Характеристики нагрузки на уровне АнП и в других зонах интенсивности
Чтобы яснее понимать особенности воздействия нагрузок на уровне АнП, дадим их краткую физиологическую характеристику, а также характеристику нагрузок, выполняемых в других зонах энергообеспечения.
Напомним, что энергетический субстрат мышечной деятельности— АТФ может образовываться как аэробным, так и анаэробным путем, причем анаэробный ресинтез АТФ менее эффективен, чем аэробный, преобладающий в допороговой зоне. При выполнении физической работы в зоне до АнП метаболические процессы находятся в устойчивом состоянии, что позволяет поддерживать работоспособность организма продолжительное время.
Характер процессов энергообразования зависит как от мощности работы, так и от типа мышечных волокон, участвующих в обеспечении физической деятельности. Различают два типа волокон: I — медленные (оксидативные) и II—быстрые. Причем тип II разделяют на: а)оксидативно-гликолитические, б)гликолитические и в) промежуточные (близкие к волокнам типа I). Образование молочной кислоты (лактата) происходит главным образом в волокнах типа II.
По мере повышения интенсивности нагрузки от покоя до максимальной характер энергообеспечения мышечной деятельности изменяется в последовательности, соответствующей трем энергетическим зонам — аэробной, аэробно-анаэробной (смешанной) и анаэробной; двигательная активность в каждой из зон обеспечивается преимущественным участием тех или иных мышечных волокон. Критерием для идентификации зон служит содержание лактата в крови или мышцах.
Аэробная зона (аэробное энергообеспечение).
Физические усилия полностью обеспечиваются энергией в аэробном режиме. Предельное значение концентрации лактата в крови, соответствующее аэробному порогу (АП) — по усредненным данным 2 ммоль/л. В работе участвуют преимущественно волокна типа I — медленные, отличающиеся низкой АТФ-азной активностью и низкой скоростью мышечного сокращения, высокой активностью окислительных ферментов и большим содержанием митохондрий, что способствует длительной работе. Спецификой этих волокон является непрерывное окисление лактата, поступающего из крови и из волокон типа II. Это весьма существенное свойство, поскольку уровень концентрации лактата есть результат не только мышечной гипоксии, но и возможностей образования лактата и ликвидации его.
Исходные субстраты для ресинтеза АТФ: глюкоза, гликоген, свободные жирные кислоты. Причем основным источником энергии скелетных мышц служат жиры, утилизация которых тормозит гликолиз, что приводит к уменьшению образования лактата. Заметим, что окисление одной молекулы глюкозы дает 38 молекул АТФ, а окисление жирных кислот — до 136, что делает последнее основным субстратом ресинтеза АТФ. Запасы исходного материала аэробного производства АТФ практически неисчерпаемы, а конечные продукты — вода и углекислый газ - безвредны и легко удаляются из организма. Поэтому при продолжительных физических упражнениях жиры служат основным источником энергии для скелетных мышц.
Тренировки в этой зоне могут носить как специфический, так неспецифический характер, например, длительные лыжные или велосипедные прогулки и походы, гребля, плавание. Интенсивность тренировок регулируется по ЧСС, которая должна соответствовать значениям ниже уровня АП. Длительность тренировочных занятий зависит от цели, преследуемой в каждом конкретном случае, поскольку кроме главной задачи — улучшения эффективности механизмов аэробного обеспечения, тренировочные занятия в аэробной зоне решают еще и ряд таких задач, как совершенствование техники бега, развитие волевых качеств и т. д.
Приведем несколько примеров тренировок в этой зоне.
1. Длительный равномерный бег по дорогам или по местности в течение 60—120, иногда до 180 мин. Выполняется с ЧСС, близкой к уровню АП. Применяется как основное тренировочное средство в период развития выносливости в аэробной зоне. При протяженности свыше 1,5 часов развивает также и волевые качества. При протяженности свыше 2 часов рекомендуется брать с собой запас воды или других восстанавливающих напитков.
2. Восстановительная пробежка — бег низкой и умеренной интенсивности продолжительностью 30—60 мин, применяется как восстановительное средство через 0,5—2 суток после интенсивных тренировок. Способствует устранению недоокислепных продуктов в мышцах.
3. Кросс-поход по пересеченной местности — сочетание бега и ходьбы,
продолжительностью от двух до четырех часов. Включение участков пересеченной местности (подъемов, спусков, болот, буреломов) обеспечивает развитие силовой выносливости мышц ног.
4. Плавание в бассейне или летом в открытом водоеме в течение 30— 45 минут является тренировочным средством, обеспечивающим эффективное восстановление работоспособности мышц ног, развитие дыхательной мускулатуры.
5. Лыжные или велосипедные тренировки имеют некоторое преимущество перед беговыми с точки зрения развития выносливости, так как могут выполняться в течение более длительного времени, чем беговые, без риска «забить» ноги или травмировать пояснично-крестцовый отдел позвоночника (что нередко случается с теми, кто чрезмерно увлекается «объемными» беговыми тренировками по асфальту, особенно в зимний период). Однако следует помнить, что лыжи и велосипед — неспецифические тренировочные средства, поэтому их доля по сравнению с беговыми нагрузками не должна быть преобладающей.
6. Спортивные игры, — ввиду переменного характера и неспецифичности
работы их воздействие на подготовку ориентировщика до конца не выяснено.
Известно лишь, что спортивные игры являются прекрасным восстановительным средством, способным поддерживать уровень работоспособности в переходном периоде, развивают ловкость, координационные способности, дают хорошую психологическую разрядку.
Аэробно-анаэробная зона (смешанное энергообеспечение в режиме устойчивого состояния).
Соответствует усредненным значениям концентрации лактата в крови от 2 ммоль/л (АП) до 4 ммоль/л (АнП). Здесь характерно более значительное участие в работе волокон типа IIа (оксидативно-гликолитических) и подключением по мере роста интенсивности работы волокон типа Пб (гликолитических). Эти волокна обладают высокой АТФ-азной активностью и хорошо развитой гликолитической ферментной системой, но в них меньше митохондрий и ниже активность окислительных ферментов. Специфика метаболизма волокон типа II приводит к увеличению производства лактата, что тормозит утилизацию жиров и активирует утилизацию углеводов. ЧСС в данном диапазоне нагрузок линейно возрастает.
Тренировка в этой зоне развивает способность поддерживать максимально возможную скорость бега на протяжении времени, соответствующем продолжительности выполнения соревновательного упражнения. Кроме того, известно, что уровень АнП является критическим с точки зрения оперативной умственной работоспособности ориентировщика, поэтому выносливость в этой зоне определяется уровнем анаэробного порога, который одновременно является и верхней границей соответствующей зоны интенсивности. Энергообеспечение в этой зоне носит смешанный характер, но все же большая часть энергии вырабатывается за счет аэробных механизмов, а источниками энергии служат в основном углеводы. Запасов углеводов в организме хватает, как правило, на 90—120 мин интенсивной работы, поэтому тренировки в этой зоне менее продолжительны, чем в аэробной зоне. С практической точки зрения эту зону следует разбить на две подзоны. Хотя различия между этими подзонами не носят ярко выраженного качественного характера, все же они весьма существенны с точки зрения воздействия нагрузки на организм.
Подзона 1 характеризуется небольшим превышением уровня АП. Выделение лактата в кровь из работающих мышц невелико и организм легко с ним справляется. Однако интенсивность энергообмена выше, чем в аэробной зоне, кардиореспираторная система работает с большим напряжением, «медленные» мышечные волокна вовлечены в работу практически полностью, подключены «промежуточные» (типа IIа) и небольшая часть «быстрых» (IIб) волокон. В качестве источников энергии используются в равной степени жиры и углеводы. Продолжительность работы может достигать 90—120 мин. Основными тренировочными средствами в подзоне 1 являются кроссовые тренировки по пересеченной местности или лыжные тренировки переменной интенсивности, ходьба в гору или по болоту. Тренировки направлены на дальнейшее совершенствование механизмов аэробного энергообеспечения (на более высоком уровне, чем работа в аэробной зоне).
Тренировочные нагрузки в подзоне 2 обладают более интенсивным воздействием на организм и требуют тщательного контроля уровня интенсивности (прежде всего с помощью измерения ЧСС), чтобы избежать превышения уровня АнП, т. е. перехода в следующую зону. Выполнение тренировочной работы на уровне, близком к АнП (но без его превышения), является наиболее эффективным средством развития специальной выносливости и подъема уровня АнП. Такие тренировочные нагрузки способствуют не только дальнейшему развитию механизмов аэробного энергообеспечения на более высоком уровне, чем в подзоне 1, но и одновременно направлены на развитие способности организма противодействовать накоплению лактата, производство которого в работающих мышцах увеличивается из-за прогрессирующего вовлечения в работу волокон типа IIб.
Основным источником энергии в этом случае служат углеводы, запасы которых в организме ограничены. Поэтому максимальная продолжительность работы в подзоне 2 до полного истощения составляет 90—120 мин. Поскольку в тренировках доводить организм до полного истощения нежелательно, рекомендуется ограничиваться 40—80 мин работы при тренировке в подзоне 2. Методами тренировки могут быть — переменный, непрерывный или интервальный бег. Интенсивность должна быть близка к соревновательной (ЧСС близко к ЧСС АнП), а характер движений — специфический, т. е. нагрузки, не связанные с бегом, как правило, не применяются, за исключением, разве что, соревнований на лыжах. Приведем пример тренировочных занятий в подзоне 2.
1. Тест-бег — темповой бег на максимальный или близкий к максимальному результат на кроссовой трассе протяженностью от 10 до 20 км.
2. Тренировка в соревновательном режиме (непрерывная или отрезками
с отдыхом на промежуточных финишах или некоторых контрольных пунктах).
3. Переменные и интервальные тренировки на местности (с картой или без нее) с продолжительностью ускорений от 3 до 15 мин (необходим жесткий контроль по ЧСС, чтобы не превысить уровень АнП).
В зимний период, когда тренироваться на местности нет возможности, тренировки в подзоне 2 можно проводить в легкоатлетическом манеже. Чтобы избежать монотонности в тренировках на беговой дорожке, на ней рекомендуется устанавливать барьеры или препятствия «стипль-чеза», одновременно с развитием специальной выносливости тренируя умение спортсменов преодолевать преграды. Для ориентировщика хорошим средством борьбы с монотонностью является использование упражнений с фрагментами карт на бегу, поскольку он должен привыкать к умственной работе и концентрации внимания при беге с интенсивностью, соответствующей соревновательной нагрузке на уровне АнП.
Анаэробная зона (смешанное энергообеспечение в неустойчивом состоянии.Нижней границей уровня интенсивности является АнП. Зона характеризуется активизацией анаэробного гликолиза, что вызывает резкое возрастание концентрации лактата в крови и гипервентиляцию. Такая ситуация способствует включению в работу все большего количества волокон типа IIб. Усиленное продуцирование лактата в еще большей степени препятствует утилизации жирных кислот. Нарушается равновесие в производстве и нейтрализации лактата. Увеличение легочной вентиляции и потребления кислорода не может компенсировать нарастающие процессы метаболического ацидоза, усугубляющиеся тем, что все большая доля потребленного кислорода тратится на работу дыхательных мышц. ЧСС приближается к максимальным значениям. Зона анаэробного энергообеспечения менее экономична, чем аэробная — в ней на единицу окисляющегося гликогена образуется почти в 20 раз меньше энергии. В этом режиме длительная работа невозможна.
Развитие работоспособности ориентировщика в этой зоне необходимо из следующих соображений. Выступая в соревнованиях, спортсмен время от времени неизбежно превышает уровень АнП, а затем, снижая скорость, возвращается к нему. Таким образом, средняя интенсивность нагрузки успешных соревнований (т. е. таких, в которых спортсмен выдержал темп до конца и не допускал серьезных снижений скорости из-за технических проблем или грубых ошибок) оказывается чуть выше уровня АнП, если судить по среднедистанционным значениям ЧСС или по средней концентрации лактата в крови. Такие переходы в зону, лежащую выше уровня АнП, в зависимости от мастерства спортсмена, уровня мотивации и характера местности занимают от 10 до 40% времени бега по дистанции. Отсюда видно, какое значение имеет для спортсмена его работоспособность на уровне выше АнП. В зоне с интенсивностью между АнП и МПК нагрузки направлены на развитие максимальной аэробной производительности. В принципе уровень МПК (и соответствующая ему «критическая» скорость) являются верхней границей этой зоны, но здесь необходимо сделать несколько оговорок. Во-первых, зависимость потребления кислорода от скорости бега выше уровня АнП имеет нелинейный характер (рис. 2).
Рисунок 2. Зависимость потребления кислорода от скорости бега.
Какое-то время после превышения уровня АнП линейность может сохраняться, но затем начинается уменьшение прироста и «затухание» (рис. 2а). В некоторых случаях наблюдается: «скачок» потребления кислорода и затем «затухание» (рис. 2,6). Иногда линейность сохраняется вплоть до уровня МПК (рис. 2в), и, наконец, в самом неблагоприятном случае «затухание» начинается сразу после превышения уровня АнП (рис. 2г). Поскольку основной задачей тренировки в анаэробной зоне является наряду с повышением уровня потребления кислорода стремление избежать излишне быстрого накопления лактата, надо стараться по возможности использовать тот участок работы, на котором потребление кислорода продолжает расти по крайней мере линейно, без «затухания». Контроль над этим осложняется еще и потому, что характер поведения ЧСС и потребления кислорода выше уровня АнП не всегда совпадают. У некоторых спортсменов МПК достигается одновременно с выходом ЧСС на максимальный уровень, у других при достижении МПК потребление кислорода уже начинает резко падать. Поэтому для надежности рекомендуется проводить тренировки специальной выносливости небольшим превышением уровня АнП, поддерживая ЧСС в пределах 90—95% от максимального значения. «Критическую» скорость — верхнюю границу зоны можно определить графически по результатам бегового теста со ступенчато-возрастающей скоростью (рис. 3).
![]() | Рис.3 Графический метод определения критической скорости. По оси абсцисс – скорость бега в м/с, по оси ординат – ЧСС в уд/мин. 1 – 8 – ступени тестирования. |
В качестве примера тренировок в рассматриваемой зоне можно привести следующие:
1. Повторно-беговые тренировки с продолжительностью работы на отрезках от 5 до 10 мин с числом повторений от 2 до 4.
2. Более короткие и более интенсивные беговые отрезки по сильноперс-
сеченной местности (8-10 раз по 2-4 мин через 2-3 мин отдыха).
3. Повторное пробегание коротких дистанций ориентирования по 1,5-3 км на сверхсоревновательных скоростях.
Для тренировки в видах спорта на выносливость анаэробные алактатные нагрузки могут быть использованы для поддержания скоростно-силовых качеств. Работа с интенсивностью МПК и выше нее ведет к быстрому накоплению лактата. Тем не менее ярко выраженная анаэробная скоростная работа является неотъемлемой составной частью тренировки, особенно в соревновательном периоде. Поэтому для развития скоростных качеств и подведения к спортивной форме перед важными соревнованиями применяются скоростные тренировки в анаэробном алактатном режиме с подключением силового компонента. Примером таких тренировок является повторный бег в гору или по болоту с продолжительностью отрезков 20—30 с полным восстановлением, а также 60—100-метровые спурты по равнине (отработка финишного ускорения). При столь малой продолжительности работы ЧСС не успевает выйти на уровень устойчивого состояния и поэтому не информативна с точки: зрения контроля за интенсивностью нагрузки.
Силовая тренировка — необходимый и очень важный компонент тренировки. Бег по пересеченной местности носит ярко выраженный силовой характер. При преодолении подъемов, крутых спусков, заболоченных участков, буреломов, участков каменистого или песчаного грунта, прыжках через канавы и другие препятствия мышцы ног развивают значительно большие усилия, чем при беге по дорожке с твердым покрытием.
Одного лишь бега на местности может быть недостаточно для поддержания силовых качеств мышц на необходимом уровне, особенно у тех спортсменов, у которых уровень мышечной силы невысок по природным данным. Поэтому необходима специализированная силовая тренировка, которая строится по принципу постепенного перехода от общесиловых к специфическим для данного вида спорта скоростно-силовым упражнениям – бегу в гору, бегу по болоту, бегу по грунту различного характера, преодолению препятствий (в последних двух упражнениях немаловажную роль играют и координационные способности). Общесиловая тренировка подразумевает выполнение упражнений с отягощениями и в зависимости от развиваемого усилия и количества повторений делится на тренировку максимальной силы, динамической («скоростной» или «взрывной») силы и силовой выносливости. Целенаправленная силовая тренировка в значительной мере улучшает результаты в беге по пересеченной местности, а также приводит к снижению риска получения острых и хронических травм благодаря укреплению связочно-суставного аппарата прежде всего в голеностопном и коленном суставах. Большую роль в предохранении от травм позвоночника играет укрепление мышц туловища и в первую очередь спины. Развитие силы мышц брюшного пресса улучшает беговую осанку и положительно сказывается на технике бега, повышает экономичность бега.