
У неспортсменов МКД составляет: мужчины - 5 л (68 мл кг -1), женщины - 3,1 л (50 мл кг -1).
У спортсменов: мужчины - до 20 л и больше (140 мл-кг -1), женщины -10-12 л (95 мл-кг -1).
МКД состоит из двух компонентов - быстрого и медленного.
Быстрый (алактатный) компонент КД - характеризует фосфагенную часть анаэробной емкости, обеспечивающей выполнение кратковременных упражнений скоростно-силовой направленности (спринт). Ее определяют, рассчитывая величину КД 33 первые 2 мин восстановительного периода. Из этой величины можно выделить фосфагенный компонент КД, вычитая количество кислорода, связанного с миоглобином и находящегося в тканевых жидкостях.
Фосфагенный (АТФ + КФ) КД равен:
КД=КД 2 мин-550 * 0,6 * 5 / масса тела (кг -1)
где КД 2 мин - КД (ккалкг -1 массы -1), измеренный в течение двух минут восстановления после работы предельной мощности; 550 - приблизительная величина КД за 2 мин, используемого для восстановления кислородных запасов миоглобина и тканевых жидкостей; 0,6 - эффективность оплаты алактатного КД; 5 - калорический эквивалент 1 мл кислорода.
Типичная максимальная величина фосфагенного компонента КД = 100 ккал кг -1 или 1,5-2 л 02. В результате тренировок скоростно-силовой направленности этот показатель может увеличиваться в 1,5-2 раза (Мурза, Филиппов, 2001).
Медленная фракция КД связана с анаэробным гликолизом и затрачивается на ликвидацию молочной кислоты в организме путем ее окисления до С02 и Н20 или превращения в гликоген.
Для определения максимальной емкости анаэробного гликолиза можно использовать расчеты образования молочной кислоты в процессе мышечной работы, оценивая энергию, образованную за счет анаэробного гликолиза:
Энергия анаэробного гликолиза (кал-кг -1) = Содержание молочной кислоты в крови (г л -1) 0,76-220,
где содержание молочной кислоты определяется как разница между самой большой ее концентрацией на 4-5 минуте после работы (пик ее содержания в крови) и концентрацией в условиях покоя; 0,76 -- константа, используемая для коррекции уровня молочной кислоты в крови до уровня ее содержания во всех жидкостях; 220 - калорический эквивалент продукции 1 г молочной кислоты.
Максимальная емкость лактатного (гликолитического) компонента КД составляет:
- у нетренированных мужчин = 200 кал кг -1 (13 ммоль-л -1);
- у ведущих спортсменов = 400-500 кал-кг -1 (до 26 ммоль-л -1).
Высокая лактатная емкость обусловливает более высокую мощность и большее время ее удержания. Это обеспечивается включением в работу большой мышечной массы (рекрутированием), в том числе быстрых (гликолитического типа) мышечных волокон; развитием механизмов, позволяющих организму переносить более высокие концентрации молочной кислоты (низкие значения pH) за счет увеличения количества соответствующих изоферментов.
Для оценки анаэробной мощности и емкости можно использовать также такие тесты, как Квебекский 10-секундный велоэргометрический тест, а также промежуточные анаэробные тесты (30-секундный велоэргометрический тест Винтгейта, Квебекский 90-секундный велоэргометрический тест, 60-секундный прыжковый тест и др.) (Физиологическое тестирование спортсменов..., 1998). В зависимости от наличия соответствующего оснащения можно использовать один из них, а также непрямые методы оценки анаэробной работоспособности (варианты работы 12.1-12.4).
Определение алактатной анаэробной мощности по тесту Маргария
Оснащение : ступеньки, высота каждой -175 мм, два фотоэлемента с таймером (чувствительность 0,01 с), медицинские весы для взвешивания испытуемых.
Ход работы
Суть одного из вариантов теста Маргария: испытуемый находится на расстоянии 2 м от ступенек и по сигналу бежит с максимальной скоростью через две ступеньки вверх. Регистрирующие устройства находятся на 8-й и 12-й ступеньках.
Расчет проводят по формуле
Р = W * 9,8 * D / Т
где Р - алактатная мощность, Вт; 9,8 - ускорение свободного падения тела, мс -2 ; W- масса тела испытуемого, кг -1 ; D - вертикальная высота между первым и вторым переключающими устройствами, м; Т - время от первого до второго переключающего устройства, с.
Полученные данные сравнивают со значениями для людей нетренированных и ведущих спортсменов разного возраста, используя данные таблицы 13, и делают выводы об анаэробной алактатной мощности испытуемых.
Определение анаэробной возможности организма спортсменов по регистрации времени задержки дыхания
Оснащение : секундомер.
Ход работы
Не всегда есть возможность использовать сложную аппаратуру для определения анаэробных возможностей организма спортсменов прямыми методами. Поэтому была предложена простая и достаточно информативная методика, состоящая в максимальной задержке дыхания на вдохе до работы (в состоянии покоя) и сразу после выполнения работы, направленной на проявление скоростной выносливости. Такой работой может быть «челночный бег» (7 х 50 м).
Для исследования выбирают нескольких студентов разной специализации и разного уровня тренированности. По очереди они делают максимальную задержку дыхания до работы и сразу после работы. Процедура задержки дыхания: перед задержкой дыхания выполняют максимальный вдох и максимальный выдох (для вентиляции легких), затем делают глубокий вдох, поскольку при максимальном вдохе и чрезвычайно растянутых альвеолах будут раздражаться нервные окончания, что вызовет непроизвольное окончание задержки дыхания. После вдоха нос зажимают пальцами.
Время задержки дыхания в состоянии покоя рассматривают как показатель анаэробных возможностей организма, поскольку и время поддержания скоростной выносливости, и время максимальной задержки дыхания определяются устойчивостью организма к условиям недостатка кислорода.
Время задержки дыхания после работы свидетельствует о том, в какой степени во время работы спортсмен может использовать анаэробные возможности.
Чем меньшее время задержки дыхания после работы, тем эффективнее используются анаэробные возможности организма.
Исследования показали, что время задержки дыхания в состоянии покоя у квалифицированных футболистов в среднем составляет 90 с (70-120 с), а время задержки дыхания после работы - 5-7 с.
На основании полученных результатов рассчитывают показатель эффективности реализации анаэробных возможностей организма - коэффициент использования анаэробных возможностей организма (КИАнВ), это отношение времени максимальной задержки дыхания в состоянии покоя ко времени задержки дыхания после работы:
КИАнВ (уел. ед.) =время задержки дыхания в состоянии покоя, с/ время задержки дыхания после работы, с
Полученные результаты вносят в таблицу 14.
Данные, полученные во время обследования всех испытуемых, сравнивают, делают выводы об устойчивости к гипоксии, отражающей анаэробные возможности организма спортсменов. Делают также выводы об эффективности реализации анаэробных возможностей организма испытуемых по показателю КИАнВ.
Таблица 14 - Определение максимального времени задержки дыхания на вдохе и коэффициента использования анаэробных возможностей организма
