Аэробная производительность организма. Аэробная и анаэробная производительность, роль эмоций в спорте, предстартовое состояние от пользователя. Организация, объём и методы исследования

Введение

ГЛАВА І. Морфо - функциональные особенности женского организма 9-37

ГЛАВА 2. Организация, объём и методы исследования 38-46

ГЛАВА 3. Физическая работоспособность и энергообеспечение у женщин севера в различные фазы овариально-менструального цикла 47-93

3.1. Особенности аэробной и анаэробной работоспособности женского организма 47-68

3.2. Особенности энергообеспечения у женщин Севера при субмаксимальных физических нагрузках 69-93

ГЛАВА 4. Характеристика аэробной и анаэробной работоспособности женщин севера в различные сезоны года 94-119

Заключение 120-129

Указатель литературы 133-161

Введение к работе

Актуальность проблемы. Изучение закономерностей изменения физической работоспособности женского организма в условиях Севера, энергетического обеспечения мышечной деятельности в различные периоды имеет весьма важное значение в физиологии труда, эрганомике, спорте /36,123/.

Известно, что изменение концентрации женских половых гормонов - эстрогенов и прогестерона обеспечивает формирование фаз овариально-менструального цикла. Являясь важным звеном в цепи адаптационно-трофических реакций данная группа гормонов обеспечивает возможность адекватного приспособления женского организма к окружающей среде, в том числе и физическим нагрузкам/5,7,39/. Кроме того, рядом авторов неоднократно отмечалась выраженная вариабельность гормональной активности у жительниц Севера/31,44,96,174,178,182/.

К одним из наиболее эффективных факторов воздействия на репродуктивную систему относятся условия освещенности. Во многом это обусловлено тем, что режим светового воздействия влияет на биоритмы и функциональную активность эпифиза, с которым гонады в целом находятся в антагонистических отношениях /44/.

В условиях высоких широт сложный комплекс климато-географических особенностей включает в себя резкие сезонные контрасты продолжительности светового дня. Имеются данные свидетельствующие о более напряженном состоянии системы гипофиз-гонады у женщин Европейского Севера, чем у женщин других широт, что проявляется в повышении базального уровня гонадотропинов, расширении лимитов варьирования центральных и перефирических гормонов, а также наличии сезонных перестроек гормонального профиля ^1,42,44,96,174,178,182/.

Исходя из этого, можно предположить, что аэробная и анаэробная производительность женского организма, энергетическое обеспечение физических нагрузок, его структура должны изменяться в зависимости от фаз овариально-менструального цикла и сезонов года.

Однако, до сих пор эти вопросы остаются окончательно не решенными. Поэтому проведение данного исследования является актуальным как в теоретическом, так и в практическом отношении.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось изучение аэробной и анаэробной работоспособности у молодых женщин Европейского Севера в различные фазы овариально-менструального цикла.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

Установить особенности максимальной мощности, емкости и мобилизуемости аэробной системы у женщин в различные фазы ОМЦ.

Выявить изменения емкости и эффективности анаэробной системы в динамике ОМЦ.

3. Определить энергообеспечение при субмаксимальных нагрузках в разные фазы ОМЦ.

4. Установить сезонные изменения аэробной и анаэробной производительности в зависимости от фаз ОМЦ.

Положения, выносимые на защиту. 1. Аэробная и анаэробная производительность женского организма находится в определенной зависимости от фаз ОМЦ. 2. Менструальная фаза, характеризующаяся как период нестабильности гормонального профиля и лабильности ЦНС, выделяется наименьшей аэробной и анаэробной работоспособностью. Энергетическая стоимость физической нагрузки в эту фазу максимальна. 3. Физическая раотоспособность в весенний сезон понижается относительно осенне-зимнего периода.

Новизна исследования. Впервые в условиях Европейского Севера изучены особенности аэробной и анаэробной производительности женского организма в различные фазы ОМЦ.

Выявлены особенности функционирования энергетических систем в динамике ОМЦ.

Получены данные об особенностях реакции женского организма на физическую нагрузку в различные сезоны года.

Научно-практическая значимость исследования.

Полученные результаты, об особенностях функционирования аэробной и анаэробной энергетических систем в динамике ОМЦ и различные сезоны года, расширяют современные представления об изменении физической работоспособности женского организма, что необходимо учитывать при планировании тренировочного процесса женщин в условиях Европейского Севера.

Материалы исследования включены в учебный курс по физиологии спорта для студентов Поморского международного педагогического университета (акт внедрения от 24 января 1996 г.).

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедр медико-биологических дисциплин и валеологии ПМПУ (Архангельск, 1993-1996); межвузовской научной конференциии "Ломоносовские чтения" (Архангельск, 1993-1996); региональной конференции "Физическое воспитание и спортивная медицина на Севере" (Архангельск, 1995), научно-методической конференции "Дети Севера: здоровье, рост и развитие" (Архангельск, 1995). VII Соловецком международном форуме (Архангельск, 1996); всероссийской научно-практической конференции " Оздоровление населения, физвоспитание и спорт" (Чебоксары, 1996).

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ. -&-Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и приложения. Работа иллюстрирована 24 таблицами и 17 рисунками. Библиография включает 207 отечественных и 64 зарубежных публикаций.

Организация, объём и методы исследования

В исследовании были заняты студентки факультета физической культуры Поморского педагогического университета в возрасте от 17 до 26 лет. Все лица, участвовавшие в исследовании, имели средний уровень физической подготовленности, были обследованы врачами специалистами и признаны практически здоровыми. Помимо этого проводилось измерение длины, массы тела, окружности грудной клетки, динамометрия правой и левой кисти, а также измерение становой силы. Средний уровень антропометрических признаков составил: длина тела -164,2±1,09 см., масса тела - 60,03+1,28 кГ, окружность грудной клетки -86,4+1,04 см.

Помимо оценки физического развития, проводилось анкетирование, с целью изучения характеристики менструальной функции.

Наиболее часто встречающаяся продолжительность ОМЦ составила 28-30 дней (75%). Длительность менструальной фазы колебалась от 3-4 дней (27%) до 6-7 дней (8%). У 76% обследованных количество выделений было умеренным, у 22% - обильным, у 2% - скудным. 59% обследованных при менструации не испытывали болевых ощущений. Предменструальный синдром обнаружен у 60% студенток, в основном в форме нагрубания молочных желез, а также болей внизу живота и пояснице. У 81% спортсменок выявлен регулярный менструальный цикл. Однако у 22% из них наблюдались задержки менструации. Все испытуемые во время менструации участвовали в тренировках и 72% - в соревнованиях. При этом характер нагрузок у 73% оставался обычным, у 27% снижался объем и интенсивность тренировочного процесса. Почти половина обследованных спортсменок (52%) отмечали снижение физической работоспособности в период менструации, 11%- в постменструальную фазу, 9%- в период овуляции, 25%- в предменструальную фазу.

Фазы менструального цикла определялись методом опроса, а также с помощью таблицы Кнауса /200/. Основу данной работы составили 3 серии исследований состоящие из 5 этапов.

В первой серии изучались аэробная и анаэробная производительность женского организма в динамике ОМЦ. В исследовании принимали участие 30 девушек, студенток факультета физической культуры.

Для определения аэробной и анаэробной производительности была предложена непрерывная ступенчато-возрастающая нагрузка мощностью 1,5-2-2,5 Вт на кГ массы тела. Длительность работы на первых двух ступенях составила 2 минуты - время, позволяющее организму выйти на оптимальный уровень функционирования. На последней ступени работа проводилась "до отказа", т.е. невозможности далее поддерживать заданную скорость педалирования.

Ступенеобразно возрастающая нагрузка дает возможность стандартизировать результаты спироэргометрии с помощью одного из следующих критериев: 1) достижение максимального потребления кислорода (образования плато потребления кислорода); 2) достижение определенного уровня возрастной аэробной способности по частоте сердечных сокращений; 3) появление симптомов, требующих прекращения теста.

Аэробную и анаэробную производительность женского организма оценивали по следующим критериям /232, 250, 251,258/: I - Максимальная аэробная мощность - наивысшая интенсивность аэробного метаболизма в процессе напряженной мышечной деятельности, свидетельствующая о достижении аэробным обменом максимального копредела, а следовательно и о полном истощении функциональных возможностей организма. Количественная мера максимальной аэробной мощности максимальное потребление кислорода (МПК). Это обусловлено следующим. Повышение потребления кислорода при мышечной работе происходит пропорционально ее мощности. Когда достигается индивидуальный критический уровень аэробного метаболизма, потребление кислорода прекращает увеличиваться, т.е. стабилизируется, несмотря на дальнейшее повышение мощности нагрузки. Этот уровень потребления кислорода при определенном значении "критической мощности" и принято считать МПК /187/. II - Емкость аэробной производительности - продолжительность работы, которая может быть выполнена за счет аэробного метаболического энергообеспечения, т.е. способность максимально долгое время удерживать состояние, при котором организм потребляет околопредельное количество кислорода (95+5%). В качестве показателя емкости используется время удержания МПК или суммарное потребление кислорода потребленного за это время. III - Мобилизуемость (подвижность) аэробной производительности подразумевает скорость включения физиологических систем кислородного обеспечения при переходе организма из состояния покоя к физической нагрузке, т.е. время выхода организма на уровень МПК. IV - Ёмкость фосфагенной и гликолитической системы оценивали по величине максимального кислородного долга, т.к. усиленное потребление кислорода в период реституции необходимо для восстановления нормального уровня АТФ, КрФ и кислородных запасов в организме, а также снижения концентрации в крови молочной кислоты, которая образуется при физической работе. Молочная кислота образуется из пировиноградной кислоты в процессе гликолиза, который приводит к восстановлению уровня АТФ. V - Эффективность анаэробной метаболической системы - по скорости оплаты кислородного долга. Во второй серии исследований изучалась динамика работоспособности женского организма в различные сезоны года в зависимости от фаз менструального цикла, В данных исследованиях принимали участие 2 группы девушек по 30 человек в каждой. Каждая группа обследовалась в определенную фазу ОМЦ: первая - в менструальную, вторая - в постменструальную, третья -в овариальную, четвертая в предменструальную. Исследования проводились в три этапа, соответствующих осеннему, зимнему и весеннему сезонам года (в октябре, январе и апреле соответственно). Для определения производительности женского организма в различные сезоны года была предложена нагрузка "до отказа" мощностью 2,5 Вт на кГ массы тела.

Особенности аэробной и анаэробной работоспособности женского организма

Под аэробной работоспособностью понимают предельный объем работы, который может быть выполнен за счет аэробных источников энергообеспечения. Аэробная работоспособность во многом зависит от энергетических источников организма, эффективности их использования и особенностей развития утомления и лишь в небольшой степени - от предельных функциональных возможностей таких важных систем, как сердечно-сосудистая и дыхательная /27,114/.

Аэробная способность зависит от резервов сердца, возможностей кровоснабжения работающих мышц, кислородной емкости крови и т.д. Если какое-либо звено в цепи факторов обеспечивающих высокий уровень обменных процессов при физических нагрузках нарушается, то неизбежно снижается и аэробная производительность организма. С другой стороны, тренирующий режим, увеличивая адаптационные возможности, приводит к увеличению аэробной способности /4,70,73,90,114,135,168/.

Для оценки аэробной производительности существует несколько критериев, главным из которых является потребление кислорода во время работы и максимальное потребление кислорода.

Исследование газообмена в состоянии относительного мышечного покоя (табл.1) показало, что ПК достигает своего максимума во II фазу цикла (0,29+0,02 л/мин), достоверно снижаясь к концу МЦ (0,25+0,02 л/мин).

Однако при пересчете ПК на кГ массы тела минимальная интенсивность ПК выявлена в менструальную фазу. Во вторую фазу цикла отмечено наибольшее ПК на кГ массы тела.

Наибольшие показатели ВУГ отмечены во II и III фазах (0,25+0,02 и 0,26±0,02 л/мин). Исследование динамики дыхательного коэффициента в покое показало, что во II и IV фазы данный показатель составляет 0,74 ±0,05 и 0,77+0,06 усл.ед. соответственно, что свидетельствует о том, что в качестве энергетических субстратов в эти фазы организм использует преимущественно жиры. В менструальную фазу ДК значительно повышается и составляет уже 0,85+0,06 усл.ед., что указывает на смешанное углеводно-жировое обеспечение. Наибольший ДК отмечен в овариальную фазу цикла. В этот период в качестве преимущественного использования энергетических субстратов выступают углеводы (ДК=1,0±0,13)

Велоэргометрический тест вызвал закономерное увеличение всех показателей газообмена (рис.1). На первой ступени работы минимальный прирост ПК отмечен в постменструальную фазу цикла (233,63%). Максимальное увеличение данного показателя зарегистрировано в овариальную фазу (327,73%). На второй и третьей ступенях нагрузки наибольший прирост ПК по сравнению с периодом относительного мышечного отмечен в овариальную фазу (443,81% на второй ступени и 557,97% на третьей ступени). Значения относительного потребления кислорода при выполнении непрерывной ступенчато-возрастающей нагрузки, по отношению к данным покоя, выраженные в процентах, практически соответствуют значениям валового ПК.

Выделение углекислого газа увеличивалось пропорционально изменению мощности нагрузки, но в большей степени, чем ПК. Наибольший прирост ВУГ на первой ступени зарегистрирован в I фазу -347%, на второй и третьей в IV - 529,94% и 866,74% соответственно.

Изменение ДК при выполнении мышечной работы было менее выражено, чем изменение ПК и ВУГ. Наибольшее увеличение ДК произошло в постменструальную фазу. В предменструальную фазу наблюдается снижение ДК относительно покоя на всех ступенях нагрузки.

В менструальную фазу количество человек, достигших уровень максимального потребления кислорода было наибольшим (60%). Наименьшее число вышедших на МПК зарегистрировано в овариальную фазу (40%).

Время выхода на уровень МПК (табл.2), характеризующее подвижность аэробной системы, у обследованных нами девушек имело свои наибольшие величины в предменструальную фазу (7,88±0,66 мин). Наименьшее время мобилизации аэробной системы отмечено в овариальную фазу (6,92±0,52 мин).

Показателем, характеризующим емкость аэробной системы, принято считать время удержания МПК. Максимальное время удержания МПК отмечено в постменструальную фазу (2,44±0,68 мин) (табл.2) Наименьшая аэробная емкость наблюдалась в менструальную фазу цикла (1,61+0,26 мин).

Особенности энергообеспечения у женщин Севера при субмаксимальных физических нагрузках

В постменструальную фазу - 191,0%», 458,5%», 510,3% соответственно. В овариальную фазу прирост потребления кислорода приблизительно равен таковому в менструальную фазу и составил 203,9%, 498,5% и 576,0% соответственно. В предменструальную фазу обнаружены наибольшие величины этого показателя - на первой минуте - 229%, на второй - 496,2%, на третьей - 579,5%. Достоверные отличия абсолютных величин потребления кислорода по фазам ОМЦ отмечены на первой и третьей минутах работы. Причем, существенно ниже потребление кислорода было во II фазу цикла.

Значения относительного потребления кислорода при выполнении субмаксимальных физических нагрузок по отношению к данным до нагрузки, выраженные в процентах, практически соответствуют значениям валового потребления кислорода. Достоверных отличий интенсивности потребления кислорода во время выполнения нагрузки не зарегистрировано.

Выделение углекислого газа во время работы увеличивалось пропорционально увеличению времени нагрузки. Начиная со второй минуты работы величины прироста выделения углекислого газа были значительно выше прироста потребления кислорода. Так, в менструальную фазу на первой минуте работы выделение углекислого газа увеличилось на 219,6%, на второй минуте - на 586,9%, на третьей -на 683,5%. В постменструальную фазу - на 181,9%, 583,9%, 712,3% соответственно. В овариальную фазу отмечен наибольший прирост выделения углекислого газа - 241,3%, 673,7%, 816,1% соответственно. В предменструальную фазу ВУГ увеличилось на 230,8%, 588,9%, 756,1%.

По валовым значениям выделение углекислого газа во время выполнения нагрузки имело наибольшие величины в менструальную (1,07±0,06 л/мин на 1-й мин. работы, 2,29±0,09 л/мин на 2-й мин. работы), а наименьшие - на 1-й минуте в овариальную фазу (О.88±0,05 л/мин), на 2-й - в предменструальную (2,12+0,08 л/мин)

Изменение ДК при субмаксимальной нагрузке было менее выражено, чем потребление кислорода и выделение углекислого газа. Так, на первой минуте работы во II и IV фазы ДК снизился по сравнению с периодом покоя на 5,7% и 0,9% соответственно. В I и Ш фазы дыхательный коэффициент увеличился соответственно на 7,4% и 6,93%. На второй минуте наблюдалось увеличение ДК в I фазу на 20,4%, во II - на 19,04%, в III - 27,82%, В IV - на 14,16%. На третьей минуте - на 29,6%, 27,62%, 33,66% и 23,9% соответственно. Достоверные отличия абсолютных значений ДК в различные фазы ОМЦ выявлены на третьей минута работы.

Одной из важнейших функциональных систем организма, наиболее реактивно отвечающей на изменения гомеостаза в организме, является сердечно-сосудистая система.

На третьей минуте работы субмаксимальной аэробной мощности (рис.6) наименьший прирост ЧСС выявлен в менструальную фазу (148,7%). В постменструальную, овариальную и предменструальную фазы цикла увеличение ЧСС относительно донагрузочного уровня было примерно одинаковым (161,5%, 161,8%, 163,1% соответственно). Систолическое давление к концу работы в I фазу увеличилось на 34,7%, во II - на 31,3%, В III - на 27,8%, В IV - на 30,1%, диастолическое - на 5,8%, 10,1%, 0,6%, 4,8% соответственно. Наибольший прирост среднего артериального давления отмечен в I половине цикла, начиная с овариальной фазы прирост СрАД существенно снижается (в I - 20,9%, во II - 21,8%, в III - 15,0%, в IV - 17,9%).

Наибольшее увеличение кислородного пульса зарегистрировано в овариальную фазу (61,1%), наименьшее - в постменструальную (29,5%). По абсолютным значениям достоверное снижение кислородного пульса отмечено в постменструальную фазу (9,87+0,31 мл/мин) (табл.10).

Энергия, необходимая для выполнения мышечной работы производится не только при непосредственном участии кислорода, но поставляется и другими - анаэробными источниками энергии. Вклад этих систем можно оценить по величине кислородного долга и изменению концентрации молочной кислоты в крови, определяемых в процессе восстановления. Потребление кислорода на первой минуте восстановления (табл.11) в овариальную фазу имело наибольшее значение. Минимальная величина была зарегистрирована в постменструальную фазу цикла. На второй минуте восстановления достоверное снижение потребления кислорода отмечено во второй половине цикла, т.е. после наступления овуляции. Аналогичные изменения выявлены и по отношению потребления кислорода к массе тела.

Выделение углекислого газа в течении всего восстановительного периода было ниже в постменструальную фазу. Максимальные значения ВУГ на первой и второй минуте восстановления обнаружено в предменструальный период.

Динамика дыхательного коэффициента на первой минуте восстановления не имеет достоверных отличий между фазами, тогда как на второй минуте восстановления этот показатель достоверно ниже во II и III фазы цикла (1,58±0,04 и 1,68+0,05).

Характеристика аэробной и анаэробной работоспособности женщин севера в различные сезоны года

В связи с полученными данными о динамике аэробной и анаэробной производительности, а также энергетического обеспечения физической нагрузки на протяжении менструального цикла, для получения более полного представления о физической работоспособности женского организма представилось необходимым изучить физическую работоспособность при работе до отказа в различные сезоны года. Для этого были выбраны две фазы МЦ: менструальная и овариальная, в связи с тем, что данные фазы являются противоположными по уровню концентрации половых гормонов.

Анализ газообмена в период относительного мышечного покоя (табл.17) свидетельствует о том, что осенний сезон характеризуется наибольшими величинами ПК и ВУГ в менструальную фазу цикла. Динамика дыхательного коэффициента свидетельствует о преобладании смешанного углеводно-жирового обмена весной и осенью и углеводного зимой. Весной ДК достоверно повышается относительно осени и достоверно снижается относительно зимы (Р 0,001).

В овариальную фазу МЦ отмечена тенденция повышения газообмена в зимний сезон, хотя достоверных отличий не выявлено. Минимальные показатели абсолютного и относительного ПК, а также ВУГ отмечены весной. Отношение выделенного углекислого газа к потребленному кислороду во все сезоны года указывает на смешанное использование жиров и углеводов в качестве энергетических субстратов.

При переходе из состояния относительного мышечного покоя к мышечной деятельности и в I и в III фазы менструального цикла происходит закономерное усиление метаболических процессов (табл.18). К концу первой минуты работы в менструальную фазу скорость ПК по сравнению с фоновым уровнем выросла осенью на 159,27%, зимой на 189,49%, весной на 269,2% (рис.10). Динамика ПК отнесенного на кГ массы тела сохранила ту же тенденцию. Выделение углекислого газа после первой минуты нагрузки во все сезоны года увеличивалось примерно одинаково: на 272,6% осенью, на 251,1% зимой, на 276,0% весной. Реакцией организма на мышечную нагрузку в менструальную фазу явилось некоторое снижение ДК на первой минуте работы. Вторая минута работы характеризовалась дальнейшим приростом ПК и ВУГ. Тенденция увеличения скорости и интенсивности ПК в менструальную фазу цикла осталась прежней - наибольший прирост ВУГ по сравнению с донагрузочным уровнем зарегистрирован осенью (501,18%), наименьший - зимой (474,82%). На последней минуте аэробной работы в менструальную фазу наибольшее увеличение скорости ПК произошло весной (775,7%). Однако максимальная абсолютная величина ПК отмечена в осенний период (2,22+0,09 л/мин) (Р 0,05) (табл.18). Интенсивность ПК увеличивается на 589,9% осенью, на 665,5% зимой и на 597,7% весной. Динамика изменения относительного ПК осталась прежней: максимальная интенсивность ПК зарегистрирована осенью (37,46±1,28 мл/мин кГ), минимальная весной (30,91±1,14 мл/мин кГ). ВУГ в менструальную фазу во все сезоны увеличилось более чем в 7 раз. Наибольший прирост наблюдался в осенний период (778,6%), тогда же отмечено максимальное валовое ВУГ (2,72±0,12 л/мин). Тенденция изменения ДК была аналогична изменению ВУГ. Наибольшее количество человек вышедших на уровень МПК в менструальную фазу выявлено в весенний сезон. Помимо этого весенний сезон характеризуется минимальной мощностью аэробного энергообеспечения и максимальным временем удержания МПК 3,25±0,73 мин) (таблЛ9). Наименьшее количество обследованных достигших уровень максимальной аэробной мощности зарегистрировано зимой, тогда же наблюдалась наименьшая подвижность аэробного метаболизма (5,75+1,13 мин). В овариальную фазу наибольший прирост показателей газообмена на протяжении всего периода мышечной деятельности отмечен весной (рисії). Абсолютные же показатели скорости и интенсивности ПК, а также ВУГ в III фазу МЦ имеют свои максимальные значения в зимний сезон. ДК в овариальную и фазу в период напряженной мышечной деятельности значительно выше в осенний сезон. Минимальные величины ДК отмечены весной. Максимальное количество обследованных, вышедших на уровень МПК, в овариальную фазу зарегистрировано в осенний сезон (47%). В зимний сезон количество человек достигших уровня максимальной аэробной мощности резко упало и составило всего 20% от числа обследованных.

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.

Биологические механизмы повышения аэробной и анаэробной производительности спортсменов

Профессор, А.З. Колчинская, Украинский государственный университет физического воспитания и спорта, Киев

Происходящее в процессе многолетней спортивной тренировки повышение аэробной производительности и ее интегрального показателя - максимального потребления кислорода (МПК) широко освещено в литературе. Известно также, хотя и в меньшей степени, о возможности повышения МПК в результате воздействия на организм спортсменов атмосферы с пониженным парциальным давлением кислорода.

Биологические механизмы повышения аэробной производительности организма и в одном и в другом случае одни и те же: развитие функциональной системы дыхания в процессе адаптации к гипоксии как в процессе разных видов спортивной тренировки, так и во время пребывания спортсменов в атмосфере с пониженным парциальным давлением кислорода в горах: барокамерах, в условиях нормобарической (прерывистой и интервальной) гипоксической тренировки.

В процессе спортивной тренировки организм спортсмена постоянно испытывает разные степени гипоксии нагрузки , во время дыхания воздухом с пониженным парциальным давлением кислорода на организм спортсмена оказывает действие гипоксическая гипоксия.

Адаптация к гипоксии нагрузки (гиперметаболической гипоксии) - особому, выделенному и детально описанному нами типу гипоксических состояний, осуществляется в процессе повседневной мышечной деятельности, и особенно в процессе спортивной тренировки.

Содержание термина "гипоксия нагрузки" не тождественно тому, что подразумевается под распространенным в литературе термином "двигательная гипоксия". Двигательная гипоксия, по А.Б. Гандельсману и др., проявляется лишь при нагрузках субмаксимальной и максимальной интенсивности, когда развиваются артериальная гипоксемия и тканевая гипоксия с повышенным содержанием лактата в крови и сниженным pH. Термин же "гипоксия нагрузки" характеризует гипоксические состояния при усилении функции любых тканей и органов, повышающем их потребность в кислороде, при мышечной деятельности любой интенсивности.

Генез гипоксии нагрузки следующий. Активизация функции требует дополнительных затрат энергии, кислородный запрос клеток, органов и организма при этом повышается, скорость же доставки кислорода к работающим клеткам из-за временной задержки усиления притока крови увеличивается еще не настолько, чтобы удовлетворить повысившуюся потребность в кислороде. Работающие мышцы извлекают кислород из притекающей крови, что значительно обедняет венозную кровь: содержание кислорода в ней, ее насыщение кислородом и pO2 резко снижаются, проявляется венозная гипоксемия - первый признак гипоксии нагрузки.

После того как резерв кислорода крови исчерпывается, запасы кислорода мобилизуются из миоглобина, а когда и их недостаточно, для ресинтеза АТФ используется креатин-фосфат, энергия анаэробного гликолиза, образуются лактат, недоокисленные продукты, снижается pH, проявляются все последствия тканевой гипоксии, и лишь после того как скорость доставки кислорода начнет возрастать, включается процесс окислительного фосфорилирования, длительно обеспечивающий работающие мышцы необходимой энергией.

Степень гипоксии нагрузки, во время которой прежде всего мобилизуются кислородные резервы, а по их исчерпании используется энергия анаэробных источников, - скрытая (латентная) гипоксия нагрузки, подробно описана нами с Н.И. Волковым .

При продолжающейся работе в результате активизации компенсаторных механизмов, обеспечивающих усиление доставки кислорода и ее соответствие кислородному запросу работающих мышц, гипоксия нагрузки становится компенсированной. Это вторая степень гипоксии нагрузки. Основным признаком компенсированной гипоксии нагрузки служат венозная гипоксемия и снижение pO2 в тканях, однако его уровень все еще превышает критический для мышечной ткани, и поэтому возможность увеличения потребления кислорода мышечными волокнами неограниченна. Деятельность компенсаторных механизмов и кислородные режимы организма (КРО) при этой степени гипоксии нагрузки отличаются высокой эффективностью и экономичностью. Усиление легочной вентиляции обеспечивается не только учащением дыхания, но и значительным увеличением дыхательного объема (ДО), увеличивается отношение альвеолярной вентиляции к минутному объему дыхания (АВ/ МОД), снижается вентиляционный эквивалент (ВЭ - объем вентилируемого в легких воздуха, необходимый для утилизации 1л O2) и повышается кислородный эффект каждого дыхательного цикла (мл O2 потребляемые организмом за один дыхательный цикл). Увеличивается минутный объем крови (МОК), выбрасываемой сердцем в сосудистое русло в результате учащения сердечных сокращений и благодаря увеличению систолического объема (СО), увеличивается артерио-венозное различие по кислороду, снижается гемодинамический эквивалент (ГЭ - объем циркулирующей крови, обеспечивающий потребление 1л O2), растет объем потребленного О2 за один сердечный цикл (кислородный пульс - КП). Поддержание уровня pO2, превышающего критический для мышечной ткани, обеспечивается многократно возрастающей скоростью поэтапной доставки кислорода в результате увеличения МОД и МОК, перераспределения кровотока, при котором работающие мышцы могут получать около 80% объема циркулирующей крови и доставляемого кровью кислорода.

Если интенсивность мышечной работы растет и скорость поэтапной доставки кислорода не может быть увеличена так, чтобы полностью обеспечить потребность организма в кислороде, включается дополнительный источник энергии - анаэробный гликолиз (что происходит на так называемом пороге анаэробного обмена). Повышенный приток к легким венозной крови со значительно более низким, чем в покое, содержанием кислорода и повышенным количеством CO2 не успевает полностью насытиться кислородом. Кроме того, из-за шунтирования крови в легких определенная часть смешанной венозной крови с низким содержанием в ней O2 примешивается к артериализированной в легких крови; содержание O2 насыщение артериальной крови кислородом и ее pO2 снижаются, т.е. начинает проявляться артериальная гипоксемия. Все же при гипоксии нагрузки этой степени - субкомпенсированной гипоксии -основное количество энергии для выполнения работы поставляют аэробные процессы, и работа может продолжаться. При субкомпенсированной гипоксии нагрузки дальнейшее увеличение МОД обусловливается преимущественно учащением дыхания; ДО и кислородный эффект дыхательного цикла уже не увеличиваются, ВЭ начинает снижаться. Отмечаются отсутствие увеличения систолического объема и более выраженный прирост ЧСС. В крови начинает повышаться содержание лактата.

В случае большей интенсивности мышечной деятельности организм уже не может обеспечить соответствия поэтапной доставки кислорода его кислородному запросу. Проявляется четвертая степень гипоксии нагрузки - декомпенсированная гипоксия. ДО и СО уменьшаются, а ЧД и ЧСС достигают максимальных величин, кислородные режимы организма становятся менее эффективными и экономичными, вентиляционный эквивалент растет, а кислородный эффект каждого дыхательного цикла снижается, уменьшается и кислородный эффект каждого сердечного цикла. Растущий кислородный долг, накопление кислых продуктов, повреждающее действие последствий тканевой гипоксии на клеточные мембраны и органеллы клеток заставляют прекращать работу.

Таким образом, исследования гипоксических состояний при мышечной деятельности позволили различать следующие типы гипоксии нагрузки: латентную, компенсированную, субкомпенсированную и декомпенсированную .

Развитие гипоксической гипоксии, проявляющейся при дыхании воздухом с пониженным pO2 начинается с того, что снижается pO2 в альвеолярном воздухе и артериальной крови (рис. 1), возбуждаются хеморецепторы аортальной зоны и сонных артерий. Это приводит к компенсаторному усилению легочной вентиляции и кровотока, перераспределению кровотока - увеличению кровотока в мозге, сердечной мышце, легких и его ограничению в мышцах, коже и др., происходит рефлекторный выброс эритроцитов в кровяное русло из их депо.

Рис. 1. Степени гмпоксической гипоксии: I - скрытая; II - компенсированная; III - субкомпенсированная; IV - декомпенсированная. Штрихом обозначены каскады pO2, сплошной линией - каскады поэтапной скорости доставки O2 (qO2). I - вдыхаемый воздух, А - альвеолярный воздух, а - артериальная, V - смешанная венозная кровь

Увеличивается кислородная емкость крови, что с усилением кровотока (если pO2 не снижается далее) обеспечивает поддержание скорости доставки кислорода на уровне, близком к имеющемуся при нормальном содержании кислорода и pO2 во вдыхаемом воздухе. Ткани в этом случае еще не страдают от недостатка кислорода.

Если же напряжение кислорода в артериальной крови опускается ниже критического уровня (50 мм рт.ст. для артериальной крови), отдельные участки тканей, расположенные в условиях худшего снабжения кислородом, в которых pO2 снижается до уровней ниже критических для тканей, начинают испытывать тканевую гипоксию. При еще большем снижении напряжения кислорода в артериальной крови и тканях кислородный голод будут испытывать все большие участки тканей, проявится повреждающее действие последствий тканевой гипоксии: увеличения количества водородных ионов в тканях, резкого снижения pH, накопления молочной кислоты, продуктов перекисного окисления липидов. Повреждающее действие последствий тканевой гипоксии на клеточные мембраны, митохондрии и другие органоиды клеток, на эндотелий капилляров и прекапилляров влечет за собой нарушение функции клеток, тканей, органов и физиологических систем, особенно функции высших отделов головного мозга.

Гипоксические состояния организма при гипоксической гипоксии зависят как от уровня снижения pO2 в воздухе, длительности его воздействия на организм, так и от компенсаторных возможностей организма, зависящих от пола, возраста, состояния здоровья и степени тренированности организма, акклиматизации в горных условиях. Взаимодействие указанных факторов определяет степень гипоксической гипоксии в каждом отдельном случае. Мы различаем гипоксическую гипоксию 1-й степени - скрытую (латентную), 2-й -компенсированную, 3-й-субкомпенсированную, 4-й - декомпенсированную и 5-й - терминальную гипоксию. Объективные критерии для каждой из этих степеней приведены на рис. 1.

Для объективной оценки гипоксических состояний пользуются характеристикой кислородных режимов организма (КРО) - строго управляемых в организме сочетаний двух групп взаимосвязанных кислородных параметров: скорости поэтапной доставки кислорода (qO2); из окружающего воздуха в легкие (qiO2), альвеолы (qAO2), артериальной кровью к тканям (qaO2) и смешанной венозной кровью к легким (qvO2) и pO2 на важнейших этапах массопереноса кислорода в организме (см. рис. 1). Учитывают эффективность КРО (определяемую по отношению скорости доставки O2 к скорости его потребления), экономичность КРО (оцениваемую по величине функциональных затрат, необходимых для обеспечения организма одним литром O2: по величине вентиляционного и гемодинамического эквивалентов, по кислородным эффектам дыхательного и сердечного циклов) .

Адаптация к гипоксической гипоксии, в результате которой происходят улучшение самочувствия, повышение работоспособности, экономизация деятельности функциональной системы дыхания и кислородных режимов организма, осуществляется тогда, когда снижение pO2 во вдыхаемом воздухе вызывает усиление деятельности физиологических механизмов регуляции дыхания и кровообращения и еще не вызывает появления больших участков тканевой гипоксии, т.е. при гипоксии субкомпенсированной. Увеличение дыхательного объема и диффузионной поверхности легких в сочетании с усилением кровотока обеспечивает повышение диффузионной способности легких и поддержание скорости доставки кислорода артериальной кровью к тканям, особенно к головному мозгу и сердечной мышце.

Рис. 2. Изменения содержания: А - гемоглобина в крови волейболистов, легкоатлетов, Б - МПК велосипедистов, В -предельной мощности гребцов на байдарке, Г - ЧСС гребцов-академистов в эргометрическом тесте, Д - времени прохождения контрольной дистанции на байдарке в гребном канале (дистанция - 2 км), Е - потребление кислорода у гребцов на байдарке во время гребли, Ж - их кислородного долга, 3 - содержание лактата до курса ИГТ на предельной нагрузке и после него на такой же нагрузке и на нагрузке большей мощности, после курса ИГТ, проведенного на фоне планового тренировочного процесса спортсменов. Незаштрихованный столбец - до, заштрихованный - после курса комбинированной тренировки

При субкомпенсированной гипоксии процесс адаптации к гипоксии осуществляется на уровне как отдельных органов и физиологических систем (системы внешнего дыхания, кровообращения, дыхательной функции крови), так и на тканевом уровне - в тканях и клетках. В результате действия последствий тканевой гипоксии (снижения pH, накопления водородных ионов, лактата, повреждения клеточных мембран и ионных насосов, митохондрий и др.) нарушается функция мышечных элементов микрососудов, они расширяются, что улучшает кровоснабжение тканей и способствует поддержанию снабжения клеток и их митохондрий кислородом. Кроме того, по данным исследований последних лет, проведенных рядом авторов, при тканевой гипоксии выделяется особый индуцируемый гипоксией фактор (HIF-1), который ускоряет транскрипцию генов синтеза белков и, следовательно, обеспечивает синтез дыхательных ферментов, что повышает утилизацию кислорода в клетках.

Таким образом, компенсированная и особенно субкомпенсированная гипоксическая гипоксия способствуют развитию всей сложной, управляемой центральной нервной, симпатической и эндокринной системами, функциональной системы дыхания (ФСД). Эта система обслуживается органами внешнего дыхания, кровообращения, кроветворения, дыхательной функцией крови, тканевыми механизмами, т.е. физиологическими системами, обеспечивающими весь процесс массопереноса кислорода и углекислого газа в организме, утилизацию кислорода в тканях.

Развитие ФСД в процессе адаптации к гипоксии обеспечивает повышение ее резервов, аэробной производительности и ее интегрального показателя - МПК. Мобилизация механизмов анаэробного гликолиза при кислородной недостаточности, и при гипоксической гипоксии, и при гипоксии нагрузки приводит к повышению анаэробной производительности.

Гипоксия нагрузки - постоянный спутник человека (и животных) на протяжении всего жизненного цикла (за исключением периодов вынужденной акинезии). Роль адаптации к ней в развитии функциональной системы дыхания, аэробной и анаэробной производительности несомненна. Однако эффект адаптации к гипоксии нагрузки ощущается через длительные отрезки времени. Обследования спортсменов высокой квалификации (членов сборных команд СССР и Украины по велоспорту, гребле и другим видам спорта), проведенные нами с сотрудниками во время спортивных сборов в равнинных условиях, показали, что достоверный прирост МПК за три недели спортивной тренировки отсутствует .

Адаптация к гипоксической гипоксии способствует повышению аэробной производительности в более короткие сроки. Известно, что трехнедельное либо месячное пребывание в горах может повысить МПК спортсменов высокой квалификации на 3-6%. Значительно лучшие результаты дает нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка, проводимая на фоне планового тренировочного процесса спортсменов в свободное от тренировки время . В результате такой трехнедельной комбинированной тренировки и в подготовительном и в начале соревновательного периодов МПК и работоспособность достоверно повышаются, увеличиваются отношение альвеолярной вентиляции к минутному объему дыхания, коэффициент утилизации кислорода в легких и артерио-венозное различие по кислороду, содержание гемоглобина в крови, кислородная емкость крови и содержание кислорода в артериальной крови. При уменьшении ЧСС скорость доставки кислорода к мышцам возрастает, порог анаэробного обмена сдвигается в сторону больших нагрузок. Все это обеспечивает повышение предельных нагрузок и объема выполненной работы, что зарегистрировано во время как эргометрического тестирования, так и прохождения соревновательных дистанций (рис. 2).

Эффективность использования интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) доказана нами в гребном спорте (с П.А. Радзиевским, А.В. Бака-нычевым, М.П. Закусило, Н.В. Полищук, Н.В. Югай, Т.В. Шпак, М.И. Слободянюк, Л.А. Тайболиной, И.Д. Дмитриевой, И.Н. Рябоконь, И.Н. Хоточкиной), в легкой атлетике (с Л.Г. Шахлиной и И.И. Макаревич), в волейболе (с М.П. Закусило), в велосипедном спорте (с Л.В. Елизаровой) .

Эффективность использования ИГТ доказана Н.И. Волковым и его учениками в спорте высоких достижений - конькобежном спорте (С.Ф. Сокунова), при подготовке футболистов высокой квалификации (У. Б. М. Дардури), И.Ж. Булгаковой, Н.И. Волковым и их учениками при подготовке пловцов (С.В. Топорищев, В.В. Смирнов, Б. Хосни, Т. Фомиченко, Н. Ковалев, В.Р. Соломатин, Ю.М. Штернберг и др.) .

Как известно, принцип интервальности успешно применяется не только в гипоксической тренировке: с 60-х годов он эффективно используется в спортивной тренировке. Применяются Фрейдбургский метод, "миоглобиновая", "анаэробная" и "аэробная" интервальная спортивные тренировки .

Физиологические механизмы эффективности интервальной спортивной тренировки (ИСТ) и ИГТ имеют много общего. И в ИСТ и в ИГТ в качестве "тренирующего средства" используются адаптация к гипоксии, активизация компенсаторных механизмов, направленных на предотвращение развития тканевой гипоксии и ее вредных последствий.

Важно учитывать, что повышенная активность компенсаторных механизмов проявляется не только во время гипоксичес-кого воздействия, но и во время нормокси-ческих периодов отдыха - интервалов. В интервальной спортивной тренировке рядом исследователей интервалам придавалось большое, даже ведущее, значение .

Мы обратили внимание на проявления активности компенсаторных воздействий во время нормоксических интервалов в сеансе интервальной гипоксической тренировки. Нами вместе с М.П. Закусило во время сеанса ИГТ определялись МОД и МОК, дыхательный объем, ударный сердечный выброс, насыщение артериальной крови кислородом, потребление кислорода организмом. Полученные данные (рис. 3) позволяют заключить, что если гипоксическая тренировка проводилась с использованием газовых смесей, вдыхание которых вызывает гипоксию 3-й степени - субкомпенсирован-ную, то: 1. Во время нормоксических интервалов сохраняются еще повышенные МОД и МОК. 2. От серии к серии (до 4-й) МОД и МОК увеличиваются, хотя дальнейшего снижения насыщения артериальной крови не наблюдается. 3. Растет и потребление кислорода. 4. Повышенный МОК во время интервалов обеспечивает высокую скорость доставки не только кислорода, но и субстратов для синтеза белков при pO2 в тканях выше критического. Можно предположить, что синтезу способствует и ускорение транскрипции генов на РНК под влиянием HIF-1. Интервальное гипоксическое воздействие

Рис. 3. Изменения МОД, МОК, ЧСС и насыщения артериальной крови кислородом (SaO2) при вдыхании воздуха с 12% кислорода с интервалами дыхания комнатным воздухом: а - заштрихованная часть - гипоксическое воздействие; б - незаштрихованная -нормокснчес-кий интервал (дыхание воздухом с 20,9% кислорода) в серии продолжительностью 10 мин

оказывается более эффективным методом адаптации к гипоксии, чем непрерывное. Адаптация к гипоксии в этом случае осуществляется в более короткие сроки. Проведенные исследования позволили нам обосновать режимы ИГТ: содержание O2 в гипоксической смеси, длительность гипоксических воздействия и интервала в каждой серии, количества серий в сеансе.

Накопленный в настоящее время опыт позволяет заключить, что интервальное гипоксическое воздействие оказывается более эффективным методом адаптации к гипоксии, чем непрерывное. Адаптация к гипоксии в этом случае осуществляется в более короткие сроки.

Нормобарическая ИГТ имеет и ряд других преимуществ перед тренировкой в горах и в барокамерах. При этом виде гипоксической тренировки не нарушается нормальный ход тренировочного процесса спортсменов, так как ИГТ проводится в свободное от спортивной тренировки время. На нее требуется не более часа в день, во время сеанса ИГТ спортсмен может полностью расслабиться, а после сеанса ИГТ не чувствуется усталости и плановая спортивная тренировка проходит без ущерба. В горах же работоспособность значительно снижается, поскольку суммируется действие гипоксической гипоксии и гипоксии нагрузки и выраженная тканевая гипоксия проявляется при меньшем снижении pO2 в воздухе и при физической нагрузке меньшей интенсивности, тренировочный процесс нарушается. Кроме того, для ряда видов спорта отсутствует возможность тренировки специальной работоспособности, технических навыков и тактики.

Барокамерная тренировка имеет свои недостатки: возможны микробаротравмы, во время декомпрессии и компрессии появляются неприятные ощущения, сеанс занимает много времени.

Примененный нами комбинированный метод гипоксической тренировки, сочетающий эффекты ИГТ и ИСТ, проводимых каждая в свое время, обеспечивает адаптацию к двум разделенным по времени действия типам гипоксии: к гипоксической гипоксии и к гипоксии нагрузки. Усиление кровотока в мозге и сердечной мышце во время действия гипоксической гипоксии способствует лучшей капилляризации мозга и сердца, лучшему снабжению их энергетическими субстратами, а гипоксия нагрузки, сопровождающая спортивную тренировку, обусловливает преимущественное кровоснабжение и приток строительных материалов к работающим мышцам.

Таким образом, комбинированный метод гипоксической тренировки обладает большим конструктивным эффектом, чем каждый из методов, взятый в отдельности, о чем свидетельствуют хорошие результаты использования комбинированного метода.

Список литературы

1. Булгакова Н.Ж., Волков Н.И., Соломатин В.Р. и др. Особенности воздействия непрерывного и интервального методов тренировки на организм юных пловцов //Теория и практика физической культуры, 1981, № 4, с. 31-33.

2. Волков Н.И., Булгакова Н.Ж., Карецкая Н.Н. и др. Импульсная гипоксия и интервальная тренировка //Hypoxia Med. J., 1994, № 2, р. 64-65.

3. Волков Н.И., Карасев А.В., Хосни М. Теория и практика интервальной тренировки в спорте. - М.: Военная академия им. Ф.Э. Дзержинского, 1995. -196с.

4. Волков Н.И., Колчинская А.З. "Скрытая" (латентная) гипоксия нагрузки //Hypoxia Med. J., 1993, № 3, р. 30-35.

5. Вторичная тканевая гипоксия /Под ред. А.З. Колчинской. - Киев: Наукова думка, 1983. - 255 с.

6. Гипоксия нагрузки, математическое моделирование, прогнозирование и коррекция /Отв. ред. А.З. Колчинская. - Киев: АН УССР, 1990. - 101 с.

7. Интервальная гипоксическая тренировка. Эффективность, механизмы действия /Отв. ред. А.З. Колчинская. - Киев: ММиС Украины, 1992. - 106 с.

8. Колчинская А.З. Кислородный режим организма ребенка и подростка. - Киев: Наукова думка, 1973. - 326 с.

9. Колчинская А.З. О классификации гипоксических состояний //Патол. физиол. и эксперим. терапия, 1981, вып. 4, с. 3-10.

10. Колчинская А.З. Использование ступенчатой адаптации к гипоксии в медицине /Вестник Российской Академии Наук, 1997, № 5, с. 12-19.

11. Филиппов М.М. Процесс массопереноса респираторных газов при мышечной деятельности. Степени гипоксии нагрузки //Вторичная тканевая гипоксия /Под ред. А.З. Колчинской. - Киев: Наукова думка, 1983, с. 197-216.

12. Bakanychev A., Zakusilo M., Kolchinskaya A. et al. Interval hypoxic training //Hypoxia Med. J., 1993. Edit. in chief A.Z. Kolchinskaya, N 1, p. 27-37, N 2, p. 28-40.

13. Kolchinskaya A.Z. La hypoxie de charge: un des mecanismes physilogiques les plus importants dans 1"adaptation de 1"organism a des charges d"entraine-ment et de competition elevee //L"adaptation des spor-tifs aux charges d"entrainement et de competitiont. Ed.: Platonov V.N. Paris, 1990.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://lib.sportedu.ru

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:

1. аэробные процессы полностью справляются с энергообеспечением организма;
2. 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.

Слайд 2

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ АНАЛИЗА АНАЭРОБНОЙ РАБОЧЕЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

При оценке рабочей производительности различных систем образования энергии важно понимать различие между емкостью и мощностью системы. Энергетическая емкость - общее количество энергии, которая используется для выполнения работы и образуется в данной энергетической системе. Энергетическая мощность системы - максимальное количество энергии АТФ, которое генерируется при нагрузке за единицу времени данной энергетической системой. .

Слайд 3

Метаболические процессы образования энергии и их Интеграция

□ Креатинфосфокиназный (алактатный) - мгновенный механизм пополнения АТФ (система АТФ-КрФ); регенерация АТФ из системы АТФ-КрФчерез пути креатинкиназы и аденилаткиназы не приводят к образованию лактата и называется алактатным. □Гликолитический, лактатный(система преобразования гликогена в лактат) представляет фосфорилированиеаденозиндифосфата(АДФ) посредством путей гликогенолиза и гликолиза, приводит к производству лактата и называется лактатным. Образование энергии АТФ в этих процессах осуществляется без использования кислорода и поэтому определяется как анаэробная энергопродукция.

Слайд 4

Высокоинтенсивная анаэробная работа может вызвать 1000-кратное повышение интенсивности гликолиза по сравнению с состоянием покоя. Пополнение АТФ во время максимальной продолжительной нагрузки никогда не достигается исключительно только одной системой производства энергии, а скорее является результатом координированной метаболической реакции, в которую все энергетические системы делают различный по выраженности вклад в выход мощности.

Слайд 5

Практические подходы

Более реально измерение максимальной рабочей производительности в течение периодов продолжительностью от нескольких секунд почти до 90 с. При такой продолжительности работы ресинтезАТФ зависит, главным образом, от алактатного и лактатногоанаэробных путей. Простые подсчеты расхода анаэробной энергии можно получить по результатам тестов, если возможно, их дополняют биохимическими или физиологическими измерениями, такими как: лактат мышц и крови, рН, кислородный долг.

Слайд 6

1. Предполагается, что мышечные резервы АТФ обеспечивают работу только для нескольких сокращений и они лучше оцениваются мышечной силой и максимальной мгновенной мощностью в ходе измерения. 2. Предполагается, что максимальные нагрузки продолжительностью несколько минут или дольше являются, главным образом, аэробными и требуют получения информации об аэробном метаболизме. Если необходимо собрать данные об анаэробных компонентах специальной работоспособности спортсменов, выступающих в видах спорта, продолжительность максимального усилия в которых составляет около 2 мин или чуть больше необходимо учитывать взаимодействие (интеграцию) основных компонентов анаэробной рабочей производительности, связанных с длительностью работы.

Слайд 7

Кратковременная анаэробная рабочая производительность

Этот компонент определяется как общий выход работы за время нагрузки максимальной мощности продолжительностью до 10 с. Его можно рассматривать в качестве меры алактатной анаэробной производительности, которая обеспечивается, главным образом, мышечной концентрацией АТФ, системой АТФ - КрФи незначительно анаэробным гликолизом. Наивысшая рабочая производительность в секунду в процессе этого теста эквивалентной максимальной мощности.

Слайд 8

Анаэробная рабочая производительность промежуточной длительности

Этот компонент определяется как общий выход работы за время максимальной нагрузки продолжительностью до 30 с. В таких условиях рабочая производительность является, анаэробной при основном лактатном (около 70 %), существенном алактатном (около 15 %) и аэробном (около 15 %) компонентах. Мощность работы в течение последних 5 с теста можно считать косвенной оценкой лактатной анаэробной мощности. 30-секундный максимальный тест не используют для оценки анаэробной емкости.

Слайд 9

Продолжительная анаэробная рабочая производительность

Определяется как общий выход работы за время максимальной нагрузки продолжительностью до 90 с. Характеризует предел продолжительности работы, которая может быть использована для оценки анаэробной емкости системы энергообеспечения спортсменов. Достоинства этих тестов заключаются в том, что позволяют оценить общую рабочую производительность анаэробных систем при максимальных требованиях к ним и количественно определить снижение рабочей производительности от одной части теста кдругой (например, первые 30 с в противовес последним 30 с), чтобы косвенно оценить вклады и относительные слабые стороны каждой энергетической системы по мере продолжения работы до 90 с.

Слайд 10

Возраст, пол и мышечная масса

Анаэробная работоспособность повышается с возрастом в процессе роста у мальчиков и девочек. Максимальные значения этого вида работоспособности достигаются в возрасте от 20 до 29 лет, а затем начинается ее постепенное понижение. Понижение с возрастом одинаково у мужчин и женщин. Это понижение оказывается почти линейным с возрастом и составляет 6 % на десятилетие. Мужчины лучше женщин выполняют 10-, 30- и 90-секундные максимальные тесты, причем выход работы на килограмм массы тела у женщин составляет примерно 65 % выхода работы на килограмм массы тела у мужчин. Аналогичные различия наблюдаются при сравнении женщин и мужчин, которые лучше других выполняют каждый тест.

Слайд 11

Максимальная анаэробная работоспособность связана с: размерами тела особенно с обезжиренной массой массой мышц. Некоторые различия по возрастному и половому признакам в максимальной анаэробной работоспособности больше связаны с изменениями в мышечной массе, чем с другими факторами.

Слайд 12

Структурные и функциональные факторы, влияющие на анаэробную работоспособность

1. Структура мышц и состав волокон Структура мышцы играет существенную роль для уровня мощности и объема работы, которые она может генерировать. Степень полимеризации актиновых и миозиновых нитей, их расположение, длина саркомеров, длина мышечных волокон, площадь поперечного сечения мышцы и общая мышечная масса являются структурными элементами, которые, делают вклад в работоспособность мышцы в анаэробных условиях, особенно для абсолютной рабочей производительности. Соотношение между составом мышечных волокон и анаэробной работоспособностью не является простым. Спортсмены, специализирующиеся в видах спорта анаэробного характера или видах спорта, требующих высокой анаэробной мощности и емкости, демонстрируют более высокую пропорцию быстросокращающихся волокон (БС). Чем больше БС-волокон или чем большую площадь они занимают, тем выше способность к развитию максимальной мощности и ее кратковременному поддерживанию.

Слайд 13

2. Наличиесубстрата

Выход энергии для максимальной нагрузки очень короткой продолжительности объясняется, главным образом, расщеплением эндогенных, богатых энергией фосфагенов, но оказывается (по крайней мере, у людей), что генерирование максимальной нагрузки даже на очень короткие периоды времени обеспечивается одновременным распадом КФ и гликогена. Истощение запасов КрФограничивать анаэробную работоспособность при нагрузке максимальной мощности и очень кратковременной. Но основная роль КрФв мышце это роль буфера между концентрациями АТФ и АДФ.

Слайд 14

3. Накопление продуктов реакции

Анаэробный гликолиз разворачивается с очень кратковременной задержкой после начала мышечного сокращения, сопровождается накоплением лактатаи, соответственно, увеличением концентрации ионов водорода (Н+) в жидких средах организма. Концентрация лактата мышц существенно повышается после кратковременной нагрузки и может достичь значений около 30ммоль·кг-1влажной массы при изнеможении. Буферные системы мышцы создают частичный буфер для ионов водорода. Например, концентрация бикарбоната мышцы понижается от 100 ммоль·л-1жидких сред мышцы в состоянии покоя до почти 3 ммоль·л-1после максимальной нагрузки.

Слайд 15

Однако мышца не может долго буферировать производимые ионы водорода, и рН мышцы понижается от 7,0 до нагрузки до 6,3 после максимальной нагрузки, вызывающей изнеможение. Понижение рН саркоплазмы нарушает взаимодействие Са2+ с тропонином, которое необходимо для развития сокращения и объясняется конкуренцией ионов водорода (Н+) за кальцийсвязующие участки. Таким образом снижается частота образования перекрестных мостиков актомиозина при понижении рН и также скорость синтеза и расщепления энергии понижена (по принципу обратной связи и из-за нарушения активности катализаторов и ферментов) Способность противостоять ацидозу повышает анаэробную работоспособность.

Слайд 16

Эффективность метаболических путей

Определяется скоростью развертывания энергетического процесса. Скорость креатинкиназной реакции определяется активностью креатинкиназы. Активность которой повышается при снижении АТФ в мышце и накоплении АДФ. Интенсивность гликолиза может стимулироваться либо задерживаться разными сигналами (гормоны, ионы и метаболиты). Регуляция гликолиза в значительной степени определяется каталитическими и регуляторными свойствами двух ферментов: фосфофруктокиназы (ФФК) и фосфорилазы. Как упоминалось выше, высокоинтенсивная нагрузка ведет к чрезмерному повышению Н+ и быстрому понижению рН мышцы. Концентрация аммиака, являющегося производным дезаминирования аденозин 5"-моно-фосфата (АМФ), в скелетной мышце повышается во время максимальной нагрузки. Это повышение еще резче выражено у испытуемых с высоким процентом БС-волокон. Однако аммиак признан в качестве активатора ФФК и может создавать буфер для некоторых изменений внутриклеточного рН. Исследования ин витро показали, что фосфорилаза и ФФК почти полностью тормозятся, когда уровень рН приближается к 6,3. При таких условиях интенсивность ресинтеза АТФ должна быть сильно понижена, тем самым ухудшая способность продолжать выполнение механической работы за счет анаэробного пути энергообеспечения.

Слайд 17

Зависит от качества и количества мышечных волокон: БС-волокна богаты АТФ, КК и гликолитическими ферментами по сравнению с медленно-сокращающимися волокнами. Из этого резюме очевидно, что тренировка максимизирует анаэробную работоспособность, поскольку большинство ограничивающих факторов адаптируется в своем взаимодействии в ответ на тренировку с нагрузками высокой интенсивности.

Слайд 18

Характеристики мышц, необходимые для достижения высокого уровня анаэробной работоспособности, и результаты воздействия высокоинтенсивной тренировки на показатели, которые ее определяют

Слайд 19

Система доставки кислорода

При прочих равных факторах, системы доставки и утилизации кислорода, возможно, делают весьма значительный вклад в максимальную рабочую производительность при нагрузке продолжительностью 90с и дольше. Очевидно, чем длительнее нагрузка, тем выше значимость окислительной системы. В условиях менее продолжительных максимальных нагрузок система доставки кислорода не будет функционировать на максимальном уровне, и окислительные процессы в завершающей части работы сделают лишь небольшой вклад в удовлетворение энергетических потребностей.

Слайд 20

Во время работы с нагрузкой максимальной интенсивности продолжительностью от 60 до 90 с кислородный дефицит, связанный с началом работы, будет преодолен и окисление субстратов в митохондриях в конце работы приведет к увеличению доли аэробных процессов в энергетическом обеспечении работы. В этом случае индивидуумы, способные быстро мобилизовать системы доставки и утилизации кислорода и обладающие соответственно высокой аэробной мощностью, будут иметь преимущество в условиях промежуточной длительности и продолжительной анаэробной работы.

Слайд 21

Наследственность

В настоящее время установлено, что генотип индивидуума в значительной степени определяет наличие предпосылок к высокой аэробной мощности и способности к работе на выносливость, а также высокий или низкий уровень реакции на тренировку. Намного меньше нам известно о наследственности к анаэробной работоспособности. Кратковременная анаэробная рабочая производительность (на основе оценки производительности 10-секундной максимальной работы на велоэргометре), характеризовалась значительным генетическим влиянием примерно на 70 % в том случае, когда данные были выражены на килограмм обезжиренной массы. Недавно было проанализировано несколько исследований на материале спринтерского бега с участием близнецов и членов их семей, проводившихся в Японии и Восточной Европе. Оценки наследственности для результата в спринте колебались в пределах от 0,5 до 0,8. Эти данные предполагают, что генотип индивидуума оказывает существенное воздействие на кратковременную анаэробную рабочую производительность. Пока нет надежных сведений о роли наследственности в продолжительной анаэробной рабочей производительности. С другой стороны, недавно мы получили данные о генетическом влиянии на распределение типов волокон и ферментативную активность скелетной мышцы. Определено незначительное генетическое влияние на максимальную активность КК (около 15 % колебаний), умеренное генетическое влияние на активность ФФК (от 30 до 50 %) и еще более значительное генетическое влияние на активность лактатдегидрогеназы (около 70 %).

Слайд 22

Тренировка

Тренировка повышает показатели мощности и емкости при анаэробной работе кратковременной, промежуточной и продолжительной. Широко изучались колебания в реакции тренировки (тренируемости) на конкретный режим анаэробной тренировки. Реакция на тренировку кратковременной анаэробной рабочей производительности незначительно зависела от генотипа индивидуумов, тогда как реакция на тренировку продолжительной анаэробной рабочей производительности в значительной степени определялась наследственными факторами. Тренируемостьпо общей рабочей производительности 90-секундной работы характеризовалась генетическим влиянием, составляющим примерно 70 % колебаний в реакции на тренировку. Эти данные имеют большое значение для тренеров. По результатам тестов легче найти талантливых людей для кратковременной анаэробной работы, чем для продолжительной анаэробной работы. С другой стороны, ввиду значения генотипа в реакции на тренировку продолжительной анаэробной работоспособности результаты тестов можно объяснять только с учетом предыдущего содержания тренировки (или ее отсутствия).

Слайд 23

Анаэробная мощность и емкость у малоподвижных мужчин и сильнейших конькобежцев

Слайд 24

Спасибо за внимание

Посмотреть все слайды