- •Физиология спорта
- •Тема 1. Физиологические принципы классификации физических упражнений и их характеристика
- •1. Аналитические классификации
- •Аналитические классификации физических упражнений
- •2. Синтетические классификации
- •3. Физиологическая характеристика динамической циклической работы различной относительной мощности
- •3.1. Зона максимальной мощности
- •3.2. Зона субмаксимальной мощности
- •3.3. Зона большой мощности
- •3.4. Зона умеренной мощности
- •4. Физиологическая характеристика статических усилий
- •5. Физиологическая характеристика ациклической работы
- •5.1. Характеристика силовой работы
- •5.2. Характеристика скоростно-силовой работы
- •Тема 2. Физиологическая характеристика состояний организма при спортивной деятельности
- •1. Предстартовые состояния. Врабатывание. Рабочий период
- •2. Утомление
- •2.1. Локализация и механизмы развития утомления
- •2.2. Основные физиологические факторы и механизмы, определяющие скорость развития утомления и работоспособность при упражнениях различной предельной длительности
- •3. Восстановление
2.2. Основные физиологические факторы и механизмы, определяющие скорость развития утомления и работоспособность при упражнениях различной предельной длительности
При выполнении циклических упражнений требуемая мощность работы - основной фактор, определяющий характер и последовательность включения различных энергетических процессов, скорость развертывания и размеры включения вегетативных функций, обеспечивающих работу, скорость расходования и время истощения энергетических субстратов. Ориентировочная энергетическая характеристика циклических упражнений от максимальной до малой мощности приведена в табл. 16.1. Рассмотрим конкретные механизмы, определяющие работоспособность спортсмена в зависимости от предельного времени работы.
Упражнения, предельная длительность которых менее 10 с. Энергообеспечение работающих мышц при максимальной анаэробной мощности упражнений осуществляется исключительно анаэробным путем, главным образом за счет фосфагенной (АТФ+КрФ) энергетической системы. При столь высокой скорости энерготрат и коротком времени работы АТФ не успевает ресинтезироваться аэробным путем. За такое короткое время ни одна из вегетативных функций (дыхание, кровообращение и др.) не успевает достигнуть возможного максимума, чтобы обеспечить требуемую скорость доставки кислорода к работающим мышцам.
При таких упражнениях ЧСС возрастает до 80-90% от максимальной, легочная вентиляция составляет 20-30% от максимальной, запасы АТФ и КрФ снижаются на 20-50%, гликоген тратится в незначительном количестве, концентрация лактата в крови достигает 5-8 ммоль/л и то лишь после окончания работы (табл. 1).
Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы в этих упражнениях, являются: способность ЦНС осуществлять эффективную стимуляцию мышц, скоростно-силовые качества нервно-мышечного аппарата, емкость и мощность фосфагенной энергетической системы.
Таблица 1.
Ориентировочная энергетическая характеристика циклических упражнений различной мощности (предельной длительности)
Пре- |
Пред- |
ЧСС в |
Энергосистема |
|
Концен- |
Основные |
|
дель- |
полаг. |
конце |
(%) |
02 дист. |
трация |
энерго- |
|
ная дли- |
энер |
работы |
ана- |
аэроб- |
(% от |
лактата |
субстраты |
тель- |
готраты |
(% от |
эроб- |
ная |
МПК) |
в крови |
|
ность |
(ккал/мин) |
max) |
ная |
|
|
(ммоль/л) |
|
|
|
|
|
|
|
5-8 |
|
до 10 с |
до 120 |
80-90 |
100 |
- |
- |
(после |
АТФ. |
|
|
|
|
|
|
работы) |
Крф |
|
|
|
|
|
|
|
АТФ, |
10 с- |
80-25 |
90-100 |
90-60 |
10-40 |
90-100 |
20-25 |
КрФ, |
2-3 |
|
|
|
|
|
|
гликоген |
мин |
|
|
|
|
|
|
мышц |
3-15 |
25-20 |
100 |
20-30 |
80-70 |
100-90 |
10-25 |
гликоген |
мин |
|
|
|
|
|
|
мышц |
15-60 |
20-16 |
95-80 |
5-20 |
80-95 |
90-80 |
10-4 |
гликоген мышц, |
мин |
|
|
|
|
|
|
жиры, |
|
|
|
|
|
|
|
глюкоза |
|
|
|
|
|
|
|
крови |
|
|
|
|
|
|
|
жиры, |
60-240 |
16-12 |
80-60 |
- |
100 |
80-55 |
менее 4 |
гликоген |
мин |
|
|
|
|
|
|
мышц, |
|
|
|
|
|
|
|
глюкоза |
|
|
|
|
|
|
|
крови |
|
|
|
|
|
|
|
жиры, |
более |
менее |
менее |
- |
100 |
менее |
менее 4 |
гликоген |
240 |
12 |
55 |
|
|
50 |
|
мышц, |
мин |
|
|
|
|
|
|
глюкоза крови |
Упражнения, предельная длительность которых находится в диапазоне 10 с - 2-3 мин. При упражнениях субмаксимальной анаэробной мощности запасы КрФ уменьшаются более чем на 90%, а АТФ - на 30-40%. В результате интенсивного анаэробного гликолиза концентрация молочной кислоты в крови может достигать 20-25 ммоль/л, рН крови снижается до 7,0. При продолжительности упражнений, равной 2-3 мин, показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, МОК, легочная вентиляция, скорость потребления кислорода) достигают величин либо близких к максимальным для данного человека, либо максимальных (табл. 16.1).
Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы при этих упражнениях, являются: снижение запасов КрФ, накопление молочной кислоты, емкость и мощность гли-колитической энергетической системы работающих мышц, состояние ЦНС и функциональные свойства нервно-мышечного аппарата.
Упражнения, предельная длительность которых находится в диапазоне 3-15 мин. Предельная длительность упражнений большой мощности (или максимальной аэробной мощности) не лимитируется уменьшением запасов АТФ, КрФ или гликогена, так как содержание КрФ уменьшается примерно до одинаковых величин после упражнений, длящихся 3-5 мин и 10-15 мин, а запасы гликогена снижаются лишь на 20-30%. В случаях, когда продолжительность работы достигает 2-3 мин и более, ЧСС, СО, МОК, JIB.VOz достигают максимальных для данного спортсмена величин. Концентрация лактата в крови возрастает до 10-25 ммоль/л. Причем, чем больше длитель-ность работы в рассматриваемом диапазоне (3-15 мин), тем меньше концентрация лактата в крови.
Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы при этих упражнениях, являются: функциональные возможности кислородтранспортной системы (в первую очередь состояние сердечно-сосудистой системы и системы крови), возможности мышечных волокон утилизировать кислород, содержание гликогена в мышцах и мощность гликолитической энергетической системы работающих мышц, степень накопления молочной кислоты в сокращающихся мышцах.
Упражнения, предельная длительность которых находится в диапазоне 15-60 мин. При упражнениях такой длительности дистанционное потребление кислорода составляет 80-90% от МПК. Около 90% всей энергии образуется аэробным путем. Окислительному расщеплению в большей степени подвергаются углеводы, а не жиры. ЧСС на протяжении работы составляет 80-90% от максимальной, а легочная вентиляция - 70-80% от максимальной. Концентрация молочной кислоты возрастает весьма значительно (в среднем на уровне порога анаэробного обмена).
Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы при этих упражнениях, являются: возможности кардиореспираторной системы, процент содержания в мышцах медленных волокон, плотность капилляризации мышцы и активность окислительных ферментов, содержание гликогена в мышечных волокнах, степень повышения температуры тела и дегидратации во время работы.
Упражнения, предельная длительность которых находится в диапазоне 60-240 мин. Дистанционное потребление кислорода при такой работе колеблется (в зависимости от ее предельной длительности) от 55 до 80% от индивидуального МПК. ЧСС и ЛВ также далеки от максимальных возможностей и составляют от них лишь 60-80%. Основными энергетическими субстратами служат жиры и в меньшей степени - углеводы. Почти всей энергией работающие мышцы обеспечиваются за счет аэробных процессов.
Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими предельное время работы при этих упражнениях, являются: возможности кардиореспираторной системы, процент содержания в мышцах медленных волокон, плотность капилляризации мышцы и активность окислительных ферментов, содержание гликогена в мышечных волокнах, степень повышения температуры тела и дегидратации во время работы.
Упражнения, длительность которых превышает 240 мин. В упражнениях малой мощности (трудовая и бытовая деятельность, массовая физическая культура, турпоходы и т.д.) потребление кислорода составляет обычно менее 50% от МПК. Показатели деятельности кардиореспираторной системы также не превышают 40-50% от индивидуальных предельных вели-чин. Мышцы обеспечиваются энергией за счет окисления главным образом жиров и в меньшей степени - углеводов.
Основными физиологическими факторами и механизмами, определяющими развитие утомления при работе, продолжающейся более 4 ч, являются: истощение запасов гликогена в мышцах и печени, снижение концентрации глюкозы в крови (может наступать уже после 2 ч работы) и уменьшение, таким образом, ее доставки к клеткам нервной системы, ухудшение эффективности терморегуляции, нарушение водно-солевого баланса.