Физиологическая характеристика динамической циклической работы различной относительной мощности

В 1937 г. B.C. Фарфель подверг математическому анализу десять, а за­тем и двадцать пять лучших достижений мирового масштаба в различных ви­дах циклической работы спортивного характера. Оказалось, что мощность работы и ее длительность находятся в достаточно сложной зависимости и не являются просто обратно пропорциональными. Длительность работы возрас­тает в большей мере, чем уменьшается ее мощность (скорость). Отложив по оси ординат логарифмы скорости легкоатлетического бега, а по оси абсцисс - логарифмы рекордного времени, B.C. Фарфель обнаружил четыре отрезка прямых. Причем точки перелома соответствуют на абсциссе моментам вре­мени 25-30 с, 3-5 мин и 30-40 мин.

Подобный анализ лучших результатов в других видах циклических спортивных упражнений показал, что аналогичная закономерность обнару­живается и в плавании, и в беге на коньках, и в лыжных гонках.

Указанные выше четыре зоны кривых рекордов были названы зонами относительной мощности: максимальной, субмаксимальной, большой и уме­ренной.

Каждой из этих зон относительной мощности (интенсивности) свой­ственны свои характерные особенности (табл. 2).

Таблица 2

Физиолого-биохимическая характеристика работы различной мощности (интенсивности)

№	Показатели	Зоны мощности
Максималь­ная	Субмакси­мальная	Большая	Умеренная
	Продолжи­тельность работы	До 20-30 с	От 20-30 с до 3-5 мин	От 3-5 мин до 30-40 мин	> 40 мин
	Удельный расход энер­гии	макс. До 4 ккал/с	1,5 ккал/с	0,4-0,5 ккал/с	Около 0,3 ккал/с
	Общий рас­ход энергии	До 80 ккал	До 450 ккал	До 900 ккал	До 1000 ккал и более
	Минутный запрос Ог, л/мин	До 40	До 25	5-7	3-4
	Рабочее по­требление Ог	6-13% от запроса	5-5,5 л/мин к концу ра­боты	5-5,5 л/мин	До 4 л/мин
	Относитель­ное рабочее потребление Озк 02-запросу	1/10	Около 1/3	Около 5/6	1/1
	Отн. 02-долг к Ог-запросу, %	до 90-95	60-90	50-20	3-5
	Абсолютный О2-долг, л	До8	До 22-25	До 12-20	До 4
	Наличие ус­тойчивого состояния по О2	Отсутст­вует	К концу ра­боты по ти­пу "кажу­щегося"	"Кажущее­ся" устой­чивое сос­тояние	Истинное устойчивое состояние
	Минутный объем дыха­ния, л/мин	До 30-40	К концу ра­боты до 120-140	Максималь­но доступ­ный, 140-160	Ниже мак­симального, 80-100
	Работа серд­ца (ЧСС, уд/мин)	160-170 после рабо­ты	Нарастает до макси­мума, 190-200	Близка к максимуму, до 200	Ниже мак­симума, 150-180
	Длитель­ность вос­становления	30-40 мин	1-2 ч	Несколько часов	2-3 суток
	Источники энергии	АТФ, КрФ	АТФ, КрФ, гликолиз	Смешан­ный аэроб­но-анаэроб­ный, глико­лиз	Аэробный, с использо­ванием уг­леводов и жиров
	Концентра­ция молоч­ной кислоты, мг%	До 100	200-280 (макси­мальная)	135-200 (большая)	10-20
	РН крови	Незначи­тельно в кислую сто­рону	До 7,2	До 7,0	Нормаль­ное
	Содержание сахара в 100 мл крови	Нормаль­ное или не­значитель­но повыше­но	Нормаль­ное или слегка повышено	Нормаль­ное	Снижено до 40-50 мг%
	Осмотиче­ское давле­ние в крови	Нормаль­ное	Слегка по­вышено	Повышено значитель­но	Резко по­вышено

Зона максимальной мощности

К максимальной мощности относится динамическая циклическая ра­бота длительностью не более 20-30 с: легкоатлетический бег на 60, 100, 200 м; плавание 50 м; велогонка на 500 м. При этом работа совершается в условиях максимальной частоты движений, когда мышцы выполняют в еди­ницу времени максимально доступную величину работы в условиях макси­мального количества затрачиваемой энергии в единицу времени. Расчетный (на 1 мин) кислородный запрос достигает 40 и более литров. Однако вслед­ствие кратковременности и известной функциональной инертности вегета­тивных систем по сравнению с двигательным аппаратом в рабочем периоде имеет место своеобразный "разрыв" между уровнем интенсивности функцио­нирования двигательного аппарата и вегетативными системами. В силу этого работа протекает главным образом в анаэробных условиях, а существенное повышение функциональной активности вегетативных систем обнаружива­ется после окончания работы. Если при пробегании 100 м за 12с бегун успе­вает провентилировать всего 5-6 л, то в первые минуты восстановительного периода легочная вентиляция возрастает до 60-70 л/мин, а частота дыхания по сравнению с покоем увеличивается в 4-5 раз.

Потребление кислорода в первую минуту восстановления после бега на 100 м за 12 с достигало 2-3 л/мин (это напоминает проявление феномена Линдгарда, когда сдвиги функций после работы выше рабочих). Из-за крат­ковременности работы существенные сдвиги в составе крови обнаруживают­ся главным образом после работы. Накопившаяся во время работы молочная кислота после бега усиленно диффундирует в кровь, и через 1-2 мин после финиша ее концентрация с 10-20 мг% (1-2 ммоль/л) в покое увеличивается до 80 мг%, а на 5-6-й мин восстановления - до 100 мг% (10-12 ммоль/л) и более. В связи со значительной послерабочей гипервентиляцией и усиленным "вымыванием" С02 дыхательный коэффициент может достигать 1,5 и даже 2,0. Уровень сахара в крови существенно не изменяется. Частота сердечных сокращений возрастает к концу дистанции до 160 уд/мин, а в 1-ю мин вос­становления отмечены величины до 180 и более уд/мин.

Энерготраты при мышечной работе максимальной интенсивности не­значительны, но удельный расход энергии достигает 4-8 ккал/с, а общий - до 80 ккал. Главные поставщики энергии - АТФ и КФ, т.е. преобладает алактат-ный анаэробный процесс, тогда как гликолиз существенно не активизируется (табл. 15.2). Потребление кислорода во время работы не превышает 5-10% от кислородного запроса, и, соответственно, относительный кислородный долг составляет 90-95%. Восстановительный период по потреблению Оз равен 30-40 мин.

К основным механизмам утомления следует отнести: исчерпание кле­точных резервов макроэргов, уменьшение активности двигательных зон ЦНС, обусловленных максимальной афферентной импульсацией от про-приорецепторов мышц, снижение физиологической лабильности моторных центров и развитие торможения в них вследствие мощной эфферентной импульсации к скелетным мышцам и снижение сократительной способности мышечных волокон вследствие анаэробного характера их работы.