1 зоны мощности физической нагрузки. Основные признаки и виды классификаций физических нагрузок

Интернет

В циклических движениях относительно постоянны средняя мощность нагрузки и скорость перемещения на дистанции. Исключение составляют лишь очень короткие дистанции, где значителен период разбега.

Все циклические движения характеризуются определенной мощностью. Мощность - это количество работы в единицу времени. Она зависит от силы

мышечных сокращений, их частоты и амплитуды движений. Например, мощность pa6oты при беге будет зависеть от силы отталкивания, длины шагов, их частоты, передвижения в гору или под гору.

Мощность напрямую связана со скоростью движения. Чем выше скорость, тем больше мощность и наоборот.

От мощности работы зависит время, в течение которого она может выполняться. Чем выше мощность, тем короче время работы.

Для всех циклических движений характерно наличие четырех зон мощности.

I. Зона работы максимальной мощности.

Для этой зоны характерна максимально возможная частота движений. Работа с максимальной мощностью может выполняться не более 20 секунд. К этому виду работы относятся: бег на 100 метров, в велосипедном спорте - гиты на 200 и 500 метров и т.д.

Основная характеристика работы максимальной мощности - это то, что она протекает в анаэробных условиях (анаэробный компонент энергообеспечения составляет 90 - 100%). Мощность работы настолько велика, а время работы коротко, что организм не в состоянии обеспечить энергозапросы за счет аэробных процессов. Минутный кислородный запрос в беге на 100 метров достигает 40 литров, в то время как МПК даже спортсменов высокого класса не превышает 5-6 литров в минуту и может быть достигнуто только к третьей минуте. Поэтому во время работы кислородный запрос обеспечивается лишь незначительно, и образуется кислородный долг, который составляет 95-98% от запроса (7,5 – 11,7л).

Основными источниками энергии являются АТФ и КрФ, находящиеся в мышцах, поэтому в кислородном долге преобладает алактатная фракция.

В работе максимальной мощности высокая частота движений сочетается с большой силой сокращений мышц и с высокой их возбудимостью.

ЧСС начинает увеличиваться еще перед стартом (до 140-150 ударов), продолжает расти во время работы и достигает наибольшей величины сразу после финиша, составляя 80-90% от максимально возможного уровня - 170-180 ударов в минуту.

На протяжении всей работы в зоне максимальной мощности спортсмен успевает сделать лишь несколько вдохов и выдохов. Поэтому частота, глубина и минутный объем дыхания (МОД) практически не увеличиваются. Они возрастают

после работы, обеспечивая компенсацию кислородного долга.

Суммарный кислородный запрос в этой зоне, в отличие от минутного, невелик - всего 8-12 литров.

Ведущими физиологическими системами, определяющими спортивный результат при работе максимальной мощности, являются - нервная система, нервно-мышечный аппарат (скоростно-силовые качества) и системы, обеспечивающие анаэробные возможности организма.

Быстрое утомление при работе в этой зоне объясняется исчерпанием возможностей клеток ЦНС, посылающих с максимальной частотой импульсы к мышцам, а также исчерпанием запасов АТФ и КрФ в мышцах.

II. Зона работы субмаксимальной мощности.

Для работы субмаксимальной мощности характерна высокая частота движений, но меньшая, чем при работе максимальной мощности.

Работа проходит в субмаксимальной зоне мощности в упражнениях, длящихся от 20 секунд до 3-4 минут. К этой группе относятся: бег на 400, 800 и 1500 метров; конькобежный спорт, плавание, гребля, велосипедный спорт с временем работы до 4 минут.

Эта работа идет преимущественно за счет анаэробных источников энергии, но в этой зоне уже идут и аэробные процессы. Чем больше время работы (ближе к 3 минутам), тем большее значение имеют аэробные источники.

Работу в зоне субмаксимальной мощности можно разделить на две подгруппы:

1) работа, длящаяся до 50 секунд;

2) работа, длящаяся более 50 секунд (до 4 минут).

Работа до 50 секунд ведется преимущественно, как и в зоне максимальной мощности, за счет анаэробных источников, только в данном случае преобладает значение анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза), а в зоне максимальной мощности - АТФ и КрФ. В кислородном долге преобладает лактатная фракция, но алактатная еще составляет значительную часть.

При работе, длящейся более 50 секунд (до 4 минут) лишь 15-20% энергии обеспечивается за счет АТФ и КрФ, 55% - за счет гликолиза и 25% - за счет аэробного

расщепления глюкозы, поэтому кислородный долг в основном составляет лактатная фракция.

В сравнении с зоной максимальной мощности в зоне субмаксимальной мощности суммарный кислородный запрос выше и составляет, в зависимости от времени работы, 20 -50л, а минутный – ниже (до 35л); кислородный долг в процентном отношении к запросу - меньше (75 - 85%), а в литрах – больше (до 35л).

Для этой зоны характерно резкое усиление кровообращения и дыхания (особенно при работе, длящейся более 50 секунд). При этом увеличиваются до предельных показателей ЧСС (200 - 220 уд/мин), ЧДД, систолический объем и минутный объем крови (до 35 - 40 литров).

Вследствие того, что в этой зоне интенсивно идут процессы гликолиза, образуется огромное количество молочной кислоты, что вызывает сдвиг рН крови и тканей в кислую сторону. Организм к концу работы находится практически в состоянии «отравления» молочной кислотой (содержание в крови 20 - 25 ммоль/л). При этом наблюдаются другие биохимические изменения: высокая концентрация в крови гормона роста, катехоламинов, увеличение содержания глюкозы. Таким образом, зона субмаксимальной мощности - является зоной максимальных физиологических сдвигов.

Спортивный результат при работе в этой зоне определяется возможностями нервно-мышечного аппарата, а также как мощностью гликолитической (анаэробной) энергетической системы, так и мощностью окислительной (аэробной) системы. Большое значение также имеет деятельность сердечно- сосудистой и дыхательной систем.

III. Зона работы большой мощности.

Работа в зоне большой мощности характерна для упражнений, длящихся от 3 до 20 -30 минут (бег от 3000 до 10000 метров).

Суммарный кислородный запрос в этой зоне выше, чем в субмаксимальной (на 10 км - около 130 л), а минутный ниже (5 -6 л).

Через несколько минут после старта потребление кислорода близко к МПК, но, несмотря на это, кислородный запрос все же превышает потребление, поэтому образуется кислородный долг. Кроме того, поддерживать потребление кислорода на уровне близком к МПК (он составляет около 80% от МПК) долго невозможно. Через некоторое время от начала работы потребление кислорода падает, что еще боле увеличивается кислородный долг. В итоге он составляет 20 - 30% от запроса. Лактатная фракция в долге преобладает над алактатной, т.к. за счет гликолиза обеспечивается 15 - 20% энергетических потребностей, а за счет АТФ и КрФ в мышцах только 5 - 10%.

Остальные энергетические потребности (около 80%) покрываются за счет окислительного фосфорилирования глюкозы.

Минутный объем крови в этой зоне составляет 25 - 35 литров, систолический -120 - 160 мл; минутный объем дыхания (МОД) - 130 - 160 л/мин. К З-4 минуте от начала работы ЧСС увеличивается до 180.

Ведущими физиологическими системами при работе в зоне большой мощности являются: сердечно - сосудистая и дыхательная системы, которые функционируют на пределе возможностей. Большую роль играют выделительные процессы в связи с необходимостью выведения молочной кислоты через пот и в связи с необходимостью увеличения теплоотдачи, т.к. температура тела увеличивается при таком режиме работы на 1-2 градуса по Цельсию.

Деятельность этих систем, а также аэробные возможности организма и запасы гликогена определяют работоспособность и спортивный результат при работе в этой зоне.

IV. Зона работы умеренной мощности.

Длительность работы в этой зоне может составлять несколько часов. В группу упражнений с умеренной мощностью входят: бег на 30 км и более (включая марафонский), лыжные гонки от 20 до 50 км, спортивная ходьба с дистанцией свыше 20 км.

Для упражнений в зоне умеренной мощности характерно наличие устойчивого состояния, т.е. равенства величин кислородного запроса и потребления. Наличие устойчивого состояния свидетельствует о том, что энергетические потребности организма практически полностью удовлетворяются за счет аэробных источников. Только в начале работы кислородный запрос превышает потребление.

Часть потребляемого кислорода идет на окислительный ресинтез АТФ, другая часть на непосредственное окисление углеводов и жиров.

В этой зоне возрастает роль жиров как источника энергии, а роль углеводов уменьшается.

Суммарный кислородный запрос составляет до 500 литров.

Потребление кислорода находится на уровне ниже 70% от МПК.

Кислородный долг и накопление молочной кислоты практически отсутствуют. Кислотность крови в норме.

ЧСС при работе в зоне умеренной мощности составляет 140 - 160 уд/мин. Температура тела может достигать 39-40 градусов по Цельсию.

К концу работы в этой зоне (особенно в условиях марафонского бега) наступает истощение запасов гликогена, что ведет к снижению уровня глюкозы в крови до 50 мг% (в норме уровень глюкозы 80 -110 мг%). Это может привести к нарушению работы головного мозга и, как следствие, к обмороку.

Для этой зоны характерно значительное потоотделение (теряется до 1 кг от массы тела в час), что ведет к увеличению вязкости крови, увеличению осмотического давления крови и потере солей. Для нейтрализации вышеперечисленных негативных последствий длительной работы рекомендуется прием растворов глюкозы на дистанции, обильное питье малыми порциями (по 150 - 250 мл) и солевые растворы после работы.

Работа переменной мощности.

Работа переменной мощности наблюдается в кроссах, велогонках и лыжных гонках с перепадом высот на дистанции.

Переменная мощность чаще встречается при работе длительностью более 30 минут.

Если перемена мощности связана с особенностями рельефа, то при преодолении подъемов увеличивается частота движений и сила сокращений мышц, т.е. возрастает мощность работы. При этом увеличивается ЧСС, возрастает систолическое артериальное давление, увеличивается частота дыхания (у велосипедистов может достигать 60 - 70 раз в минуту).

В связи со значительным увеличением ЧСС (до 200 - 210 ударов), укорачивается диастола, во время которой сердце наполняется кровью. Это ведет к снижению величины систолического объема.

Несмотря на то, что потребление кислорода у спортсменов высокого класса может достигать 90% от МПК, этого недостаточно для того, чтобы обеспечить возрастающую мощность работы. Спортсмен достигает ПАНО, возрастает значение анаэробных источников энергии, что ведет к росту кислородного долга и накоплению молочной кислоты.

При спусках мышцы расслабляются, снижается мощность работы. При этом ЧСС еще некоторое время (30 - 50 секунд) поддерживается на прежнем уровне, затем снижается. Падает систолическое артериальное давление. Частота дыхания, также как и ЧСС уменьшается не сразу. Это необходимо для ликвидации кислородного долга. При этом уровень молочной кислоты снижается.

Кратковременное увеличение мощности работы оказывает положительное влияние на приспособительные процессы в организме. Выбрасываемый адреналин увеличивает обмен веществ, усиливает мобилизацию гликогена, повышая уровень глюкозы в крови. Закисление тканей продуктами обмена, в том числе молочной кислотой, облегчает переход кислорода из капилляров в ткани, усиливая тканевое дыхание.

Длительность работы переменной мощности ограничивается истощением энергетических резервов и утомлением ЦНС, т.к. предъявляются большие требования к сенсорным системам и координации движений (например, в лыжных гонках на спусках с поворотами).

Зона большой мощности

К циклической, динамической работе большой мощности, совершающейся в пределах от 3-5 до 30-40 мин, можно отнести следующие дистанции: легкоатлетический бег от 3 до 10 км включительно, греблю - от 1000 до 5000 м, бег на лыжах на 5-10 км, плавание на 800, 1500 м, бег на коньках на 5-10 км, велогонки от 10 до 20 км и т. п.

Осуществление указанных видов мышечной деятельности характеризуется большой интенсивностью деятельности двигательного аппарата в сочетании с предельно доступной функциональной активностью вегетативных систем организма на протяжении значительного периода времени. Убедительным свидетельством уровня напряженности деятельности организма в этих условиях может служить рабочее потребление кислорода, достигающее 5-5,5 л/мин (т. е. уровня максимального потребления). При этом важно отмстить, что минутный кислородный запрос равен 6-7 л. Иначе го-

воря, даже предельного рабочего потребления кислорода часто оказывается недостаточно для удовлетворения кислородного запроса. Такое устойчивое рабочее потребление кислорода получило в физиологии спорта название "ложное, или кажущееся, устойчивое состояние". Понятно, что высокое потребление кислорода может быть обеспечено весьма напряженной деятельностью всей системы кислородного транспорта. Поэтому ЧСС достигает предельных величин - 200 и более в 1 мин, ударный (систолический) объем крови возрастает до 180-200 мл, а минутный объем крови (МОК) соответственно увеличивается до 32-40 л/мин.

Высокой напряженностью характеризуется деятельность дыхательного аппарата. Например, минутный объем дыхания (МОД) во время работы поддерживается на уровне 120-140 л/мин. Наряду с увеличением объема и скорости кровотока в крови отмечается увеличение количества эритроцитов за счет выхода крови из депо. Суммарный кислородный долг (КД) достигает 12-20 л и более, а относительный кислородный долг составляет 50-20 % от кислородного запроса. Содержание молочной кислоты в крови доходит до 100-200 мг% и более, то есть по сравнению с уровнем покоя возрастает в 10 и более раз, что сопровождается снижением щелочных резервов крови на 40-50 %, а pH снижается до 7,2-7,0. Такого рода многообразные и существенные изменения гомеостаза нередко обусловливают возникновение по ходу работы своеобразных состояний, получивших название "мертвой точки" и "второго дыхания". Общий расход энергии в данной зоне мощности достигает 900 ккал, а удельный - 0,5-0,4 ккал/с. Восстановительные процессы достигают значительной длительности - до нескольких часов. К факторам, лимитирующим работоспособность и вызывающим утомление при работе большой мощности, можно отнести: предел функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы и всей системы транспорта кислорода, длительно действующую гипоксию, перенапряжение нейроэндокринной системы регуляции физиологических функций, угнетающее действие метаболических сдвигов во внутренней среде организма на ЦНС.

Зона умеренной мощности

В данной зоне мощности совершаются такие виды мышечной деятельности спортивного характера, как марафонский бег, бег на сверхдлинные дистанции различной величины; многочасовые сверхдлинные заплывы, лыжные гонки более чем на 10 км; велотуры, гребной марафон и т. п., то есть спортивные упражнения циклического характера длительностью от 30-40 мин и более. Для работы, осуществляемой в зоне умеренной мощности, наиболее характерная особенность - почти полное равновесие между кислородным запросом и рабочим потреблением кислорода в течение всего времени работы. Такое рабочее состояние но потреблению кислорода было названо А. Хиллом "истинным устойчивым состоянием". Абсолютная величина КД при этом оказывается не более 4-5 л, то есть не более 3-5 % от суммарной величины кислородного запроса, что не служит фактором, лимитирующим работоспособность. И тем не менее на протяжении целого ряда часов поддерживается ЧСС на уровне 150-180 уд/мин, а при величине систолического объема в 120-150 мл МОК достигает 20-25 л и более.

Минутное потребление кислорода в этих условиях доходит до 3,0^4,0 л. Удельный расход энергии составляет около 0,3 ккал/с, а ее общий расход - до 10 000 ккал. Расход углеводов весьма велик, о чем свидетельствует снижение содержания сахара в крови со 100 мг % в покое до 40-50 мг % на финише марафонской дистанции. В силу этого обстоятельства в процессе работы, протекающей в зоне умеренной интенсивности, в качестве энергетического источника весьма активно используются жиры. Естественно, что в этих условиях восстановительный период весьма длительный - в большей части случаев продолжается не менее 2-3 суток, если судить об этом по восстановлению исходного уровня работоспособности, а не какого-либо отдельно взятого показателя, например ЧСС, легочной вентиляции, содержания гликогена в работавших мышцах и т. д.

К факторам, ограничивающим работоспособность и вызывающим утомление при работе умеренной мощности, относятся: ухудшение функциональной подвижности нервных центров: истощение функциональных резервов эндокринной системы; весьма значительное снижение энергетических ресурсов; обильное потоотделение, сопровождающееся потерей значительного количества хлоридов, нарушением количественного соотношения ионов.

Л е г к а я а т л е т и к а

Наиболее наглядное представление о биохимических сдвигах в организме при выполнении упражнений разных зон мощности можно получить при анализе легкоатлетического бега. Ни один другой циклический вид спорта не имеет такого широкого диапазона мощности и продолжительности упражнений и такой высокой степени их градации.

Упражнения максимальной зоны мощности

(бег на 100 и 200 м)

Из-за кратковременности работы при ее выполнении в организме не происходит значительных изменений. Основной механизм энергообеспечения при беге на 100 м и креатинфосфатный, при беге на 200 м существенную роль играет и гликолиз. В мышцах происходит снижение содержания креатинфосфата и гликогена, повышается содержание креатина, неорганического фосфата, молочной кислоты, повышается активность ферментов анаэробного обмена. Выход молочной кислоты из мышц в кровь, протекающий сравнительно медленно, происходит в основном после окончания работы. Как правило, после работы максимальной интенсивности наивысшие концентрации в крови молочной кислоты наблюдаются на 5-10 мин восстановительного периода и достигают 100-150 мг %. Это связано не только с замедленным выходом молочной кислоты из мышц в кровь, но и с возможностью ее образования после работы, поскольку ресинтез креатин- фосфата частично происходит за счет гликолиза.

Происходит увеличение легочной вентиляции, потребление кислорода, частоты сердечных сокращений. Однако ни один из указанных показателей не достигает за время работы своих максимальных значений. В течение нескольких секунд после завершения работы может происходить дальнейшее увеличение частоты сердечных сокращений и потребление кислорода.

Потребляемое за работу количество кислорода составляет 5-10 % от кислородного запроса, который при работе максимальной интенсивности может превышать 30 л/мин. После работы образуется значительная величина кислородного долга (95% от кислородного запроса), содержащего алактатную и лактатную фракции. При этом после бега на 200 м величина алактатной фракции приближается к своему максимальному для данного испытуемого значению.

Энергетическое обеспечение мышечной деятельности

Вид нагрузки	Пути ресинтеза АТФ	Окисляемый субстрат	Кислородный долг, %	Содержание лактата в крови, мг. %
Работа максимальной мощности (до 30 с )
Прыжок с места	Креатинкиназная реакция Гликолитическое фосфорилирование	Креатинфосфат Гликоген мышц	95-97	15-100
Одноразовый подъем штанги	То же	То же	То же	То же
Гимнастическое упражнение	То же	То же	То же	То же
Спринт и т.д.	То же	То же	То же	То же
Работа субмаксимальной мощности (до 5 мин .)
Бег на 800 м	Креатинкиназная реакция	Креатинфосфат
	Гликолитическое фосфорилирование Дыхательное фосфорилирование	Гликоген мышц Сахар крови Гликоген печени	75-94	до 450
Плавание на 400 м	То же	То же	То же	То же
Велогонки на короткие дистанции	То же	То же	То же	То же
Поединок	То же	То же	То же	То же
Работа умеренной мощности (более 40 мин)
Спортивная ходьба	Креатинкиназная реакция Гликолитическое фосфорилирование Дыхательное фосфорилирование	Креатинфосфат Гликоген мышц Сахар крови Гликоген печени Жирные кислоты Аминокислоты Молочная кислота	До 10	20-40
Марафонский бег	То же	То же	То же	То же
Тренировочное занятие	То же	То же	То же	То же
Волейбол	То же	То же	То же	То же
Вело-и лыжные гонки на сверхдлинные дистанции и т.д.	То же	То же	То же	То же

Восстановление после работы максимальной интенсивности протекает сравнительно быстро и завершается к 35-40 мин восстановительного периода.

Кумулятивные биохимические изменения в организме при тренировке упражнениями максимальной зоны мощности заключаются в накоплении в организме креатинфосфата, гликогена мышц, повышении активности ряда ферментов, особенно АТФ-азы, креатинфосфокиназы, ферментов гликолиза, повышении содержания сократительных белков и других изменениях.

После 30-40-минутного отдыха выполнение упражнения можно повторять. Однако в спортивной практике часто применяют интервальный метод, при котором период отдыха спринтеров постепенно сокращается. Это повышает аэробную способность организма и его адаптацию к работе в условиях гипоксии.

Постоянная тренировка упражнениями максимсальной мощности способствует накоплению в мышцах креатинфосфата, сократительных белков и гликогена, повышает активность АТФ-азы, креатинфосфатазы и ферментов гликолиза.

Упражнения субмаксимальной зоны мощности

(бег 400, 800, 1000, 1500 м)

Основным механизмом энергообеспечения является гликолиз, но важную роль играют креатинфосфатные и аэробнвые процессы. Значимость аэробного механизма повышается с увеличением продолжительности работы (в пределах данно й зоны мощности). Пробегание дистанций легкоатлетического бега, относящихся к субмаксимальной зоне мощности, сопровождается повышением активности ферментов энергетического обмена, накоплением в организме наибольших количеств молочной кислоты, концентрация которой в крови может достигать 250 мг % и более. Часть молочной кислоты связывается буферными системами организма, которые исчерпывают себя при выполнении упражнений этой зоны на 50-60 %. Происходит значительный сдвиг рН внутренней среды в кислую сторону. Так, рН крови у квалифицированных спортсменов сможет снижаться до значения 6,9-7,0.

Накопление больших количеств молочной кислоты в крови меняет проницаемость почечных канальцев, вследствие чего в моче появляется белок. В мышцах, и отчасти в крови, повышается содержание пировиноградной кислоты, креатина, фосфорной кислоты.

Непосредственно в процессе бега на дистанции, относящиеся к зоне субмаксимальной мощности, происходит повышение содержания сахара в крови. Однако из-за кратковременности работы это повышение не столь значительно.

Легочная вентиляция и потребление кислорода во время бега приближаются к своим максимальным значениям. Близких к максимальным значениям достигает и частота сердечных сокращений (до 200 уд/мин и выше).

После бега на 400-1500м у спортсменов зарегистрированы близкие к максимальной для них величины кислородного долга (90-50 %), содержащего как алактатную, так и лактатную фракции.

Выполнение субмаксимальных нагрузок значительно повышает активность обмена веществ в организме, при котором может наступить частичное разобщение процессов окислительного фосфорилирования, вызывающее повышение температуры тела на 1-1,5 о С. Это усиливает потоотделение, сопровождающееся выведением из организма части молочной кислоты, а также фосфатов, содержание которых в крови повышено.

В связи с тем, что при беге на средние дистанции энергообеспечение организма происходит анаэробным и аэробным путями, в организме бегунов в процессе работы в значительной мере используются внутримышечные энергетические субстраты (креатинфосфат, гликоген), а также гликоген печени. Об этом свидетельствует существенное повышение содержания сахара в крови (до 2,4 г/л), которое на финише может снижаться (особенно у малотренированных спортсменов) в результате преждевременного развития тормозных процессов в центральной нервной системе.

Характерной особенностью нагрузки субмаксимальной мощности является наличие «мертвой точки» (внезапное понижение работоспособности), которая наступает при беге на 800м – на 60-80с, при беге на 1500м – на 2-3 мин и может быть преодолена волевым усилием спортсменов. При правильной организации тренировки, оптимальном распределении сил на дистанции подобное состояние организма может и не наступить

Основной причиной «мертвой точки» являются биохимические нарушения в отдельных зонах головного мозга, что свидетельствует о кортикальном происхождении этой точки.

Все биохимические изменения, возникающие в организме спортсменов при беге на средние дистанции, могут наблюдаться также при беге на такие дистанции с барьерами. Продолжительность восстановительного периода после пробега средних дистанций составляет от одного до двух часов.

В процессе тренировки спортсменов упражнениями субмаксималоьной мощности особое внимание следует уделять усовершенствованию анаэробных путей ресинтеза АТФ, а также адаптации спортсменов к значительному повышению кислотности среды их организма. Не менее важно развивать и аэробные возможности организма. Поэтому правильная постановка тренировочных занятий в этом виде спорта значительно повышает накопление в организме креатинфосфата и гликогена мышц и печени, интенсифицирует реакции гликолиза и окислительного фосфорилирования (путем увеличения количества и повышения активности ферментов), а также повышает буферную емкость систем организма.

Упражнения большой зоны мощности

Бег на 10000м, как и спортивная ходьба, относится к упражнениям большой зоны мощности, продолжающимся 20-30 мин. Основным механизмом энергообеспечения является аэробный процесс, но роль гликолиза еще велика. Основным источником энергии является гликоген мышц и печени, содержание которого в процессе работы существенно понижается. Об интенсивном расходовании гликогена печени свидетельствует повышение концентрации сахара в крови, но на длинных дистанциях эта концентрация может понижаться. При более продолжительной работе на дистанции кроме углеводов на энергетические цели активно используются резервные липиды, в связи с чем в кроки повышается уровень нейтральных липидов, а также кетоновых тел, образующихся при окислении жирных кислот. Основное количество энергии дают аэробные процессы, деятельность которых усиливается до максимального уровня. Это обеспечивается максимальным увеличением потребления кислорода, которое сохраняется у квалифицированных спортсменов практически на протяжении всей работы, и значительным повышением активности ферментов аэробного обмена. В свою очередь, максимальное потребление кислорода обеспечивается дыхательной и сердечно - сосудистой системы (так, частота пульса достигает 190 уд/мин и более), а также повышением содержания гемоглобина в крови за счет выхода в кровяное русло из депо богатой гемоглобином крови.

Происходит значительное разогревание организма, температура тела может повыситься до 39 о и более. Это усиливает потоотделение, сопровождающееся выносом из организма минеральных веществ, части продуктов анаэробного обмена.

Продолжительность восстановительного периода после бега на дистанции данной зоны мощности составляют от 6-12 ч до суток. При этом ликвидируется кислородный долг, устраняется избыток молочной кислоты, восстанавливается израсходованный энергетический потенциал организма за счет рационального питания.

Тренировка упражнениями большой мощности направлена прежде всего на развитие аэробного и гликолитического путей энергообеспечения, увеличение кислородной емкости крови и мышц, повышение уровня легко мобилизуемых источников энергии (гликогена печени и мышц, внутримышечных резервных липидов) и активности ферментов. Существенное изменение при этом происходит в сердечно - сосудистой системе: увеличиваются размеры сердца, возрастает количество кровеносных капи лляров в мышцах, что способствует более успешному выполнению специфической для бегунов работы.

Упражнения умеренной зоны мощности

Бег на (15, 20, 30км и 42195м) является работой умеренной мощности, которая, в отличие от прежних видов легкоатлетического бега, выполняется в условиях стойкого равновесия между кислородной потребностью организма и потреблением кислорода. Расход энергии в единицу времени при беге на эти дистанции сравнительно невысок, однако общие энергозатраты велики и могут достигать 2000 ккал и более. Основной механизм энергообеспечения аэробный. Анаэробные процессы могут играть некоторую роль только при стартовом разгоне, рывках на дистанции и, на финише.

Анаэробные сдвиги в организме, как правило, бывают незначительными, величина кислородного долга, образующегося после такой работы, невелика. Поэтому повышение уровня молочной кислоты в крови спортсменов сравнительно невелико и достигает 0,2-0,7 г/л. Основное количество молочной кислоты образуется в начальной фазе работы и в процессе дальнейшего выполнения нагрузки подвергается интенсивному окислению, в связи с чем на финише содержание молочной кислоты в крови спортсменов может понижаться до исходного уровня. Работа в зоне умеренной мощности совершается в истинном устойчивом состоянии, т.е. аэробные процессы, совершающиеся за счет кислорода, полностью удовлетворяют энергетические потребности работы. Уровень текущего О 2 - потребления на дистанциях умеренной зоны мощности ниже максимального для спортсмена уровня.

В качестве источника энергии используются углеводы и липиды, содержание которых к концу работы заметно снижается. Концентрация сахара в крови в начале работы повышается, но затем, по мере исчерпания углеводных ресурсов печени, понижается. К 40-50- мин работы содержание сахара в крови возвращается к уровню покоя, если работа совершается дольше этого периода, может снизиться ниже уровня. При высоком эмоциональном возбуждении в организме более тренированных спортсменов наблюдается еще более выраженное снижение уровня сахара. Такая значительная гипогликемия отрицательно сказывается на функционировании нервной системы и может сопровождаться появлением обморочного состояния. Причиной гипогликемического состояния является не полное исчезновение углеводных запасов, а развитие охранительного торможения центральной нервной системы и снижение секреции гормонов надпочечниками, что сопровождается резким угнетением процессов расщепления оставшегося в организме гликогена до глюкозы. Стимуляция распада гликогена введением в организм адреналина, без приема пищи, может повысить снизившийся уровень сахара в крови до нормы.

Предупредить такую «финишную» гипогликемию можно правильной организацией основного питания (за 2,5-3 ч до старта) и дополнительным питанием (раствор «спортивного напитка») спортсменов на дистанции. С использованием липидов в качестве источника энергии связано повышение содержания в кроки промежуточных продуктов липидного обмена: свободных жирных кислот, ацетоуксусной кислоты, β - оксимасляной кислоты, ацетона.

Высокая интенсивность обмена веществ в организме спортсменов, выполняющих работу умеренной мощности, повышает температуру тела до 39,5 о С и сопровождается большими потерями воды и минеральных веществ. Последнее является одной из важных причин утомления при беге на длинные и сверхдлинные дистанции. Поэтому бегуны на длинные и сверхдлинные дистанции и представители других видов спорта, относящихся к этой зоне мощности, нуждаются в повышенном потреблении солей Nа, К, фосфорной кислоты и некоторых других минеральных веществ.

При длительной работе происходят существенные изменения в белковом обмене: снижается содержание структурных белков, белков ферментов, хромопротеидов (гемоглобина, миоглобина), нуклепротеидов и др. Причина этого - рассогласование процессов распада и синтеза белка. Первые при работе не только продолжаются, но и усиливаются вследствие высокой интенсивности обмена веществ, большой функциональной нагрузки, падающей при работе на структурные и другие белки, вторые, требующие для своего протекания энергии АТФ, при работе приостанавливаются из-за дефицита АТФ, используемого при процессах энергетического обеспечения работы.

При беге на длинные дистанции могут происходить существенные изменения гормональной деятельности (снижается продукция гормонов), что приводит к снижению содержания их в крови. Особенно тяжело преодоление сверхдлинных дистанций сказывается на растущем организме, поэтому этот вид упражнений не рекомендуется для юных спортсменов. Восстановительный период после бега на длинные и сверхдлинные дистанции продолжается до 3 и более суток.

Кумулятивные биохимические изменения при тренировке на дистанциях зоны умеренной мощности обеспечивают преимущественно повышение возможностей аэробного механизма преобразования энергии. Как правило, они более выражены, чем у бегунов на дистанции зоны большой мощности. Особенно существенно увеличивается содержание гликогена в печени, легко мобилизуемых липидов, миоглобина в мышцах, количество митохондрий и ферментов аэробного обмена. Заметно увеличиваются размеры сердца, число мышечных капилляров, улучшается регуляция деятельности сердечно - сосудистой и дыхательной систем.

Биохимические изменения при упражнениях других циклических видов спорта принципиально не отличаются от изменений при легкоатлетическом беге на дистанциях соответствующих зон мощности. Однако, специфика вида спорта может накладывать на эти изменения отпечаток, влияя, главным образом, на глубину сдвигов.

П л а в а н и е

Основные дистанции спортивного плавания (25, 50, 100, 200, 400, 1000, 1500м и свыше 1500м) относятся к максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной зонам мощности. По своему характеру биохимические изменения в организме пловцов сходны с изменениями, происходящими при выполнении соответствующих по продолжительности беговых упражнений. Особенности биохимических изменений при плавании связаны, прежде всего, с водной средой. Кроме энергозатрат, обеспечивающих выполнение работы, плавание характеризуется большими теплопотерями, вызываемыми высокой теплопроводностью воды, которая приблизительно в четыре раза превышает теплопроводность воздуха, это обуславливает более существенное расходование энергетических субстратов у пловцов. Одно только пребывание в воде увеличивает потребность организма в кислороде на 35-55 % и повышает теплоотдачу тела более чем в 4 раза. Все это значительно усиливает обмен веществ, и, таким образом, вызывает соответствующие биохимические изменения в организме.

Дополнительное воздействие на организм водной среды, а также отсутствие потоотделения при выполнении нагрузки в воде значительно увеличивают влияние плавания на биохимическое состояние организма спортсменов. Выполнение ими любого физического упражнения в воде сопровождается более высокими показателями кислородного долга, использования энергетических источников, содержания продуктов гликолиза и окислительного фосфорилирования.

При плавании на короткие дистанции в связи с высоким кислородным долгом содержание молочной кислоты в крови значительно увеличивается и ее щелочной резерв уменьшается (на 45-60 %). Отсутствие потоотделения при работе в воде сопровождается меньшей потерей массы тела пловцов и значительным повышением концентрации молочной кислоты и аммиака в моче.

Плавание на средние и длинные дистанции характеризуется менее выраженными биохимическими изменениями. При этом в крови пловцов понижается содержание сахара и фосфолипидов, в меньшем количестве накапливается молочная кислота, что незначительно изменяет ее буферные свойства. В связи с большими энергозатратами в организме пловцов активно используются липиды, а силовой характер плавания существенно воздействует на обмен белков, что значительно повышает содержание в крови и моче спортсменов промежуточных продуктов обмена этих веществ

Таким образом, величина биохимических сдвигов в организме пловцов зависит от продолжительности их работы на дистанции и может также зависеть от способа плавания и температуры воды. Более быстрые способы плавания (кроль), как и понижение температуры воды, сопровождаются более глубокими биохимическими сдвигами в организме спортсмена.

Г р е б н о й с п о р т

В зависимости от типа лодок различают академическую, народную греблю, а также греблю на байдарках каноэ. Упражнения в гребле спортсмены выполняют на основных (1000 и 2000м в академической и народной гребле; 500 и 1000м в гребле на байдарках) и длинных (4, 5, 10, 25-30км в академической гребле; 10км в гребле на байдарках) дистанциях.

Гребля н а о с н о в н ы е д и с т а н ц и и характеризуется как работа субмаксимальной мощности, выполнение которой вызывает повышение в организме гребцов уровня молочной (до 0,8-1,2 г/л) и пировиноградной (до 0,01-0,02 г/л) кислот, значительная часть которых в процессе работы выделяется с потом и мочой. Кислородный долг при этом составляет около 50 %. Во время соревнований под влиянием эмоционального фактора содержание сахара в крови повышается до 1,2-1,6 г/л, во время тренировочных занятий оно может опускаться ниже нормы.

Величина биохимических изменений в организме гребцов на основных дистанциях в большой мере зависит от применяемых средств и методов работы, а также от степени тренированности спортсменов. Значительно повышает работоспособность гребцов выработка в их организме анаэробных и аэробных процессов с помощью специальных упражнений, характерных для других видов спорта, а также путем круглогодичной тренировки в гребле.

Гребля н а д л и н н ы е д и с т а н ц и и является работой большой и умеренной мощности, выполнение которой осуществляется в основном в условиях устойчивого состояния. При этом содержание молочной кислоты и величина кислородного долга повышаются незначительно. С увеличением дистанции (более 10км) наступает охранительное торможение центральной нервной системы, при котором резко снижается содержание сахара в крови, что требует дополнительного питания спортсменов на дистанции.

При гребле на длинных дистанциях наличие длительного силового напряжения вызывает существенные изменения в обмене белков в организме гребцов и появление в крови и моче продуктов белкового распада.

Величина биохимических изменений в организме на длинных дистанциях в значительной степени определяется состоянием воды и погоды. При высокой волне и сильном встречном ветре биохимические сдвиги будут значительно более выраженными.

Постоянная тренировка в гребном спорте способствует накоплению в организме энергетических ресурсов, повышению активности ферментов энергетического обмена, увеличению содержания гемоглобина в крови и миоглобина мышц, а также развитию положительных изменений в сердечно -сосудистой системе, повышению буферных резервов в организме.

Л ы ж н ы й с п о р т

Этот спорт включает бег на различные дистанции (15, 30 и 50км для мужчин; 5 и 10км для женщин) и упражнения (гонки, биатлон, скоростной спуск, слалом и прыжки с трамплина), которые характеризуются различной мощностью.

Дистанции лыжных гонок относятся к упражнениям умеренной интенсивности. Главным механизмом энергообеспечения является аэробный процесс. В целом работа происходит в истинно устойчивом состоянии. Однако при преодолении подъемов, которых, как правило, много на дистанциях лыжных гонок, при плохом скольжении огромное значение имеет гликолиз. При этом образуются значительные количества молочной кислоты, которая на последующих равнинных участках трассы или спусках может устраняться из организма. Часть ее окисляется до СО 2 и Н 2 О (преимущественно в мышце сердца), часть ресинтезируется в печени в гликоген, устраняется с потом и мочой.

Лыжные гонки, особенно на длинные дистанции, требуют большого количества энергии, которое иногда составляет 12600 кДж и более. Такие большие энергетические затраты связаны не только с работой, но и с тепло потерями организма в условиях низкой температуры, что значительно истощает запасы углеводов и липидов.

Длительная мышечная деятельность лыжников сопровождается большими потерями структурных белков мышц, ферментов, хромопротеидов, в связи с чем концентрация белка в моче достигает 4-10 %. Подобная картина наблюдается в организме прыгунов с трамплина. Следовательно, основной причиной значительных потерь белка является сильное эмоциональное напряжение лыжников, сопровождающееся резким изменением белкового состава крови и функционирования почек.

При более продолжительной работе лыжников в их организме происходят изменения азотистого баланса в связи с интенсивным распадом азотсодержащих соединений и выделением их конечных продуктов в виде мочевины, аммиака, креатина. Кроме того, организм теряет много воды (с мочой и потом), с которой выводится большое количество ферментов, хлоридов, ионов натрия, калия, в связи с чем масса тела спортсменов уменьшается на 5кг и более.

Величина О 2 – долга мало зависит от длины дистанции, больше – от квалификации гонщика и составляет в среднем 3-15 % от кислородного запроса (около 9л). Были случаи, когда квалифицированный гонщик заканчивал дистанцию с большим О 2 –долгом.

Тренировка лыжными гонками развивает в организме прежде всего аэробные окислительные процессы. Однако при более полной подготовке лыжников к условиям соревнований, необходимо развивать анаэробный ресинтез АТФ в организме путем включения в тренировочные занятия легкоатлетического бега на короткие и средние дистанции и лыжных гонок по пересеченной местности.

В е л о с и п е д н ы й с п о р т

Велосипедный спорт включает в себя гонки на короткие (от 200м до 5км), а также длинные и сверхдлинные (до 50км и более) дистанции и многодневные (ежедневно по 150-200км) велогонки.

Гонки н а к о р о т к и е д и с т а н ц и и характеризуются как работа максимальной (200м) и субмаксимальной (1-5км) мощности. При выполнении работы максимальной мощности энергообеспечение организма велогонщиков происходит в основном по аэробному пути, что обусловлено высокой интенсивностью мышечной деятельности со всеми ее биохимическими и физиологическими последствиями, а также статическим положением велосипедиста, которое фиксирует грудную клетку и мышцы пояса, чем в значительной степени затрудняет процесс дыхания. В связи с этим восстановление энергии в организме обеспечивается за счет креатинфосфата и активно протекающих реакций гликолиза, что сопровождается высоким содержанием в крови молочной кислоты (1,5-2,0г/л) и уменьшением резервной щелочности крови. Высокое эмоциональное напряжение спортсменов при выполнении этого вида упражнений (особенно в гонках на 200м) способствует увеличению сахара в крови.

Работа на дистанциях 1-5км представляет собой нагрузку субмаксимальной мощности, которая по биохимическим характеристикам может быть сопоставлена с легкоатлетическим бегом на средние дистанции.

Велосипедные гонки на шоссе на длинные и сверхдлинные дистанции характеризуется как работа большой и умеренной мощности. Такие гонки проводятся на трассах с различным рельефом, что приближает их к видам спорта, в которых движения имеют ситуационный характер. Однако по биохимическим изменениям в организме этот вид упражнений аналогичен бегу на длинные и сверхдлинные дистанции.

Шоссейные велогонки на этих дистанциях выполняются в условиях устойчивого состояния организма, которое нарушается на участках подъема, при разного рода ускорениях, вместе с чем меняется и характер биохимических сдвигов.

Напряженная деятельность спортсменов - велосипедистов на длинных и сверхдлинных дистанциях сопровождается выделением с мочой значительного количества молочной кислоты, а также различных недоокисленных продуктов обмена веществ. Содержание сахара в крови при этом остается постоянным или уменьшается, в связи с чем необходимо дополнительное питание спортсменов на дистанции.

При выполнении этого вида упражнений в организме кроме углеводов активно используются резервные липиды и азотсодержащие соединения, что значительно повышает в моче концентрацию продуктов обмена этих веществ. В процессе работы организм велогонщиков теряет большое количество воды, фосфатов, хлоридов, что способствует уменьшению массы тела на 1,5-2,5кг.

Очень существенные биохимические сдвиги происходят в организме велосипедистов, участвующих в многодневных гонках. Ежедневный большой расход энергетических субстратов, потери воды, минеральных веществ, сдвиги в белковом обмене, приводящие к снижению структурных белков, белков-ферментов, гемоглобина, миоглобина и других белков, накапливаются день ото дня. Это ведет к значительной потере веса спортсмена к концу многодневной гонки. Питание спортсмена, участника многодневной гонки должно включать, наряду с углеводами и липидами, легко усвояемые белки (преимущественно в виде бульонов, препаратов, содержащих белковые гидролизаты), повышенные количества минеральных веществ, особенно солей натрия, калия, фосфорной кислоты, витаминов.

В связи с большими потерями организмом велосипедиста энергетических ресурсов, структурных и биологически активных соединений восстановительный период должен продолжаться не менее 42ч после преодоления каждого 100-километрового участка дистанции.

Биохимические изменения, происходящие в организме спортсменов при занятиях различными видами спорта, существенно зависят от их квалификации. Особенно отчетливо это проявляется в циклических видах спорта. Квалификация спортсмена в первую очередь влияет на глубину происходящих при работе биохимических сдвигов. Более тренированные спортсмены - представители циклических видов спорта – выполняют работу большей интенсивности (преодолевают дистанцию за меньшее время). Это и определяет более значительные сдвиги у них при работе.

Нагрузка - воздействие физических упражнений на организм спортсмена, вызывающее активную реакцию его функциональных систем. Соревновательная нагрузка - это интенсивная, часто максимальная нагрузка, связанная с выполнением соревновательной деятельности.

Тренировочная нагрузка не существует сама по себе. Она является функцией мышечной работы, присущей тренировочной и соревновательной деятельности. Именно мышечная работа содержит в себе тренирующий потенциал, который вызывает в организме соответствующую функциональную перестройку.

По своему характеру нагрузки, применяющиеся в спорте, подразделяются на тренировочные и соревновательные, специфические и неспецифические; по величине - на малые, средние, значительные (околопредельные) и большие (пре

дельные); по направленности - на способствующие совершенствованию отдельных двигательных качеств (скоростных, силовых, координационных, выносливости, гибкости) или их компонентов, совершенствующие координационную структуру движений, компоненты психической подготовленности или тактического мастерства и т.п.; по координационной сложности - на выполняемые в стереотипных условиях, не требующих значительной мобилизации координационных способностей, и связанные с выполнением движений высокой координационной сложности; по психической напряженности - на более напряженные и менее напряженные в зависимости от требований, предъявляемых к психическим возможностям спортсменов.

По величине воздействия па организм спортсмена нагрузки могут быть разделены на развивающие, поддерживающие (стабилизирующие) и восстановительные. К развивающим нагрузкам относятся большие и значительные нагрузки, которые характеризуются высокими воздействиями на основные функциональные системы организма и вызывают значительный уровень утомления. Такие нагрузки по интегральному воздействию на организм могут быть выражены через 100% и 80%. После таких нагрузок требуется восстановительный период для наиболее задействованных функциональных систем соответственно 40-96 и 24-48 ч. К поддерживающим (стабилизирующим) нагрузкам относятся средние нагрузки, воздействующие на организм спортсмена на уровне 50-60% по отношению к большим нагрузкам и требующие восстановления наиболее утомленных систем от 12 до 24 ч. К восстановительным нагрузкам относятся малые нагрузки на организм спортсмена на уровне 25-30% по отношению к большим и требующие восстановления не более 6 ч.

Выбор той или иной нагрузки должен быть обоснован, прежде всего, с позиции эффективности. К числу наиболее существенных признаков эффективности тренировочных нагрузок можно отнести:

1)специализированность, т.е. меру сходства с соревновательным упражнением;

2)напряженность, которая проявляется в преимущественном воздействии на то или иное двигательное качество при задействовании определенных механизмов энергообеспечения;

3)величину как количественную меру воздействия упражнения на организм спортсмена.

Специализированность нагрузки предполагает ее распределение на группы в зависимости от степени их сходства с соревновательными. По этому признаку все тренировочные нагрузки разделяются на специфические и неспецифические. К специфическим относятся нагрузки, существенно сходные с соревновательными по характеру проявляемых способностей и реакциям функциональных систем.

В современной классификации тренировочных и соревновательных нагрузок выделяют 5 зон, имеющих определенные физиологические границы и педагогические критерии, широко распространенные в практике тренировки. Кроме того, в отдельных случаях третья зона разделяется еще на две подзоны, а четвертая -на три в соответствии с продолжительностью соревновательной деятельности и мощности работы. Для квалифицированных спортсменов эти зоны имеют следующие характеристики.

1-я зона - аэробная восстановительная. Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 140-145 уд./мин. Лактат в крови находится на уровне покоя и не превышает 2 ммоль/л. Потребление кислорода достигает 40-70% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления жиров (50% и более), мышечного глюкогена и глюкозы в крови. Работа обеспечивается полностью медленными мышечными волокнами (ММВ), которые обладают свойствами полной утилизации лактата, и поэтому он не накапливается в мыщцах и крови.

Верхней границей этой зоны является скорость (мощность) аэробного порога (лактат 2 ммоль/л). Работа в этой зоне может выполняться от нескольких минут до нескольких часов. Она стимулирует восстановительные процессы, жировой обмен в организме и совершенствует аэробные способности (общую выносливость).

Нагрузки; направленные на развитие гибкости и координации движений, выполняются в этой зоне. Методы упражнения не регламентированы. Объем работы в течение макроцикла в этой зоне в разных видах спорта составляет от 20 до 30%.

2-я зона - аэробная развивающая. Ближний тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением ЧСС до 160-175 уд./мин. Лактат в крови до 4 ммоль/л, потребление кислорода 60-90% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет окисления углеводов (мышечного гликогена и глюкозы) и в меньшей степени - жиров. Работа обеспечивается медленными мышечными волокнами (ММВ) и быстрыми мышечными волокнами (БМВ) типа "а", которые включаются при выполнении нагрузок у верхней границы зоны - скорости (мощности) анаэробного порога.

Вступающие в работу быстрые мышечные волокна типа "а" способны в меньшей степени окислять лактат, и он медленно постепенно нарастает от 2 до 4 ммоль/Л-

Соревновательная и тренировочная деятельность в этой зоне может проходить также несколько часов и связана с марафонскими дистанциями, спортивными играми. Она стимулирует воспитание специальной выносливости, требующей высоких аэробных способностей, силовой выносливости, а также обеспечивает работу по воспитанию координации и гибкости. Основные методы: непрерывно" го упражнения и интервального экстенсивного упражнения. Объем работы в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 40% до 80%.

3-я зона - смешанная аэробно-анаэробная. Ближний тренировочный эффект нагрузок в этой зоне связан с повышением ЧСС до 180-185 уд./мин., лактат в крови до 8-10 ммоль/л, потребление кислорода 80-100% от МПК.

Обеспечение энергией происходит преимущественно за счет окисления углеводов (гликогена и глюкозы). Работа обеспечивается медленными и быстрыми мышечными единицами (волокнами). У верхней границы зоны - критической скорости (мощности), соответствующей МПК, подключаются быстрые мышечные волокна (единицы) типа "б", которые неспособны окислять накапливающийся в результате работы лактат, что ведет к его быстрому повышению в мышцах и крови (до 8-10 ммоль/л), что рефлекторно вызывает также значительное увеличение легочной вентиляции и образование кислородного долга.

Соревновательная и тренировочная деятельность в непрерывном режиме в этой зоне может продолжаться до 1,5-2 ч. Такая работа стимулирует воспитание специальной выносливости, обеспечиваемой как аэробными, так и анаэробно-гликолитическими способностями, силовой выносливости. Основные методы: непрерывного и интервального экстенсивного упражнения. Объем работы в макроцикле в этой зоне в разных видах спорта составляет от 5 до 35%.

4-я зона - анаэробно-гликолитическая. Ближайший тренировочный эффект нагрузок этой зоны связан с повышением лактата в крови от 10 до 20 ммоль/л. ЧСС становится менее информативной и находится на уровне 180-200 уд./мин. Потребление кислорода постепенно снижается от 100 до 80% от МПК. Обеспечение энергией происходит за счет углеводов (как с участием кислорода, так и анаэробным путем). Работа выполняется всеми тремя типами мышечных единиц, что ведет к значительному повышению концентрации лактата, легочной вентиляции и кислородного долга. Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 10-15 мин. Она стимулирует воспитание специальной выносливости и особенно анаэробных гликолитических возможностей.

Соревновательная деятельность в этой зоне в макроцикле в разных видах спорта составляет от 2 до 7%.

5-я зона - анаэробно-алактатная. Ближний тренировочный эффект не связан с показателями ЧСС и лактата, так как работа кратковременная и не превышает 15-20 с в одном повторении. Поэтому лактат в крови, ЧСС и легочная вентиляция не успевают достигнуть высоких показателей. Потребление кислорода значительно падает. Верхней границей зоны является максимальная скорость (мощность) упражнения. Обеспечение энергией происходит анаэробным путем за счет использования АТФ и КТ, после 10 с к энергообеспечению начинает подключаться гликолиз, и в мышцах накапливается лактат. Работа обеспечивается всеми типами мышечных единиц. Суммарная тренировочная деятельность в этой зоне не превышает 120-150 с за одно тренировочное занятие. Она стимулирует воспитание скоростных, скоростно-силовых, максимально-силовых способностей. Объем работы в макроцикле составляет в разных видах спорта от 1 до 5%.

Классификация тренировочных нагрузок дает представление о режимах работы, в которых должны выполняться различные упражнения, используемые в тренировке, направленной на воспитание различных двигательных способноcтей. В то же время следует отметить, что у юных спортсменов от 9 до 17 лет отдельные биологические показатели, например ЧСС, в различных зонах могут быть более высокими, а показатели лактата - более низкими. Чем моложе юный спортсмен, тем в большей мере эти показатели расходятся с описанными выше. I

В циклических видах спорта, связанных с преимущественным проявлением выносливости, для более точного дозирования нагрузок 3-ю зону в отдельных случаях делят на две подзоны "а" и "б". К подзоне "а" относят соревновательные упражнения продолжительностью от 30 мин. до 2 ч., а к подзоне "б" - от 10 до 30 мин.

Четвертую зону делят на три подзоны: "а", "б" и "в". В подзоне "а" соревновательная деятельность продолжается примерно от 5 до 10 мин.; в подзоне "б" -от 2 до 5 мин.; в подзоне "в" от 0,5 до 2 мин. Тренировочные нагрузки определяются следующими показателями: а) характером упражнений; б) интенсивностью работы при их выполнении; в) объемом (продолжительностью) работы; г) продолжительностью и характером интервалов отдыха между отдельными упражнениями. Соотношение этих показателей в тренировочных нагрузках определяют величину и направленность их воздействия на организм спортсмена.

Характер упражнений. По характеру воздействия все упражнения могут быть I подразделены на три основные группы: глобального, регионального и локального воздействия. К упражнениям глобального воздействия относятся те, при вы- I полнении которых в работе участвует 2/3 общего объема мышц, регионального - от 1/3 до 2/3, локального -до 1/3 всех мышц.

С помощью упражнений глобального воздействия решается большинство задач спортивной тренировки, начиная от повышения функциональных возможностей отдельных систем и кончая достижением оптимальной координации двигательной и вегетативной функций в условиях соревновательной деятельности. Диапазон использования упражнений регионального и локального воздействия значительно уже. Однако, применяя эти упражнения, в ряде случаев можно добиться сдвигов в функциональном состоянии организма, которых нельзя достичь с помощью упражнений глобального воздействия. Интенсивность нагрузки в значительной мере определяет величину и направленность воздействия тренировочных упражнений на организм спортсмена. Изменение интенсивности работы может способствовать преимущественной мобилизации тех или иных поставщиков энергии, I в различной мере интенсифицировать деятельность функциональных систем, активно влиять на формирование основных параметров спортивной техники.

Интенсивность работы тесно взаимосвязана с развиваемой мощностью при выполнении упражнений, со скоростью передвижения в видах спорта циклического характера, плотностью проведения тактико-технических действий в спортивных играх, поединков, схваток - в единоборствах.

В разных видах спорта проявляется следующая зависимость - увеличение объема действий в единицу времени или скорости передвижения, как правило, |

связано с непропорциональным возрастанием требований к энергетическим системам, несущим преимущественную нагрузку при выполнении этих действий.

Объем работы. В процессе спортивной тренировки используются упражнения различной продолжительности - от нескольких секунд до 2-3 и более часов. Это определяется в каждом конкретном случае спецификой вида спорта, задачами, которые решают отдельные упражнения или их комплекс.

Для повышения алактатных анаэробных возможностей наиболее приемлемыми являются кратковременные нагрузки (5-10 с) с предельной интенсивностью, значительные паузы (до 2-5 мин.) позволяют обеспечить восстановление. К полному исчерпанию алактатных анаэробных источников во время нагрузки, а следовательно, и к повышению их резерва приводит работа, которая является высокоэффективной для совершенствования процесса гликолиза.

Учитывая, что максимум образования молочной кислоты в мышцах обычно отмечается через 40-50 с, а работа преимущественно за счет гликолиза обычно продолжается в течение 60-90 с, именно нагрузки такой продолжительности используются при повышении гликолитических возможностей.

Паузы отдыха не должны быть продолжительными, чтобы величина лактата существенно не снижалась. Это будет способствовать совершенствованию мощности гликолитического процесса и увеличению его емкости. Продолжительная нагрузка аэробного характера приводит к интенсивному вовлечению жиров в обменные процессы, и они становятся главным источником энергии.

Комплексное совершенствование различных составляющих аэробной производительности может быть обеспечено лишь при довольно продолжительных однократных нагрузках или при большом количестве кратковременных упражнений.

Следует учитывать, что по мере выполнения длительной работы различной интенсивности происходят не только количественные изменения в деятельности различных органов и систем.

Соотношение интенсивности нагрузки (темп движение, скорость и мощность их выполнения, время преодоления тренировочных отрезков и дистанций, плотность выполнения упражнений в единицу времени, величина отягощений, преодолеваемых в процессе воспитания силовых качеств и т.п.) и объем работы (выраженный в часах, километрах, числом тренировочных занятий, соревновательных стартов, игр, схваток, комбинаций, элементов, прыжков и т. д.) изменяются в зависимости от уровня квалификации, подготовленности и функционального состояния спортсмена, его индивидуальных способностей, характера взаимодействия двигательной и вегетативной функций. Например, одна и та же по объему и интенсивности работа вызывает различную реакцию у спортсменов разной квалификации. Более того, предельная (большая) нагрузка, предполагающая, естественно, различные объемы и интенсивность работы, но приводящая к отказу от ее выполнения, вызывает у них различную внутреннюю реакцию. Проявляетсяэто, как правило, в том, что у спортсменов высокого класса при более выраженной реакции на предельную нагрузку восстановительные процессы протекают интенсивнее.

Продолжительность и характер интервалов отдыха необходимо планировать в зависимости от задач и используемого метода тренировки. Например, в интервальной тренировке, направленной на преимущественное повышение аэробной производительности, следует ориентироваться на интервалы отдыха, при которых ЧСС снижается до 120-130 уд./мин. Это позволяет вызвать в деятельности систем кровообращения и дыхания сдвиги, которые в наибольшей мере способствуют повышению функциональных возможностей мышцы сердца.

При планировании длительности отдыха между повторениями упражнения или разными упражнениями в рамках одного занятия выделяют 3 типа интервалов.

1.Полные (ординарные) интервалы, гарантирующие к моменту очередного повторения практически такое восстановление работоспособности, которое было до его предыдущего выполнения, что дает возможность повторить работу без дополнительного напряжения функций.

2.Напряженные (неполные) интервалы, при которых очередная нагрузка попадает на состояние более или менее значительного недовосстановления, что, однако, не обязательно будет выражаться в течение известного времени существенным изменением внешних количественных показателей (суммарный объем работы и ее интенсивность), но сопровождается возрастающей мобилизацией физических и психологических резервов.

3."Минимакс"-интервал - это наименьший интервал отдыха между упражнений, после которого наблюдается повышенная работоспособность (суперкомпенсация), наступающая при определенных условиях в силу закономерностей восстановительного процесса.

При воспитании силы, быстроты и ловкости повторные нагрузки сочетаются обычно с полными и "минимакс"-интервалами. При воспитании выносливости используются все типы интервалов отдыха.

По характеру поведения спортсмена отдых между отдельными упражнениями может быть активным и пассивным. При пассивном отдыхе спортсмен не выполняет никакой работы, при активном - заполняет паузы дополнительной деятельностью.

Эффект активного отдыха зависит, прежде всего, от характера утомления: он не обнаруживается при легкой предшествующей работе и постепенно возрастает с увеличением ее интенсивности. Малоинтенсивная работа в паузах оказывает тем большее положительное воздействие, чем выше была интенсивность предшествующих упражнений.

По сравнению с интервалами отдыха между упражнениями интервалы отдыха между занятиями более существенно влияют на процессы восстановления, долговременной адаптации организма к тренировочным нагрузкам.

ОСОБЕННОСТИ БИОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ ЗАНЯТИЯХ РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ СПОРТА

Цель занятия: Изучить характер биохимических изменений в организме спортсменов при выполнении нагрузок различной мощности.

При рассмотрении биохимических изменений в организме, происходящих при занятиях различными видами спорта, наиболее удобно разделение всех спортивных упражнений на циклические и ациклические. Первые характеризуются повторностью фаз движения и различаются по относительной мощности работы, характеру движения в среде, в которой выполняется упражнение.

Вторым, т.е. ациклическим упражнениям свойственно отсутствие повторности фаз. Это кратковременные, однократные движения максимальной и субмаксимальной мощности и комбинации (прыжки, метания, поднятие тяжестей, гимнастические упражнении) или упражнения, совершаемые в переменных условиях, когда характер и мощность движения все время изменяются (единоборства, спортивные игры).

В биохимических изменениях, возникающих в организме при занятиях некоторыми видами спорта, обнаруживается выраженное сходство. Это обусловлено целым рядом причин. Во-первых, наиболее выраженные изменения в организме при мышечной деятельности связаны с деятельностью механизмов энергетического обеспечения работы. Существуют три основных механизма энергообеспечения: аэробный, связанный с использованием кислорода воздуха, анаэробный алактатный (креатинфосфатный) и анаэробный лактатный (гликолитический). Эти механизмы энергопродукции обеспечивают ресинтез основного энергетического источника мышц – АТФ. В зависимости от специфики выполняемой мышечной деятельности доля каждого из видов удельной энергопродукции будет меняться. Участие различных механизмов в энергетическом обеспечении работы и обусловленные их деятельностью биохимические изменения в организме определяются рядом факторов, в той или иной мере представленных во всех видах спорта. Среди этих факторов в первую очередь необходимо выделить следующие:

режим деятельности мышц (статический, динамический, смешанный);

количество участвующих мышц;

мощность и продолжительность работы.

Статический режим деятельности мышц затрудняет кровообращение, снабжение работающих мышц кислородом и питательными веществами, удаление продуктов распада. Это приводит к повышению роли анаэробных процессов в энергетическом обеспечении работы, т.е. делает ее более - анаэробной. Напротив, динамический характер способствует кровообращению в работающих мышцах, улучшает снабжение их энергетическими субстратами, кислородом, удаление продуктов распада, т.е. способствует аэробизации работы.

Выполнение одной и той же работы с участием различного числа мышечных групп сопровождается разными биохимическими сдвигами в организме. Уменьшение количества участвующих в работе мышц повышает значимость анаэробных процессов в энергетическом обеспечении работы, т.е. приводит к усилению анаэробных сдвигов в организме. Выполнение интенсивной мышечной работы с участием небольшого числа мышечных групп может сопровождаться анаэробными сдвигами в самих работающих мышцах. Однако в организме в целом это может и не вызывать существенных изменений. Значительные анаэробные сдвиги в организме происходят при выполнении интенсивной мышечной работы глобального характера, которая осуществляется при участии больших мышечных групп.

Наиболее важными факторами, определяющими характер и глубину биохимических изменений в организме, являются мощность и продолжительность упражнения.

Основное значение для биохимической оценки физических упражнений имеет их мощность, так как именно этим определяется величина кислородного запроса. От степени его удовлетворения зависит протекание химических процессов, связанных с энергетическим обеспечением мышечной деятельности и ресинтезом АТФ во время нее.

Между мощностью и продолжительностью упражнения существует обратная зависимость: чем интенсивней работа, тем более короткое время ее можно выполнять. Наиболее отчетливо эта зависимость проявляется в циклических видах спорта, например, в легкоатлетическом беге; средняя скорость бега быстро снижается с увеличением дистанции. Мощность и продолжительность упражнения определяют энергозатраты (общие и в единицу времени работы), как и участие различных энергообразующих механизмов в энергетическом обеспечении работы. В свою очередь участие в энергообеспечении различных механизмов преобразования энергии, степень их активизации в наибольшей мере определяют характер и глубину биохимических изменений.

Кратковременные упражнения высокой интенсивности обеспечиваются энергией преимущественно за счет анаэробных механизмов. С увеличением продолжительности работы возрастает роль анаэробных процессов.

Различия в энергетическом обеспечении упражнений разной мощности и продолжительности лежат в основе деления циклических видов спорта на зоны мощности. В соответствии с принятой классификацией все упражнения циклических видов спорта принято делить на четыре зоны мощности: максимальную (30 с), субмаксимальную (не более 5 мин), большую (до 40 мин) и умеренную (более 40 мин).

Упражнения циклических видов спорта, попадающие по своей мощности и продолжительности в одну и ту же зону мощности, характеризуются сходством биохимических изменений. Хотя специфика того или иного вида спорта может накладывать отпечаток на биохимические изменения в организме, и прежде всего на их глубину.

Циклические виды спорта

Л е г к а я а т л е т и к а

Упражнения максимальной зоны мощности

(бег на 100 и 200 м)

Энергетическое обеспечение мышечной деятельности

Вид нагрузки	Пути ресинтеза АТФ	Окисляемый субстрат	Кислородный долг, %
Работа максимальной мощности (до 30 с )
Прыжок с места	Креатинкиназная реакция Гликолитическое фосфорилирование	Креатинфосфат Гликоген мышц
Одноразовый подъем штанги
Гимнастическое упражнение
Спринт и т.д.
Работа субмаксимальной мощности (до 5 мин .)
Бег на 800 м	Креатинкиназная реакция	Креатинфосфат
	Дыхательное фосфорилирование	Гликоген мышц Сахар крови Гликоген печени
Плавание на 400 м
Велогонки на короткие дистанции
Поединок
Работа умеренной мощности (более 40 мин)
Спортивная ходьба	Креатинкиназная реакция Гликолитическое фосфорилирование Дыхательное фосфорилирование	Креатинфосфат Гликоген мышц Сахар крови Гликоген печени Жирные кислоты Аминокислоты Молочная кислота
Марафонский бег
Тренировочное занятие
Волейбол
Вело-и лыжные гонки на сверхдлинные дистанции и т.д.

Упражнения субмаксимальной зоны мощности

(бег 400, 800, 1000, 1500 м)

Упражнения большой зоны мощности

Упражнения умеренной зоны мощности

П л а в а н и е

Г р е б н о й с п о р т

Л ы ж н ы й с п о р т

В е л о с и п е д н ы й с п о р т

Ациклические виды спорта

С п о р т и в н ы е и г р ы

(футбол, баскетбол, волейбол, хоккей, бадминтон, теннис и др.)

Спортивные игры представляют собой работу переменной интенсивности. Периоды напряженной мышечной работы, обеспечиваемой энергией преимущественно за счет анаэробных процессов, чередуются с относительно спокойными этапами, когда возможности аэробного энергообеспечения полностью покрывают энергетические потребности организма и происходит ликвидация продуктов анаэробного обмена. В связи с этим спортсменам - игровикам необходимо обладать достаточно высоким уровнем развития всех трех механизмов энергообеспечения: алактатным, лактатным - анаэробным и аэробным. Алактатный анаэробный механизм обеспечивает энергией прыжки, быстрые короткие «спруты». Лактатный анаэробный - более длительные периоды напряженной работы. Уровень развития аэробного процесса определяет общую работоспособность спортсмена, его способность быстро восстанавливаться. Биохимические изменения при спортивной игре определяются тем, в какой мере каждый из трех перечисленных механизмов преобразования энергии вовлекается в энергетическое обеспечение работы, т.е. характером игры. Некоторое исключение представляют волейбол и хоккей с шайбой. Для волейболиста наиболее важны алактатный анаэробный механизм, обеспечивающий энергией многочисленные выпрыгивания, и аэробный, обеспечивающий быстрое восстановление запасов креатинфосфата и общий уровень функциональной активности в работе.

У хоккеистов, у которых игра состоит из сравнительно кратковременных периодов очень высокой активности, разделенных периодами отдыха (3-5мин) анаэробные возможности (алактатные и лактатные) имеют очень большое значение. Каждый выход хоккеиста в процессе игры на лед приводит к накоплению в организме большого количества продуктов анаэробного метаболизма. Часть их успевает устраниться за время отдыха хоккеиста на скамейке запасных. Однако в целом в течение игрового периода происходит углубление сдвигов. Большое значение для скорости устранения продуктов анаэробного обмена имеет уровень развития аэробных возможностей.

Характерной особенностью всех спортивных игр является более высокое, чем при занятиях другими видами спорта, содержание сахара в крови, которое удерживается на высоком уровне сравнительно длительное время. Это связано с большим эмоциональным напряжением спортсменов - игровиков, приводящим к усилению продукции адреналина, влияющего на расщепление гликогена в печени и появление повышенных количеств глюкозы в крови.

Наряду с повышением содержания сахара и молочной кислоты в крови игроков спортивные игры вызывают изменения в обмене белков, что находит свое выражение в повышенном выделении с мочой мочевины.

Наиболее сильные биохимические сдвиги в организме спортсменов, а вместе с ними и уменьшение массы тела на 2-5кг отмечаются при игре в футбол и хоккей с шайбой. Несколько менее выражены биохимические изменения при игре в баскетбол и волейбол.

Г и м н а с т и к а

(спортивная и художественная)

Относится к нециклическим, но наиболее универсальным видам спорта, гармонично развивающим все мышцы тела спортсменов. Постоянное занятие спортивной гимнастикой развивает силу и растяжимость мышц, скоростно-силовые качества, гибкость и координацию передвижения в пространстве. Продолжительность выполнения гимнастических упражнений невелика, поэтому их следует рассматривать как работу максимальной и субмаксимальной мощности. В связи с тем, что периоды отдыха между работой гимнастов в отдельных упражнениях продолжительны, биохимические изменения в их организме незначительны.

Энергообеспечение организма в процессе выполнения гимнастических упражнений происходит в основном за счет креатинфосфата. Однако при более мощной деятельности гимнастов (махи на коне, кольцо) к энергетическому обеспечению привлекаются анаэробные реакции гликолиза, повышается интенсивность обмена белков, сопровождающиеся увеличением в крови содержания молочной кислоты и мочевины. Величина биохимических сдвигов в организме зависит от сложности программы, а также от мастерства гимнастов. Наступившие в период работы изменения биохимического состава организма в значительной степени устраняются во время перерывов аэробными процессами.

При постоянных тренировках гимнастическими упражнениями анаэробные и аэробные возможности организма спортсменов развиты недостаточно, что является причиной их низкой выносливости. Поэтому с целью повышения общей работоспособности организма следует в тренировочные занятия гимнастов включать физические упражнения, направленные на выработку анаэробных возможностей и выносливости организма к длительной работе.

С п о р т и в н ы е е д и н о б о р с т в а

(тяжелая атлетика, борьба, бокс, фехтование)

Характеризуются различным силовым напряжением и энергозатратами, зависящими от величины поднимаемого груза, а также от динамичности схватки, и сопровождаются разнообразными биохимическими изменениями в организме спортсменов.

Т я ж е л а я а т л е т и к а - это кратковременное упражнение силового типа динамического характера, постоянное занятие которым вызывает биохимические изменения в организме. Величина этих изменений зависит от тяжести поднимаемого штангистом груза, а также от способа его поднятия (рывок, толчок).

Выполнение каждого тяжелоатлетического упражнения сопровождается сильным напряжением организма, задержкой дыхания и ухудшением кровообращения, что создает анаэробные условия. В связи с этим энергообеспечение организма штангистов во время их работы происходит преимущественно за счет креатинфосфата и частично путем гликолитического ресинтеза АТФ. Поэтому показатель кислородного долга (70-80 %) и содержание молочной кислоты в крови штангистов (0,4-0,6 г/л) повышаются незначительно. Однако резкое использование большого количества энергии в организме приводит к значительному выделению молочной кислоты и фосфатов с мочой.

Величина биохимических изменений в организме находится в прямой зависимости от массы штанги, способа ее поднятия, количества подходов спортсменов и длительности интервалов отдыха между ними. Восстановление энергетических ресурсов в организме штангистов происходит во время перерывов и по окончании работы за счет аэробных окислительных реакций.

Тренировка спортсменов силовыми упражнениями способствует увеличению мышечной массы, повышению в мышцах содержания гликогена, креатинфосфата, фосфолипидов и развивает силу, однако такое двигательное качесво как выносливость к длительной работе при этом совершенно не развивается. Поэтому для всесторонней подготовки тяжелоатлетов необходимо проводить их силовую тренировку в более быстром темпе, что развивает быстроту и выносливость, или дополнительно применять специфические упражнения для развития всех основных качеств двигательной деятельности.

Б о р ь б а во всех своих видах (классическая, вольная, самбо, дзюдо и др.) является работой переменной мощности, которая сопровождается максимальным напряжением различных мышечных групп организма спортсменов.

Во время работы в организме борцов наблюдаются быстроизменяющиеся биохимические сдвиги, возникающие в связи с частым чередованием анаэробных процессов, величина и продолжительность которых полностью зависят от характера поединка и его динамичности. В связи с этим борьбе невозможно дать определенную биохимическую характеристику. Однако установлено, что после окончания схватки в крови борцов может повышаться уровень молочной кислоты (до 1,0 г/л), свидетельствующий об интенсивности протекания реакций гликолиза, а также содержание сахара (до 1,5-1,8 г/л) вследствие высокого эмоционального напряжения.

После окончания борьбы в моче отмечается повышение концентрации фосфатов, молочной кислоты, а иногда и белка. Усиленное потоотделение во время работы ведет к большим потерям организмом воды, минеральных солей и снижению массы тела.

Б о к с относится к скоростно-силовым, динамическим упражнениям переменной мощности. В некоторых периодах (раундах) работа боксеров может достигать очень большой мощности. Поэтому поединок сопровождается значительным кислородным долгом и анаэробным энергообеспечением организма.

Ресинтез израсходованной энергии и уменьшение КД происходит за время коротких перерывов, однако полностью затраченная энергия и кислородный долг не восстанавливаются. Поэтому в последующих раундах суммарное количество недоокисленных продуктов анаэробных реакций и уровень кислородного долга возрастают, что постепенно уменьшает работоспособность спортсменов. Для боксеров в предстартовый период, а также во время схватки характерно очень сильное эмоциональное возбуждение, вызывающее увеличение содержания сахара в крови до 1,9 г/л. В периоды очень напряженной борьбы у боксеров может меняться белковый состав крови. После окончания соревнований с мочой выделяются повышенные количества молочной кислоты, сахара, белка.

Восстановление организма боксеров после соревнований в связи с сильным эмоциональным напряжением протекает несколько медленнее, чем после тренировочных занятий.

Постоянное занятие боксом развивает силу, быстроту, специфическую выносливость.

Ф е х т о в а н и е как вид ациклических упражнений характеризуется сложной координацией движений, быстротой и точностью действия спортсменов.

Динамическая скоростная работа мышц (туловища, верхних и нижних конечностей) фехтовальщиков осуществляется преимущественно в анаэробных условиях. Поэтому во время поединка в их организме используются в основном анаэробные возможности, сопровождающиеся некоторым увеличением содержания молочной кислоты и уменьшением щелочного резерва крови. В более тренированном организме величина этих сдвигов несколько менее выражена.

БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗМИНКИ.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПРЕДСТАРТОВОМ СОСТОЯНИИ

Биохимические изменения происходят в организме не только в процессе непосредственного выполнения работы, но и до ее начала – в предстартовом состоянии. Предстартовые изменения носят условно-рефлекторный характер. Ведущая роль в их появлении принадлежит симпато - адреналовой системе. В предстартовом состоянии происходит усиление деятельности ряда желез внутренней секреции, в частности, надпочечников. Особенно усиливается образование адреналина. Под его влиянием активизируются процессы расщепления гликогена в печени, мобилизация депонированного жира, повышается активность ферментов, в частности ферментов энергетического обмена. В крови повышается содержание энергетических субстратов: глюкозы, свободных жировых кислот, кетоновых тел. Усиливается деятельность сердечно - сосудистой и дыхательной систем, повышается содержание гемоглобина в крови за счет выхода из депо богатой эритроцитами крови. Все это обеспечивает увеличение потребления организмом кислорода, повышает кислородную емкость крови, улучшает снабжение тканей кислородом и энергетическими субстратами.

Адреналин стимулирует также свободное окисление в тканях (не связанное с ресинтезом АТФ), приводящее к высвобождению энергии в виде тепла. Это вызывает повышение температуры мышц (и организма в целом), что увеличивает их эластичность и другие свойства, обеспечивающие более эффективное выполнение работы.

Предстартовые изменения в организме находятся в соответствии с предстоящей работой и соответствуют им по характеру и глубине. Чем тяжелее предстоящая работа, тем глубже биохимические сдвиги в предстартовом состоянии.

Уровень предстартовых реакций организма зависит от возраста и пола спортсменов. Более значительные предстартовые изменения наблюдаются в организме подростков и женщин, в связи с чем им не рекомендуется выполнять работу с высоким эмоциональных напряжением.

Кроме того, величина предстартовых изменений может зависеть от уровня подготовленности спортсмена, типа его нервной деятельности, а также от особенностей проведения соревнований. У новичков перед стартом биохимические изменения в организме менее выражены, чем у опытных спортсменов. Это связано с тем, что выработка условных рефлексов на происходящие в организме биохимические сдвиги происходит не сразу и целиком зависит от спортивного стажа спортсмена в определенном виде спорта. Однако это не означает, что у новичков перед стартом не наблюдаются усиленный газообмен, повышение уровня сахара, молочной кислоты в крови и другие изменения. Наоборот, такие сдвиги у них могут быть значительно выше, чем у опытных спортсменов, но в основном являются неспецифическими, поскольку вызваны чрезмерным волнением, страхом и т.д. Остальная, меньшая часть этих изменений будет специфической, происшедшей вследствие условно - рефлекторной деятельности центральной нервной системы.

Исходя из выше изложенного, предстартовое состояние следует понимать как вполне сформированную совокупность биохимических изменений в организме человека, выработанную в процессе постоянной тренировки определенным видом физических упражнений и приводящую к формированию условных рефлексов на выполняемую работу. Поэтому все предстартовые биохимические изменения в организме возникают вследствие регулируюшего действия коры головного мозга.

Величина предстартовых биохимических изменений в организме зависит также от степени возбуждения центральной нервной системы. Чрезмерное, так же как и недостаточное, нервное возбуждение перед нагрузкой не может обеспечить образования двигательного навыка в коре головного мозга и тем самым - нормальной работоспособности организма.

Предстартовые изменения в организме, особенно соответствующие предстоящей работе, следует рассматривать как явления положительные. Они подготавливают организм к предстоящей работе. При недостаточно выраженных предстартовых сдвигах, организм оказывается плохо подготовленным к работе. Чрезмерные сдвиги и, особенно рано возникающие, могут привести к истощению желез внутренней секреции, перерасходу энергетических субстратов и другим изменениям, результатом которых может быть снижение работоспособности и спортивного результата.

Умело выполненная разминка может оказать нормализующее влияние на предстартовые сдвиги в организме. При недостаточно глубоких сдвигах энергично выполненная разминка будет способствовать углублению биохимических изменений, приведению их в большее соответствие с предстоящей работой. Напротив, при чрезмерно глубоких сдвигах разминка должна быть умеренной интенсивности, более спокойной. Это обеспечит сглаживание предстартовых биохимических изменений в организме и предотвратит неблагоприятные последствия чрезмерной реакции.

ВЛИЯНИЕ СРЕДНЕГОРЬЯ НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ У СПОРТСМЕНОВ НА ТРЕНИРОВКАХ И СОРЕВНОВАНИЯХ

Горы принято делить на три категории: низкогорье - до 1000м над уровнем моря, среднегорье – от 1000 до 3000м над уровнем моря, высокогорье свыше 3000м над уровнем моря.

Хотя специфические особенности горного климата проявляются уже начиная с высоты 500м над уровнем моря, наибольший интерес для спортивной практики представляет именно среднегорье. На высоте свыше 3000м работоспособность падает столь значительно, что тренироваться и выступать в соревнованиях практически невозможно. На высоте, не превышающей 1000 - -1500м влияние особенностей горного климата выражено слабо.

Основными особенностями горного климата, влияющими на человека на высоте, является:

пониженное парциальное давление О 2 ;

разряженная атмосфера, приводящая к «вымыванию» из организма СО 2 ;

повышенная сухость воздуха.

В атмосферном воздухе содержится примерно 21% кислорода. При обычном атмосферном давлении (760мм рт. ст) на долю его приходится около 160мм рт.ст. (парциальное давление кислорода – рО 2). При таком парциальном давлении повышается насыщение гемоглобина (Нв) кислородом, приблизительно 96% гемоглобина, проходящего через легкие насыщается кислородом.

На высоте давление падает, снижается и парциальное давление кислорода, что, в свою очередь, приводит к снижению насыщения гемоглобина кислородом. Зависимость между парциальным давлением кислорода и насыщением гемоглобина имеет сложный характер. Вначале снижение рО 2 не сопровождается резким падением насыщения гемоглобина кислородом. При снижении рО 2 на половину еще приблизительно 80% гемоглобина оказывается насыщенным кислородом. На высоте 2000м над уровнем моря парциальное давление О 2 составляет около 120мм рт.ст. При этом несколько снижается и насыщение крови кислородом. В условиях обычной деятельности здоровый человек, а тем более спортсмен, это практически не замечает. Но при напряженной мышечной работе меньшее насыщение крови кислородом становится ощутимым: снижается количество поступающего к работающим мышцам кислорода, результатом чего является снижение аэробных возможностей, падает работоспособность, в первую очередь, в упражнениях, в которых доля аэробного энергообеспечения составляет значительный процент.

Снижение аэробных возможностей в среднегорье приводит к тому, что роль анаэробных механизмов энергообеспечения при любых видах напряженной работы повышается.

Анаэробные возможности в условиях среднегорья практически не снижаются. Спортивные результаты в упражнениях преимущественно анаэробной направленности - также. К таким видам работ относятся, в частности, упражнения циклических видов спорта продолжительностью до 1мин.

Разряженная атмосфера горной местности способствует «вымыванию» из организма СО 2 , что снижает концентрацию его в крови (гипокапния), приводит к сдвигу кислотно - щелочное равновесие организма в щелочную сторону. Происходит увеличение резервной щелочности организма, что в свою очередь, способствует повышению лактатных анаэробных возможностей.

Некоторому увеличению анаэробных возможностей в горной местности способствуют и особенности деятельности в этих условиях желез внутренней секреции. На высоте, в частности, ослабевает деятельность щитовидной железы. Уменьшение продукции тироксина вызывает понижение чувствительности головного мозга к пониженному парциальному давлению кислорода, продуктам анаэробного обмена.

Сухой горный воздух повышает потери организмом влаги через дыхание и потоотделение, в результате значительно повышается потребность в воде.

Адаптация организма спортсмена при тренировке к среднегорью заключается, с одной стороны, в усилении деятельности органов и систем, ответственных за потребление, транспорт и использование кислорода в организме; с другой - происходит увеличение анаэробных возможностей, компенсирующих недостаточное поступление кислорода в организм. Изменения происходят как на уровне организма, так и на уровне клетки. На уровне организма происходит усиление деятельности сердечно - сосудистой и дыхательной систем, улучшается регуляция их деятельности. Происходит возрастание количества эритроцитов в крови, что увеличивает дыхательную поверхность крови. Повышается концентрация гемоглобина. В крови увеличивается количество новообразованных «молодых» эритроцитов - ретикулоцитов. В мышцах повышается содержание миоглобина, увеличивается число митохондрий, количество и активность ферментов аэробного обмена.

Повышение роли анаэробных реакций при работе в условиях среднегорья приводит к увеличению анаэробных возможностей. В основе этого увеличения лежит повышение в мышцах концентрации креатинфосфата, гликогена, количества и активности ферментов гликолиза, повышение буферных возможностей организма, увеличение резервной щелочности и некоторые другие изменения.

Указанные изменения происходят уже при простом пребывании на высоте, особенно у лиц малотренированных. Однако в этом случае изменения слабо выражены. Спортивная тренировка в горной местности значительно усиливает адаптационные изменения.

Наступление адаптационных изменений обеспечивается усилением процессов синтеза белка (белков, ферментов, структурных белков, хромопротеидов - гемоглобина, миоглобина, цитохромов и т.д.). Усиление белкового синтеза при тренировке в горах существенно повышает потребность организма спортсмена в белках. Усиленный синтез хромопротеидов, содержащих в своем составе ионы железа, вызывает увеличение потребности организма в этом элементе. Повышается также потребность в витаминах, особенно группы В и РР, принимающих участие в построении небелковой части ряда ферментов энергетического обмена.

Первые заметные признаки акклиматизации обнаруживаются через 12-14 дней тренировки в горах. Скорость адаптационных изменений при длительном пребывании в горах постепенно снижается. Через 2-3 месяца тренировки в среднегорье скорость этих изменений становится очень низкой. Этот срок следует рассматривать как наибольший при организации тренировочных сборов в среднегорье.

Таким образом, тренировка в условиях среднегорья вызывает в организме целый ряд биохимических и регуляторных изменений, приводящих к повышению как аэробных, так и анаэробных возможностей. После спуска на равнину это обеспечивает повышение как общей, так и специальной работоспособности, прежде всего в видах спорта, в которых спортивный результат определяется уровнем развития механизмов энергообеспечения.

Изменения, происходящие в организме, при тренировке в среднегорье после спуска на уровень моря сохраняется в течение 1,5 и более месяцев.

Вопросы к занятию:

Что лежит в основе сходства «срочных» и «кумулятивных» биохимических изменений при занятиях различными циклическими видами спорта, относящихся к одной зоне мощности?

Биохимическая характеристика циклических видов спорта.

Особенности биохимических изменений в организме спортсменов при выполнении циклических упражнений разной относительной мощности.

Биохимические изменения при занятиях ациклическими видами спорта.

Особенности биохимических изменений в организме спортсменов при соревновательных нагрузках, связанных с большим эмоциональным напряжением.

Приведите примеры влияния специфических особенностей вида спорта на биохимические изменения в организме при работе

Охарактеризуйте «срочные» и «кумулятивные» биохимические изменения, возникающие в организме при занятиях избранного вами вида спорта.

Какие изменения происходят в крови и мышцах спортсменов?