Энергетическая характеристика физических упражнений 2 страница

Концентрация лактата в крови после упражнения весьма высокая- до 15 ммоль/л у квалифицированных спортсменов. Она тем выше, чем больше дистанция и выше квалификация спортсмена. Накопление лактата в крови связано с очень большой скоростью его образования в рабочих мышцах (как результат интенсивного анаэробного гликолиза).

Концентрация глюкозы в крови несколько повышена по сравнению с условиями покоя (до 100-120 мг%). Гормональные сдвиги в крови сходны с теми, которые происходят при выполнении упражнения максимальной анаэробной мощности.

Ведущие физиологические системы и механизм ы, определяющие спортивный результат в упражнениях околомаксимальной анаэробной мощности, те же, что и в упражнениях предыдущей группы, и, кроме того, мощность лактацидной (глико-литической) энергетической системы рабочих мышц.

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности (анаэробно-аэробной мощности) - это упражнения с преобладанием анаэробного компонента энергообеспечения работающих мышц. В общей энергопродукции организма он достигает 60-70% и обеспечивается преимущественно за счет лактацидной (гликолитической) энергетической системы. В энергообеспечении этих упражнений значительная доля принадлежит кислородной (окислительной, аэробной) энергетической системе. Рекордная мощность в беговых упражнениях составляет примерно 40 ккал/мин. Возможная предельная продолжительность соревновательных упражнений у выдающихся спортсменов - от 1 до 2 мин. К соревновательным упражнениям относятся: бег на 800 м, плавание на 200 м, бег на коньках на 1000 и 1500 м, заезды на 1 км в велоспорте (трек).

Мощность и предельная продолжительность этих упражнений таковы, что в процессе их выполнения показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, сердечный выброс, ЛВ, скорость потребления О2) могут быть близки к максимальным значениям для данного спортсмена или даже достигать их. Чем продолжительнее упражнение, тем выше на финише эти показатели и тем значительнее доля аэробной энергопродукции при выполнении упражнения. После этих упражнений регистрируется очень высокая концентрация лактата в рабочих мышцах и крови - до 20- 25 ммоль/л. Соответственно рН крови снижается до 7,0. Обычно заметно.повышена концентрация глюкозы в крови-до 150 мг%, высоко содержание в плазме крови катехоламинов и гормона роста.

Ведущие физиологические системы и механизмы - емкость и мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц, функциональные (мощност-ные) свойства нервно-мышечного аппарата, а также кислород-транспортные возможности организма (особенно сердечно-сосудистой системы) и аэробные (окислительные) возможности рабочих мышц. Таким образом, упражнения этой группы предъявляют весьма высокие требования как к анаэробным, так и к аэробным возможностям спортсменов.

Аэробные упражнения. Мощность нагрузки в этих упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц может происходить (главным образом или исключительно) за счет окислительных (аэробных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Поэтому мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О2. Если дистанционное потребление О2 соотнести сопредельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК, или "кислородным потолком"), то можно получить представление об относительной,аэробной физиологической мощности выполняемого им упражнения. По этому показателю среди аэробных циклических упражнений выделяются пять групп (см. схему на стр. 14).

1. упражнения максимальной аэробной мощности (95-100% МПК);
2. упражнения околомаксимальной аэробной мощности (85-90% МПК);
3. упражнения субмаксимальной аэробной мощности (70-80% МПК);
4. упражнения средней аэробной мощности (55- 65%'отМПК);
5. упражнения малой аэробной мощности (50% от МПК и менее).

Общая энергетическая характеристика аэробных циклических упражнений приводится в табл. 6. '.

Ведущими физиологическими системами и механизмами, определяющими успешность выполнения аэробных циклических упражнений, служат функциональные возможности кислородтранспортной системы и аэробные возможности рабочих мышц.

По мере снижения мощности этих упражнений (увеличения предельной продолжительности) уменьшается доля анаэробного (гли-колитического) компонента энергопродукции. Соответственно снижаются концентрация лактата в крови (см. рис. 6) и прирост концентрации глюкозы в крови -^степень гипергликемии). При упражнениях длительностью в несколько десятков минут гипергликемии вообще не наблюдается (см. рис. б). Более того, в конце таких упражнений может отмечаться снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия).

Таблица 6. Энергетическая и эргометрическая характеристики аэробных циклических спортивных упражнений

Группа	Дистанционное потребление О2, % от МПК	Соотношение трех энергетических, систем, %	Главные энергетические субстраты*	Рекордная мощность, кал/мин	Рекордная продолжительность, мин
фосфагенная + лактацидная	лактацидная + кислородная	кислородная
Максимальной аэробной мощности	95-100		55-40	25-40	Мышечный гликоген		3- 10
Околомаксимальной аэробной мощности	85- 90	10-5	20-15	70-80	Мышечный гликоген, жиры и глюкоза крови		10- 30
Субмаксимальной аэробной мощности	70-80				Мышечный гликоген, жиры и глюкоза крови		30-120
Средней аэробной мощности	55-65				Жиры, мышечный гликоген и глюкоза крови		120-240
Малой аэробной мощности	50 и ниже				Жиры, мышечный гликоген 'И глюкоза крови	12 и ниже	> 240

* Перечисляются в порядке значимости (удельного вклада).

Рис. 8. Концентрация адреналина, норадреналина и лактата в плазме крови, ЧСС и скорость потребления О2 у нетренированных мужчин и спортсменов при разных абсолютных (слева) и относительных аэробных нагрузках (по М. Леману и др., 1981)

Чем больше мощность аэробных упражнений, тем выше концентрация катехо-ламинов в крови (рис. 8) и гормона роста (см. рис. 6). Наоборот, по мере снижения мощности нагрузки содержание в крови таких гормонов, как глюкагон и кортизол, увеличивается, а содержание инсулина уменьшается (см. рис. 6).

С увеличением продолжительности аэробных упражнений повышается температура тела, что предъявляет повышенные требования к системе терморегуляции.

Упражнения максимальной аэробной мощности (с дистанционным потреблением кислорода 95-100% от индивидуального МПК) -это упражнения, в которых преобладает аэробный компонент энергопродукции - он составляет до. 60-70%. Однако энергетический вклад анаэробных (преимущественно гликолитических) процессов еще очень значителен. Основным энергетическим субстратом при выполнении этих упражнений служит мышечный гликоген, который расщепляется как аэробным, так и анаэробным путем (в последнем случае с образованием большого количества молочной кислоты). Предельная продолжительность таких упражнений - 3-10 мин. К соревновательным упражнениям этой группы относятся: бег на 1500 и 3000 м, бег на 3000 и 5000 м на коньках, плавание на 400 и 800 м, академическая гребля (классические дистанции), заезды на 4 км на велотреке.

Через 1,5-2 мин после началаупражнений достигаются максимальные для данного человека ЧСС, систолический объем крови и сердечный выброс, рабочая ЛВ, скорость потребления О2 (МПК). По мере продолжения упражнения ЛВ, концентрация в крови лактата и катехоламинов продолжает нарастать. Показатели работы сердца и скорость потребления О2 либо удерживаются на максимальном уровне (при состоянии высокой тренированности), либо начинают несколько снижаться.

После окончания упражнения концентрация лактата в крови Достигает 15-25 ммоль/л в обратной зависимости от предельной продолжительности упражнения и в прямой - от квалификации-спортсмена (спортивного результата).

Ведущие физиологические системы имеха-н и з м ы - общие для всех аэробных упражнений; кроме того, существенную роль играет мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц.

Упражнения околомаксимальной аэробной мощности (с дистанционным потреблением О2 85-95% от индивидуального МПК) - это упражнения, при выполнении которых до 90% всей знергопро-дукции обеспечивается окислительными (аэробными) реакциями в рабочих мышцах. В качестве субстратов окисления используются в большей мере углеводы, чем жиры (дыхательный коэффициент около 1,0). Главную роль играют гликоген рабочих мышц и в меньшей степени - глюкоза крови (на второй половине дистанции). Рекордная продолжительность упражнений до 30 мин. К этой группе относятся: бег на дистанциях 5000 и 10 000 м, плавание на дистанции 1500 м, бег на лыжах до 15 км и на коньках на 10 000 м. В процессе выполнения упражнений ЧСС находится на уровне 90-95%, ЛВ - 85-90% от индивидуальных максимальных значений. Концентрация лактата в крови после упражнения у высококвалифицированных спортсменов - около 10 ммоль/л. В процессе выполнения упражнения происходит существенное повышение температуры тела - до 39°.

Упражнения субмаксимальной аэробной мощности (с дистанционным потреблением О2 70-80% от индивидуального МПК) - это упражнения при выполнении которых более 90% всей энергии образуется аэробным путем. Окислительному расщеплению подвергаются в несколько большей степени, углеводы, чем жиры (дыхательный коэффициент примерно 0,85-0,90). Основными энергетическими субстратами служат гликоген мышц, жиры рабочих мышц и крови и (по мере продолжения работы) глюкоза крови. Рекордная продолжительность упражнений - до 120 мин. В эту группу входят: бег на 30 км и более (включая марафонский бег), лыжные гонки на 20-50 км, спортивная ходьба до 20 км.

На протяжении упражнения ЧСС находится на уровне 80-90%, а ЛВ - 70-80% от максимальных значений для данного спортсмена. Концентрация лактата в крови обычно не превышает 4 ммоль/л. Она заметно увеличивается только в начале бега или в результате длительных подъемов. На протяжении выполнения этих упражнений температура тела может достигать 39-40°.

Ведущие физиологические системы и механизмы - общие для всех аэробных упражнений и, кроме того, емкость кислородной (окислительной) системы, которая зависит в наибольшей мере от запасов гликогена в рабочих мышцах, и печени и от способности мышц к повышенной длительной утилизации (окислению) жиров.

Упражнения средней аэробной мощности (с дистанционным потреблением О2 55-65% от индивидуального МПК) - это упражнения, при выполнении которых почти вся энергия рабочих мышц обеспечивается аэробными процессами. Основным энергетическим субстратом служат жиры рабочих мышц и крови, углеводы играют относительно меньшую роль (дыхательный коэффициент около 0,8). Предельная продолжительность упражнения - до нескольких часов. К упражнениям этой группы относятся: спортивная ходьба на 50 км, лыжные гонки на сверхдлйнные дистанции (более 50 км).

Кардиореспираторные показатели не превышают 60-75% от максимальных для данного спортсмена. Во многом характеристики этих упражнений и упражнений предыдущей группы близки.

Упражнения малой аэробной мощности (с дистанционным потреблением О2 50% и менее от индивидуального МГЩ) - это упражнения, при выполнении которых практически вся энергия рабочих мышц обеспечивается за счет окислительных процессов, в которых расходуются главным образом жиры и в меньшей степени углеводы (дыхательный коэффициент менее 0,8). Упражнения такой относительной физиологической мощности могут выполняться в течение многих часов. Это соответствует бытовой деятельности человека (ходьба) или упражнениям в системе занятий массовой или лечебной физической культурой.

Классификация ациклических упражнений

Ациклические соревновательные упражнения на основе их кине-.матических и динамических характеристик можно разделить на 1) взрывные, 2) стандартно-переменные, 3) нестандартно-переменные и 4) интервально-повторные (см. схему на стр. 14).

Взрывные упражнения. К взрывным упражнениям относятся прыжки и метания. Группу прыжков составляют прыжки в легкой атлетике (в длину, в высоту, тройным, с шестом), прыжки на лыжах с трамплина и прыжки с трамплина в воднолыжном спорте, прыжки в воду, гимнастические и акробатические прыжки. В группу Метаний входят легкоатлетические метания: диска, копья, молота, толкание ядра. Частным случаем метаний являются тяжелоатлетические упражнения (рывок и толчок).

Характерная особенность взрывных упражнений - наличие одного или нескольких акцентированных кратковременных усилий большой мощности ("взрыва"), сообщающих большую скорость всему телу и (или) верхним конечностям со спортивным снарядом. Эти взрывные мышечные усилия обусловливают: а) дальность прыжка в длину или высоту; б) продолжительность полета, во время которого выполняются сложные движения в воздухе (прыжки в воду, гимнастические и акробатические прыжки); в) максимальную (в легкоатлетических метаниях) или необходимую (в тяжелоатлетических упражнениях) дальность полета спортивного снаряда.

Все взрывные упражнения имеют очень небольшую продолжительность - от нескольких секунд до немногих десятков секунд. Значительную часть большинства взрывных упражнений составляют циклические движения - разбег или разгон. Каждое взрывное упражнение выполняется как единое целое, что определяет и особенности обучения таким движениям.

Стандартно-переменные упражнения - это соревновательные упражнения в спортивной и художественной гимнастике и акробатике (кроме прыжков), в фигурном катании на коньках и на водных лыжах, в синхронном плавании. Для этих упражнений характерно объединение в непрерывную, строго фиксированную, стандартную цепочку разнообразных сложных действий (элементов), каждое из которых является законченным самостоятельным действием и потому может разучиваться отдельно и входить как компонент в самые разные комбинации (комплексные упражнения).

Нестандартно-переменные (ситуационные) упражнения включают все спортивные игры и спортивные единоборства, а также все разновидности горнолыжного спорта. На протяжении выполнения этих упражнений резко и нестандартным образом чередуются периоды с разным характером и интенсивностью двигательной деятельности - от кратковременных максимальных усилий взрывного характера (ускорений, прыжков, ударов) до физической нагрузки относительно невысокой интенсивности, вплоть до полного отдыха (минутные перерывы у боксеров и борцов, остановки в игре, периоды отдыха между таймами в спортивных играх).

В связи с этим в нестандартно-переменных упражнениях можно выделить рабочие периоды, т. е. периоды особенно интенсивной двигательной активности (деятельности), и промежуточные периоды, или периоды относительно мало интенсивной двигательной активности.

К интервально-повторным упражнениям относятся соревновательные, а также комплексные тренировочные упражнения, которые составлены из стандартной комбинации различных или одинаковых элементов, разделенных периодами полного или частичного отдыха. При этом элементы, входящие в такую комбинацию, могут быть однородными (по характеру и интенсивности) циклическими или ациклическими упражнениями. Так, к интервально-повторным упражнениям относится тренировочное упражнение с повторным пробеганием (проплыванием) определенных отрезков дистанции на большой скорости, чередуемым с периодами полного или частичного-отдыха. Другой пример - поднимание штанги несколько раз подряд. К соревновательным интервально-повторным упражнениям относятся биатлон и спортивное ориентирование.

Если во время выполнения комплексных тренировочных упражнений рабочие периоды чередуются с промежуточными периодами полного отдыха, то такие упражнения обозначаются как повторные переменные упражнения*.

* От повторных переменных упражнений следует отличать повторное выполнение одного и того же или разных упражнений на тренировках и соревнованиях. Примерами последних могут служить повторные попытки в прыжках или метаниях, отдельные подходы к снаряду, выполнение в течение одного или нескольких дней разных видов программы многоборья. Здесь каждая попытка или каждый вид программы - самостоятельные упражнения циклического или ациклического характера. В отличие от повторных переменных упражнений, в которых длительность рабочих периодов и интервалов между ними обычно почти одинакова (отличаются не более чем в несколько раз), при повторных попытках или выполнении разных видов программы (в многоборье) интервалы между ними в десятки и сотни раз длительнее, чем само упражнение.

Если при выполнении упражнения рабочие периоды сменяются промежуточными периодами частичного отдыха, т. е. работой значительно более низкой интенсивности (например, бегом трусцой), то такие упражнения обозначают как интервальные переменные упражнения. По существу, подавляющее большинство комплексных тренировочных упражнений и каждое тренировочное занятие в целом являются интервально-повторными упражнениями.

Глава 2. Динамика физиологического состояния организма при спортивной деятельности

Рис. 9. Динамика изменения физиологических функций перед началом, во время и после работы средней (вверху) и максимальной (внизу) аэробной мощности

При выполнении тренировочного или соревновательного упражнения в функциональном состоянии спортсмена происходят значительные изменения. В непрерывной динамике этих изменений можно выделить три основных периода: предстартовый, основной (рабочий) и восстановительный (рис. 9).

Предстартовое состояние характеризуется функциональными изменениями, предшествующими началу работы (выполнению упражнения).

В рабочем периоде различают быстрые изменения функций в самый начальный период работы -состояние врабаты-вания и следующее за ним относительно неизменное (а точнее, медленно изменяющееся) состояние основных физиологических функций, так называемое устойчивое состояние. В процессе выполнения упражнения развивается у т о м л е н и е, которое проявляется в снижении работоспособности, т. е. невозможности продолжать упражнение на требуемом уровне интенсивности, или в полном отказе от продолжения данного упражнения.

Восстановление функций до исходного, предрабочего, уровня характеризует состояние организма на протяжении определенного времени после прекращения упражнения.

Каждый из указанных периодов в состоянии организма характеризуется особой динамикой физиологических функций различных.систем, органов и всего организма в целом. Наличие этих периодов, их особенности и продолжительность определяются прежде характером, интенсивностью и продолжительностью выполняемого упражнения, условиями его выполнения, а также степенью тренированности спортсмена.

Дата добавления: 2015-05-09