Физиологические основы выносливости

Физиологические основы выносливости. Источником, способным генерировать биологическую энергию в человеческом организме, является аденозинтрифосфорная кислота.

Основными компонентами, необходимыми для ресинтеза АТФ, являются глюкоза и кислород. Для интенсификации биологических процессов требуются дополнительные многочисленные ферменты и гормоны, которые не могут заменить АТФ, но участвуют в ее ресинтезе.

При распаде одной молекулы глюкозы ресинтезируется до 38 молекул АТФ, причем на долю аэробных реакций приходится до 36 из них. Это означает, что чем больше во время мышечной работы окисляется глюкозы, тем большее количество АТФ ресинтезируется и тем большую мощность может развить спортсмен, т.е. аэробные возможности спортсмена определяют уровень окислительных процессов глюкозы аэробным путем. Работа системы, внешнего дыхания. Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе составляет около 21%, в выдыхаемом–около 17%, что обеспечивает насыщение крови на 95–98%. Некоторые опытные данные по количественным показателям системы внешнего дыхания приведены в табл. 1. Необходимо отметить, что для нормального функционирования организма во время умеренной работы требуется примерно до 5 л кислорода в минуту.

Такой объем вентиляции за минуту способны обеспечить легкие с жизненной емкостью 3, 5–4 л. Именно такую ЖЕЛ имеют физически здоровые люди без специальной тренировочной подготовки.

Таблица 1. Параметры системы внешнего дыхания спортсмена Состояние спортсмена Нагрузка Число циклов дыхания в 1 мин Объем вдыхаемого воздуха, л Расход воздуха, л/мин. Расход кислорода, л/мин Насыщение крови, % Глубина дыхания, % Покой – 10–16 0, 5 5–8 1, 5 – 1, 7 95–10 Легкая 35–40 0, 5–1, 0 40–50 8, 4–12, 4 10–20 Мышечная Средняя 45–50 1, 0–1, 8 60–70 12, 6–14, 7 95–98 20–35 работа Тяжелая 55–75 1, 8–2, 2 80–120 16, 8–25, 2 35–45 У спортсменов высокого класса, как правило, ЖЕЛ достигает 6–6, 5 л и больше, а максимальная вентиляция легких – свыше 200 л/мин. Система тканевого дыхания с повышением тренированности организма существенно совершенствуется.

Возрастает число капилляров на единицу поперечного сечения мышечной ткани, улучшается снабжение мышц кровью, кислородом и другими веществами, в каждом мышечном волокне увеличивается число митохондрий, возрастает биологическая активность многочисленных ферментов, катализирующих окислительные процессы.

Кровь – жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе, обеспечивающая жизнедеятельность клеток и тканей организма и выполняющая многочисленные физиологические функции. Кровь состоит из плазмы и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. В нормальных условиях в 1 л крови содержится 1012 эритроцитов; 109 лейкоцитов; 108 тромбоцитов. Средняя скорость движения крови в артериальных сосудах 0,2–0,5 м/с, в венозных - 0,1–0,2 м/с, в капиллярных-0,0005 – 0,0020 м/с. Систематические тренировки организма способствуют увеличению гемоглобина и эритроцитов в крови, что повышает кислородную емкость крови.

Кроме того, кровь тренированного человека, находящегося в хорошей спортивной форме, обеспечивает значительно более высокую сопротивляемость организма простудным и инфекционным заболеваниям, ускоряет процессы восстановления после предельных нагрузок как в рамках цикла функционального движения, так и после больших физических нагрузок в период отдыха после соревнований или тренировки.

Система кровообращения – важный энергетический тракт, связывающий системы внешнего и внутреннего дыхания. Главный показатель работы сердца – объем крови, перекачиваемый за единицу времени. Эта величина определяется частотой сердечных сокращений и объемом систологического выброса. ОСВ тренированного спортсмена вдвое превышает аналогичный показатель новичка и составляет соответственно примерно 110–115 и 170–205 мл. Это позволяет при одной и той же частоте сердечных сокращений обеспечить больший уровень минутного объема кровообращения.

Следовательно, сердечнососудистая система поддается тренировке, и повышение ОСВ – единственный путь совершенствования системы кровообращения, а значит, и энергетического потенциала организма спортсмена. В табл. 2 приведены обобщенные данные многочисленных исследований по анализу работы системы кровообращения.

Таблица 2. Данные по анализу системы кровообращения Состояние спортсмена Мощность. Вт ЧСС, уд/ми н ОСВ, мл Объем кровообращения, л/мин Покои – 70 75 5, 25 100 133 166 100 120 130 90 135 175 9, 0 15, 6 26, 3 Мышечная 200 150 175 20, 8 работа 250 160 175 28, 0 333 180 175 31, 5 416 200 155 31, 0 500 210 130 27, 3 Анализ приведенных данных показывает, что ОСВ вырастает только до некоторого уровня мощности, а ЧСС непрерывно продолжает возрастать с увеличением мощности.

При работе с повышенной мощностью возникает диссоциация: ЧСС продолжает увеличиваться, а ОСВ снижается. Наибольшие значения ОСВ соответствуют такой мощности, при которой ЧСС составляет 130–180 ударов в минуту. У нетренированного человека, как отмечалось выше, ОСВ значительно меньше и явление диссоциации возникает при меньших уровнях мощности. В целях совершенствования сердечнососудистой системы тренировки должны проходить на таком уровне мощности, который соответствует максимальным значениям ОСВ. Повышение объема транспортированного и усваиваемого кислорода зависит от мощности рассмотренных систем, согласованности их потенциальных возможностей и слаженности их функционирования при ведущей роли ЦНС. В итоге при реализации субмаксимальной мощности для данного спортсмена наступает кислородный предел, который характеризуется максимальным объемом кислорода, потребляемого в единицу времени.

Этот показатель является основным критерием аэробных энергетических возможностей спортсмена.

Здесь речь идет только об энергетических возможностях и совершенно не рассматривается их функциональная реализация. Международная федерация спортивной медицины считает МПК самым надежным показателем энергетического потенциала организма спортсмена. В табл. 3 даны некоторые экспериментальные данные по МПК для спортсменов различной квалификации, специализирующихся в циклических видах спорта. Теоретически рассчитано, что максимальное значение МПК может достигать 8–8,5 л/мич, этот показатель соответствует подаче крови сердцем 40 л/мин. Самые высокие показатели МПК, зарегистрированные на практике, составляют 6 5 л/мин. Активная мышечная деятельность вызывает усиление деятельности сердечно-сосудистых тельной и других систем организма, которые действуют согласованно, в тесном единстве.

Эта взаимосвязь осуществляется гуморальной регуляцией и нервной системой. Гуморальная регуляция осуществляется через кровь посредством особых химических веществ – гормонов, выделяемых железами внутренней секреции.

Главенствующая роль в системе регуляции принадлежит ЦНС, которая осуществляет регуляцию деятельности организма посредством биоэлектрических импульсов. Основными нервными процессами являются возбуждение и торможение, инициируемые в нервных клетках. Таблица 3. Значения МПК для спортсменов различной квалификации МПК Квалификация My жчины Женщины спортсмена л/мин мл/ л/мин мл/ Мастер спорта, 5, 2–6, 2 78–85 4, 2–5, 3 64–72 мастер спорта международного класса Первый разряд 4, 4–6, 0 70–75 3, 0–4, 2 58–62 Второй разряд 4, 0–4, 5 66–70 2, 6–3, 0 54–58 Третий разряд 3, 5–4, 0 63–66 2, 2–2, 6 48–54 В ходе тренировки совершенствуется ЦНС, улучшаются процессы взаимодействия возбуждения и торможения, при этом взаимодействие нервных центров, регулирующих сокращение и расслабление различных групп мышц, становится все более четким, обеспечивая гармонический процесс мышечных сокращений.

Двигательные навыки становятся более устойчивыми и управляемыми, спортсмен получает возможность более широко и глубоко сознательно оценивать выполняемые им функциональные действия.

Постепенно вырабатывается стереотип основного функционального движения спортсмена. Качество этого движения и определяет в основном потенциальные возможности спортсмена. 3.