Биохимические закономерности восстановления после мышечной работы

Во время мышечной работы в организме возникают и нарастают разнообразные биохимические и функциональные сдвиги, приводящие в конечном счете к снижению физической работоспособности и разви­тию утомления. Устранение этих негативных изменений осуществляет­ся после работы, в процессе восстановления.

Восстановление является важнейшим периодом в подготовке спорт­смена, так как именно в это время в организме закладываются основы роста спортивной работоспособности, развития скоростно-силовых ка­честв и выносливости. Знание молекулярных механизмов восстановле­ния необходимо тренеру для эффективного управления учебно- тренировочным процессом.

Восстановление условно делится на две фазы: срочное и отставленное.

СРОЧНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ

На этом этапе устраняются продукты анаэробного обмена, главны­ми из которых являются креатин и лактат.

Креатин образуется и накапливается в мышечных клетках во время физических нагрузок за счет креатинфосфатной реакции: Креатинфосфат + АДФ —Креатин + АТФ

Эта реакция обратима. Во время отдыха она протекает в обратном направлении:

Креатин + АТФ —Креатинфосфат + АДФ

избыток

Обязательным условием превращения креатина в креатинфосфат является избыток АТФ, который создается в мышцах после работы, ко­гда уже нет больших энергозатрат на мышечную деятельность. Источ­ником АТФ при восстановлении является тканевое дыхание, проте­кающее с достаточно высокой скоростью и потребляющее значитель­ное количество кислорода. В качестве окисляемых субстратов чаще ис­пользуются жирные кислоты.

На устранение креатина требуется не более 5 мин. (Здесь и далее приводятся максимальные сроки восстановительных процессов после тяжелой работы большого объема. После выполнения физических на­грузок небольшого объема восстановление протекает значительно бы­стрее.) В течение этого времени наблюдается повышенное потребление кислорода, называемое алактатным кислородным долгом.

Алактатный кислородный долг характеризует вклад креатинфос- фатного пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение выполненной физи­ческой нагрузки.

Наибольшие величины алактатного кислородного долга (8-10 л) на­блюдаются после выполнения физических нагрузок в зоне максималь­ной мощности.

Другой продукт анаэробного обмена - лактат - образуется и накап­ливается в результате функционирования гликолитического пути ре­синтеза АТФ. Устранение молочной кислоты происходит преимущест­венно во внутренних органах, так как она легко выходит из мышечных клеток в кровяное русло.

Лактат, поступающий из крови в миокард, подвергается аэроб­ному окислению и превращается в конечные продукты - С0₂ и Н₂0. Такое окисление требует кислорода и сопровождается выделением энергии, которая используется для обеспечения работы сердечной мышцы.

Значительная часть лактата из крови попадает в печень и превраща­ется в глюкозу. Этот процесс называется глкжонеогенезом. Синтез глю­козы из лактата требует энергии АТФ, источником которого служит тка­невое дыхание, протекающее с повышенной скоростью и потребляющее избыточное (по сравнению с покоем) количество кислорода.

Другая часть лактата из крови поступает в почки. В почках, так же как и в миокарде, лактат может окисляться с участием кислорода до уг­лекислого газа и воды, давая этому органу энергию. Часть лактата че­рез почки поступает в состав мочи.

Выделяется из организма молочная кислота также в составе пота. У спортсменов содержание лактата в поте может значительно превышать его уровень в крови. Поэтому использование после тренировки сауны или бани позволяет ускорить выделение из организма молочной кислоты.

Для устранения избытка лактата обычно требуется не более 1,5-2 ч. В это время наблюдается повышенное (по сравнению с дорабочим уровнем) потребление кислорода, поскольку все превращения лактата протекают с участием кислорода.

Повышенное потребление кислорода в ближайшие 1,5-2 ч после за­вершения мышечной работы, необходимое для устранения лактата, на­зывается лактатным кислородным долгом.

Лакгатный кислородный долг характеризует вклад гликолитического пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение проделанной работы. Наи­большие величины лактатного кислородного долга (18-20 л) определя­ются после физической нагрузки в зоне субмаксимальной мощности.

Частично креатин и лактат могут устраняться и во время трениров­ки: при снижении интенсивности выполняемых физических упражне­ний, а также в промежутках отдыха. Такое восстановление называется текущим.

ОТСТАВЛЕННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ

В этот период в организме восполняются запасы химических соеди­нений и восстанавливаются внутриклеточные структуры, разрушенные или поврежденные во время мышечной работы. Основными биохими­ческими процессами, составляющими отставленное восстановление, являются синтезы гликогена, жиров и белков.

Синтез гликогена протекает в мышцах и в печени, причем в первую очередь накапливается мышечный гликоген. Синтезируется гликоген главным образом из глюкозы, поступающей в организм с пищей. Пре­дельное время восстановления в орг анизме запасов гликогена - 24—36 ч.

Синтез жиров осуществляется в жировой ткани. Вначале образуют­ся глицерин и жирные кислоты, затем они соединяются в молекулу жи­ра. Жир также образуется в стенке тонкой кишки путем ресинтеза из продуктов переваривания пищевого жира. С током лимфы, а затем кро­ви ресинтезированный жир поступает в жировую ткань. Для восполне­ния запасов жира необходимо не более 36^48 ч.

Синтез белков в основном идет в мышечной ткани. Часть амино­кислот (незаменимых) обязательно должна поступать с пищей. Макси­мальное время синтеза белков - 48-72 ч.

Отставленное восстановление также включает и восстановление (репарацию) поврежденных внутриклеточных структур. Это касается миофибрилл, митохондрий, различных клеточных мембран. По време­ни это самый длительный процесс; он требует до 72-96 ч.

Все биохимические процессы, составляющие отставленное восста­новление, протекают с потреблением энергии, источником которой яв­ляется АТФ, возникающий за счет тканевого дыхания. Поэтому для фа­зы отставленного восстановления характерно несколько повышенное потребление кислорода, но не такое выраженное, как при срочном вос­становлении.

Важнейшей особенностью отставленного восстановления является наличие суперкомпенсации (или сверхвосстановления). Суть этого явлёния заключается в том, что вещества, разрушенные при работе, во время восстановления синтезируются в больших концентрациях по сравнению с их дорабочим, исходным уровнем. На рис. 20 показана су­перкомпенсация гликогена - вещества, которое расщепляется практи­чески при любой работе.

Рис. 20. Суперкомпенсация гликогена при отставленном восстановлении

Как видно из рисунка, суперкомпенсация носит временный харак­тер, она обратима. Но если суперкомпенсация возникает часто (при ре­гулярных тренировках), то это ведет к постепенному росту исходного уровня данного вещества.

Основной причиной сверхвосстановления является повышенное со­держание в крови гормонов, влияющих на синтетические процессы (инсулин, тестостерон и др.). Время наступления суперкомпенсации существенно зависит от скорости распада веществ при работе: чем вы­ше скорость расщепления какого-либо вещества во время работы, тем быстрее происходит его синтез при восстановлении и раньше наступает суперкомпенсация.

Высота суперкомпенсации (степень превышения исходного уровня) определяется глубиной распада веществ при работе. Чем глубже распад вещества при работе (в разумных пределах, так как чрезмерный распад приводит к переутомлению!), тем выраженнее и выше суперкомпенсация. Эта особенность суперкомпенсации заставляет тренера применять на тре­нировках упражнения большой мощности и продолжительности, чтобы вызвать в организме спортсмена достаточно глубокий распад тех веществ, от содержания которых значительно зависит работоспособность.

Для спортсмена суперкомпенсация имеет исключительно важное значение. На высоте суперкомпенсации существенно возрастают все качества двигательной деятельности (сила, скорость, выносливость), что, несомненно, сказывается на спортивных результатах.

Обязательным условием полноценного восстановления является ка­чественное питание. Питание обеспечивает организм спортсмена ис­точниками энергии (все процессы синтеза требуют энергии!) и строи­тельным материалом для синтезов (аминокислоты, глюкоза, глицерин, жирные кислоты). Кроме этого, с пищей поступают витамины и мине­ральные вещества, потребность в которых после физической работы повышена.

Полезная информация

Гребцы высокой квалификации во время интенсивных тренировок расходуют в сутки 6000 ккал и более.

Для обеспечения полноценного восстановления пищевой рацион должен содержать 2-2,5 г белков, 8-10 г углеводов и 1,8-2 г жиров в рас­чете на 1 кг массы спортсмена.

ГЛАВА 19 БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДВИГАТЕЛЬНЫХ КАЧЕСТВ СПОРТСМЕНА

К двигательным качествам (синонимы: двигательные способно­сти, двигательные возможности) обычно относят силу, быстроту, выносливость, координацию, гибкость, прыгучесть и т. п. Высокое развитие двигательных возможностей является непременным условием успешной технической и тактической подготовки, наличия морально- волевых качеств у спортсменов.

В данном разделе будут рассмотрены те качества двигательной дея­тельности, в развитии которых существенная роль принадлежит биохи­мическим механизмам. К таким двигательным качествам в первую оче­редь относятся сила, быстрота и выносливость. Поскольку в структур­но-морфологических и биоэнергетических основах силы и быстроты много общего, их обычно объединяют в скоростно-силовые качества.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СКОРОСТНО-СИЛОВЫХ КАЧЕСТВ

Быстроту (скоростные возможности) можно определить как ком­плекс функциональных свойств организма, непосредственно и пре­имущественно определяющих время двигательного действия. При оценке проявления быстроты учитывается скрытое время двигательной

реакции, скорость одиночного мышечного сокращения, частота мы­шечных сокращений.

Под силой мышц обычно понимается способность преодолевать внешнее сопротивление, либо противодействовать ему посредством мышечных напряжений.

Скоростно-силовые качества главным образом зависят от энерго­обеспечения работающих мышц и от их структурно-морфологических особенностей, в значительной мере предопределенных генетически.

Проявление силы и быстроты характерно для физических нагрузок, выполняемых в зоне максимальной и субмаксимальной мощности. Следовательно, в энергообеспечении скоростно-силовых качеств пре­имущественно участвуют анаэробные пути ресинтеза АТФ - креатин- фосфатный и гликолитический.

Быстрее всего развертывается ресинтез АТФ за счет креатинфос- фатной реакции. Она достигает своего максимума уже через 1-2 с по­сле начала работы. Максимальная мощность этого способа образования АТФ превышает скорость гликолитического и аэробного путей синтеза АТФ в 1,5 и 3 раза соответственно. Именно за счет креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ мышечные нагрузки выполняются с самой боль­шой силой и скоростью. В свою очередь, величина максимальной ско­рости креатинфосфатной реакции зависит от содержания в мышечных клетках креатинфосфата и активности фермента креатинкиназы.

Увеличить запасы креатинфосфата и активность креатинкиназы возможно за счет использования физических упражнений, приводящих к быстрому исчерпанию в мышцах креатинфосфата.

Для этой цели используются кратковременные (не более 10 с) уп­ражнения, выполняемые с предельной мощностью (например, бег на 50-60 м, прыжки, заплыв на 10-15 м, упражнения на тренажерах, подъ­ем штанги и т. п.).

Хороший эффект дает применение интервального метода трениров­ки, состоящей из серий таких упражнений. Спортсмену предлагается серия из 4—5 упражнений максимальной мощности продолжительностью 8-10 с. Отдых между упражнениями в каждой серии равен 20-30 с. Про­должительность отдыха между сериями составляет 5-6 мин.

При выполнении каждого упражнения в мышцах происходит сни­жение запасов креатинфосфата. Во время отдыха между упражнениями (20-30 с) в мышцах включается гликолитический путь ресинтеза АТФ. Но поскольку в этот промежуток времени мышцы не функционируют, то образующиеся молекулы АТФ используются для частичного восста­новления запасов креатинфосфата. Достаточно продолжительное время отдыха между сериями позволяет почти полностью восполнить содер­жание креатинфосфата. Однако суперкомпенсация не развивается, так как отдых сменяется новой серией упражнений.

В результате этого в мышцах постепенно происходит исчерпание запасов креатинфосфата. Как только будет достигнута критическая ве­личина снижения концентрации креатинфосфата в работающих мыш­цах, сразу же уменьшится мощность выполняемых нагрузок. Обычно такое состояние достигается после 8-10 серий упражнений.

Во время отдыха после тренировки наблюдается выраженная супер­компенсация креатинфосфата. Поэтому многократное применение та­ких тренировок должно привести к повышению в мышцах запасов креатинфосфата, активности креатинкиназы и положительно сказаться на развитии скоростно-силовых качеств спортсмена.

Выполнение скоростных и силовых нагрузок в зоне субмаксималь­ной мощности (их продолжительность не более 5 мин) обеспечивается энергией в основном за счет гликолитического ресинтеза АТФ. Воз­можности этого способа получения АТФ обусловлены внутримышеч­ными запасами гликогена, активностью ферментов, участвующих в этом процессе, и резистентностью организма к молочной кислоте, об­разующейся из гликогена.

Поэтому для развития скоростно-силовых способностей, базирую­щихся на гликолитическом энергообеспечении, применяются трени­ровки, отвечающие следующим требованиям.

Во-первых, тренировка должна приводить к резкому снижению со­держания гликогена в мышцах с последующей его суперкомпенсацией.

Во-вторых, во время тренировки в мышцах и в крови должна накап­ливаться молочная кислота для последующего развития резистентности к ней организма.

Для этой цели могут быть использованы методы повторной и ин­тервальной работы. Применяемые упражнения должны вызывать по­вышение скорости гликолитического пути ресинтеза АТФ и приво­дить к усиленному образованию и накоплению лактата в работающих мышцах и его выходу в кровяное русло. Таким условиям соответству­ет выполнение предельных нагрузок продолжительностью в несколь­ко минут. В случае интервальной тренировки можно использовать се­рии из 4-5 таких упражнений. Отдых между упражнениями внутри серии - несколько минут. Хороший эффект дает постепенное умень­шение времени отдыха - например, с 3 до 1 мин. Каждое такое уп­ражнение вызывает распад внутримышечного гликогена и образова­ние молочной кислоты. Короткие промежутки отдыха между упраж­нениями (1-3 мин) недостаточны для устранения лактата. Отдых ме- ^ДУ сериями упражнений, составляющий 15-20 мин, также недоста­точен для полного устранения лактата, и поэтому упражнения в каж­дой последующей серии выполняются на фоне повышенной концен­трации в мышцах молочной кислоты, что способствует формирова­нию резистентности организма к повышенной кислотности.

Промежутки отдыха как между отдельными упражнениями, так и между сериями упражнений явно недостаточны для восстановления за­пасов гликогена, и вследствие этого в ходе тренировки в мышцах про­исходит постепенное уменьшение содержания гликогена до очень низ­ких величин, что является обязательным условием возникновения вы­раженной суперкомпенсации.

Структурно-морфологические особенности мышц, определяющие возможности проявления силы и быстроты, касаются строения как от­дельных мышечных волокон, так и мышцы в целом. Скоростно- силовые качества отдельного мышечного волокна зависят от количест­ва сократительных элементов - миофибрилл - и от развития сарко- плазматической сети, содержащей ионы кальция. Саркоплазматическая сеть также участвует в проведении нервного импульса внутри мышеч­ной клетки.

Содержание миофибрилл и развитие саркоплазматической сети не­одинаково в мышечных волокнах разных типов.

В зависимости от преобладания тех или иных способов образования АТФ, химического состава и микроскопического строения выделяют три основных типа мышечных волокон: тонические, фазические и пе­реходные. Эти типы волокон также различаются по своей возбудимо­сти, времени, скорости и силе сокращения, продолжительности функ­ционирования.

Тонические волокна (синонимы: красные, медленные, S-волокна) содержат относительно большое (в расчете на единицу массы или объ­ема мышечной клетки) количество митохондрий, в них много миогло- бина (поэтому они имеют красную окраску), но мало сократительных элементов - миофибрилл. Основной механизм ресинтеза АТФ в таких мышечных волокнах — аэробный. Поэтому они сокращаются медленно, развивают небольшую мощность, но зато могут сокращаться длитель­ное время.

Фазические волокна (синонимы: белые, быстрые, F-волокна) име­ют много миофибрилл, хорошо развитую саркоплазматическую сеть (много цистерн с ионами кальция!), к ним подходит много нервных окончаний. В них хорошо развиты коллагеновые волокна, что способ­ствует их быстрому расслаблению. В их саркоплазме значительны кон­центрации креатинфосфата и гликогена, высока активность креатинки­назы и ферментов гликолиза. Относительное количество митохондрий в белых волокнах (по сравнению с красными) значительно меньше, со­держание миоглобина в них низкое, поэтому они имеют бледную окрас­ку. Обеспечение энергией белых мышечных волокон осуществляется за счет креатинфосфатной реакции и гликолиза. Сочетание анаэробных путей ресинтеза АТФ с большим количеством миофибрилл позволяет волокнам данного типа развивать высокую скорость и силу сокраще­ния. Однако вследствие быстрого исчерпания запасов креатинфосфата и гликогена время работы этих волокон ограничено.

Переходные мышечные волокна по своему строению и свойствам занимают промежуточное положение между тоническими и фазиче- скими.

Даже из такого краткого перечисления различий между типами мышечных волокон следует, что для проявления силы и быстроты бо­лее предпочтительны белые (фазические) волокна и близкие к ним по строению переходные волокна. Поэтому более выраженными скорост- но-силовыми качествами, при прочих равных условиях, обладают те мышцы, в которых соотношение между мышечными волокнами сме­щено в сторону белых.

Соотношение между волокнами разных типов в скелетных мышцах неодинаковое. Так, мышцы предплечья, двуглавая мышца плеча, мыш­цы головы и другие содержат преимущественно фазические волокна. Мышцы туловища, прямая мышца живота, прямая мышца бедра в ос­новном содержат тонические волокна. Отсюда легко понять, почему указанные группы мышц существенно различаются по таким свойст­вам, как возбудимость, быстрота, сила, выносливость.

Соотношение между различными типами мышечных клеток у каждого человека генетически предопределено. Однако, используя физические нагрузки определенного характера, можно целенаправ­ленно вызывать изменение спектра мышечных волокон. За счет применения силовых упражнений происходит смещение этого спек­тра в сторону преобладания белых волокон, имеющих бблыпий диа­метр по сравнению с красными и переходными, что в итоге приво­дит к гипертрофии тренируемых мышц. Основной причиной гипер­трофии в этом случае является увеличение содержания в мышечных клетках сократительных элементов - миофибрилл. Поэтому мышеч­ная гипертрофия, вызываемая силовыми нагрузками, относится к миофибриллярному типу.

Физические нагрузки, применяемые для развития мышечной гипер­трофии миофибриллярного типа, на биохимическом уровне должны приводить к повреждению миофибрилл с последующей их суперком­пенсацией. С этой целью используются различные упражнения с отя­гощением*.

В качестве отягощения можно использовать массу тела самого спортсмена или его Партнера, штангу, гантели, гири, амортизаторы и тренажеры.

Для развитая силы часто используется метод повторных упражне­ний с напряжением 80-90% от максимальной силы. Наиболее эффек­тивное отягощение - 85% от максимальной силы. В этом случае число повторений «до отказа» обычно 7-8 (если спортсмен может выполнить до отказа большее или меньшее количество повторений, то следует со­ответственно увеличить или уменьшить нагрузку). Каждое упражнение (на определенные мышцы) выполняется сериями, количество которых колеблется от 5 до 10, с интервалом отдыха между ними в несколько минут. Скорость выполнения упражнений определяется целью трени­ровки. Для преимущественного увеличения мышечной массы (в пер­вую очередь силы!) упражнения выполняются в медленном или уме­ренном темпе. Для одновременного развития силы и быстроты упраж­нения проводятся во взрывчато-плавном режиме: начальная фаза дви­жения выполняется с большой скоростью, а завершается оно как можно более плавно. Поэтому в скоростно-силовых видах спортсмены в пери­од силовой подготовки должны отказаться от медленного выполнения силовых упражнений, так как в этом случае утрачивается способность мышц к быстрому сокращению.

Время восстановления после скоростно-силовой тренировки состав­ляет 2-3 дня. Однако, меняя мышечные группы, на которые направле­ны нагрузки, тренировочные занятия можно проводить через меньшие интервалы отдыха.

Обязательным условием эффективной силовой подготовки является полноценное, богатое белками питание, так как миофибриллы состоят исключительно из белков. Имеются данные о том, что развитию мы­шечной гипертрофии способствует ультрафиолетовое облучение. Предполагается, что под воздействием ультрафиолета увеличивается образование мужских половых гормонов, стимулирующих в организме синтез белков.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫНОСЛИВОСТИ

Выносливость - важнейшее двигательное качество, от уровня раз­вития которого во многом зависят достижения атлета. Выносливость можно определить как время работы с заданной мощностью до появле­ния утомления.

В соответствии с характером выполняемой работы выделяют общую и специальную выносливость. Общая выносливость отражает способ­ность спортсмена выполнять неспецифические нагрузки. Такими на­грузками, например, для футболиста могут быть кросс, лыжные гонки, плавание, подвижные игры и т. п., а также выполнение физической ра­боты бытового характера (например, погрузочно-разгрузочные работы, копка огорода, рытье канавы, рубка дров и т. д.). Специальная вынос­ливость характеризует выполнение физических нагрузок, специфиче­ских для определенного вида спорта и требующих технической, такти­ческой и психологической подготовки спортсмена.

Первостепенное значение для проявления выносливости имеет уро­вень развития молекулярных механизмов образования АТФ - непо­средственного источника энергии для обеспечения мышечного сокра­щения и расслабления

В зависимости от способа энергообеспечения выполняемой работы выделяют алактатную, лактатную и аэробную выносливость. Неред­ко используются термины: алактатный, лактатный и аэробный ком­поненты выносливости.

Алактатная выносливость характеризуется наибольшим временем работы в зоне максимальной мощности. В зависимости от вида нагруз­ки можно выделить скоростную, скорости о-силовую и силовую алак­татную выносливость. Главным источником энергии при мышечной работе максимальной мощности является креатинфосфатная реакция. Поэтому развитие алактатной выносливости обусловлено внутримы­шечными запасами креатинфосфата. Как уже отмечалось, более бога­ты креатинфосфатом белые мышечные волокна. В связи с этим боль­шей алактатной выносливостью обладают мышцы с преобладанием бе­лых волокон. Содержание креатинфосфата в мышцах можно сущест­венно повысить, используя специальные упражнения. Принцип по­строения такой тренировки в интервальном режиме был описан выше, при рассмотрении энергообеспечения скоростно-силовых качеств.

Биохимическая оценка алактатной выносливости может быть дана путем определения суточного выделения с мочой креатинина. Этот по­казатель характеризует общие запасы в организме креатинфосфата. Рост алактатной выносливости обычно сопровождается увеличением суточного выделения креатинина. Другим критерием, характеризую­щим развитие алактатной выносливости, является алактатный кисло­родный долг, измеренный после завершения работы максимальной мощности.

Лактатная (гликолитическая) выносливость характеризует вы­полнение физических нагрузок в зоне субмаксимальной мощности. Ос­новным источником энергии при работе с такой мощностью служит анаэробный распад мышечного гликогена до молочной кислоты, назы­ваемый гликолизом. Возможности гликолитического способа получе­ния АТФ в значительной степени зависят от запасов мышечного глико­гена. Чем выше дорабочая концентрация гликогена в мышцах, тем дольше он будет использоваться в гликолизе. Отсюда следует, что мышцы с преобладанием белых, богатых креатинфосфатом и глико­геном волокон обладают также и выраженной лактатной выносливо­стью. Другим фактором, определяющим лактатную выносливость, яв­ляется резистентность мышечных клеток и всего организма в целом к возрастанию кислотности вследствие накопления лактата в мышцах и в крови.

Исходя из такой зависимости тренировки, направленные на разви­тие лактатной выносливости, строятся так, чтобы обеспечить выполне­ние двух задач. Во-первых, за счет выполняемых физических нагрузок в мышцах должно увеличиваться содержание гликогена. Во-вторых, тренировочные занятия должны привести к возникновению резистент­ности к накоплению лактата и повышению кислотности.

С этой целью применяются упражнения, вызывающие, с одной сто­роны, значительное исчерпание запасов мышечного гликогена, что яв­ляется необходимым условием для его последующей суперкомпенса­ции, а с другой - приводящие к образованию больших количеств мо­лочной кислоты. Таковыми являются физические нагрузки субмакси­мальной мощности, выполняемые в интервальном или повторном ре­жиме. Тренировка такого типа описана выше, при рассмотрении энер­гообеспечения скоростно-силовых качеств. В зависимости от характера применяемых нагрузок можно преимущественно развивать силовой или скоростной компонент лактатной выносливости.

Ведущим биохимическим показателем проявления лактатной вы­носливости при работе является накопление лактата в крови. Опреде­ление концентрации молочной кислоты в крови проводят после выпол­нения физической работы субмаксимальной мощности «до отказа». Высокий уровень концентрации молочной кислоты в крови свидетель­ствует об использовании для получения энергии во время работы больших количеств мышечного гликогена и развитии резистентности к возрастанию кислотности.

Такую же информацию можно получить, определяя в крови после субмаксимальных нагрузок изменение кислотно-щелочного баланса. В этом случае высокой лактатной выносливости соответствует значи­тельный сдвиг водородного показателя крови (рН) в кислую сторону. Еще одним показателем развития лактатной выносливости может слу­жить лактатный кислородный долг, измеренный после выполнения ра­боты субмаксимальной мощности «до отказа». Чем выше значение это­го показателя, тем больше вклад анаэробного распада гликогена в энер­гообеспечение проделанной работы. У спортсменов с хорошей физиче­ской подготовкой величины лактатного кислородного долга могут дос­тигать 18-20 л.

В спортивной практике очень часто алактатную и лактатную вынос­ливость объединяют в анаэробную.

Аэробная выносливость проявляется при выполнении продолжи­тельных упражнений умеренной мощности, которые главным образом обеспечиваются энергией за счет аэробного окисления (тканевого ды­хания). Вклад анаэробного энергообразования ограничивается лишь начальным периодом врабатывания. В спортивной литературе зачастую под термином «выносливость» подразумевается именно аэробная вы­носливость.

Аэробная выносливость определяется тремя главнейшими фактора­ми: запасами в организме доступных источников энергии (энергетиче­ских субстратов, т. е. тех веществ, которые могут подвергаться окисле­нию), доставкой кислорода в работающие мышцы и развитием в рабо­тающих мышцах митохондриального окисления.

В качестве источников энергии обычно используются углеводы, жирные кислоты, кетоновые тела (промежуточные продукты расщеп­ления жирных кислот) и аминокислоты. Вследствие большой продол­жительности аэробной работы эти энергетические субстраты достав­ляются в мышцы кровью, так как собственные энергетические ресурсы мышечных клеток расходуются в начале работы.

В обеспечении мышц источниками энергии существенная роль при­надлежит печени. Именно здесь во время выполнения длительных на­грузок происходит распад гликогена до глюкозы, которая затем с током крови поступает в скелетные мышцы и другие органы, участвующие в обеспечении мышечной деятельности (миокард, мозг, дыхательные мышцы). Другой процесс, протекающий в печени во время работы, окисление жирных кислот, сопровождающееся образованием кетоно­вых тел, которые также являются важными источниками энергии. Кро­ме того, в печени во время работы протекают и другие химические процессы, способствующие выполнению мышечной работы (глюконео- генез, синтез мочевины и пр.). В связи с такой важной ролью печени в обеспечении физической работы в спортивной практике применяют ге- патопротекторы - фармакологические средства, улучшающие функ­ционирование печени и ускоряющие в ней процессы восстановления.

Доставка кислорода в мышцы осуществляется кардиореспира- торной системой. Поэтому для проявления аэробной выносливости ис­ключительно важное значение имеет функциональное состояние сер­дечно-сосудистой и дыхательной систем, кислородная емкость крови, обусловленная количеством эритроцитов и содержанием в них гемо­глобина.

Развитие аэробной выносливости в значительной мере определяется также состоянием нервно-гормональной регуляции. Ведущую роль в этой регуляции выполняют надпочечники, выделяющие в кровь кате- холамины и глюкокортикоиды — гормоны, вызывающие перестройку организма, направленную на создание оптимальных условий для мы­шечной деятельности. Для проявления аэробной выносливости важна способность надпочечников в течение длительного времени поддержи­вать в кровяном русле повышенную концентрацию этих гормонов.

Внутримышечными факторами, ответственными за аэробную вы­носливость, являются размер и количество митохондрий - внутрикле­точных структур, в которых при участии кислорода происходит синтез АТФ, а также содержание миоглобина - мышечного белка, обеспечи­вающего внутри мышечных волокон перенос кислорода к митохондри­ям. Как уже отмечалось, более высоким содержанием митохондрий и миоглобина характеризуются красные (тонические) мышечные волок­на. Отсюда вытекает, что более высокая аэробная выносливость на­блюдается в мышцах с преобладанием красных волокон.

Аэробная выносливость в отличие от анаэробной менее специфич­на. Это обусловлено тем, что ее в большой мере лимитируют различ­ные внемышечные факторы: функциональное состояние кардиореспи- раторной системы, печени и нервно-гормональной регуляции, кисло­родная емкость крови, запасы в организме легкодоступных источников энергии. Поэтому спортсмен, имеющий хороший уровень аэробной выносливости, может проявить ее не только в том виде деятельности, где он прошел специализированную подготовку, но и в других видах аэробной работы. Например, квалифицированный футболист может показать хороший результат в беге на длинные дистанции.

Многофакторность аэробной выносливости требует применения комплекса разнообразных тренировочных средств, поскольку каждое конкретное занятие, вызывая достаточно разностороннее воздействие на организм, все же преимущественно совершенствует одну какую- либо сторону функциональных возможностей. В итоге, тренировки, на­правленные на развитие аэробной выносливости, должны обеспечить повышение работоспособности кардиореспираторной системы, способ­ствовать увеличению количества эритроцитов в крови и содержанию в них гемоглобина, росту концентрации миоглобина в мышечных клет­ках, лучшему обеспечению работающих органов энергетическими суб­стратами.

С этой целью применяются различные варианты повторной и ин­тервальной тренировки, а также непрерывная длительная работа рав­номерной или переменной мощности.

В качестве примера построения тренировочных занятий, направ­ленных на развитие аэробной выносливости, можно привести так назы­ваемую циркуляторную интервальную тренировку («интервальная тре­нировка по Фрайбургскому правилу»). Этот метод заключается в чере­довании кратковременных упражнений небольшой интенсивности и длительностью от 30 до 90 с с интервалами отдыха такой же продолжи­тельности. Такая работа стимулирует аэробное энергообеспечение мы­шечной деятельности и приводит к улучшению показателей кардио- респираторной системы.

Для повышения содержания в мышцах миоглобина может быть ис­пользована миоглобиновая интервальная тренировка. Спортсменам предлагаются очень короткие (не более 5-10 с) нагрузки средней ин­тенсивности, чередуемые с такими же короткими промежутками отды­ха. Выполняемые кратковременные нагрузки в основном обеспечива­ются кислородом, который депонирован в мышечных клетках в форме комплекса с миоглобином. Короткий отдых между упражнениями дос­таточен для восполнения запасов кислорода.

Для увеличения кислородной емкости крови, а также для повыше­ния концентрации миоглобина хороший эффект дают тренировки в ус­ловиях среднегорья.

Особенностью развития аэробной выносливости является возмож­ность использования неспецифических упражнений, и в первую оче­редь подвижных игр, что позволяет сделать тренировочный процесс разнообразным и интересным.

На практике для оценки аэробной выносливости часто используют­ся два показателя: максимальное потребление кислорода (МПК) и по­рог анаэробного обмена (ПАНО) (суть этих показателей изложена в главе 15 «Биоэнергетика мышечной деятельности»),

МПК является интегральным показателем, характеризующим в це­лом аэробное энергообразование в организме. Между значением МПК и аэробной выносливостью существует четкая корреляция: нагрузку одинаковой интенсивности дольше могут выполнять спортсмены с большей величиной МПК. Под влиянием тренировки МПК может воз­расти на 40% и более.

ПАНО также характеризует энергообеспечение мышечной работы за счет аэробного синтеза АТФ. При низких значениях ПАНО в орга­низме слабо развито аэробное энергообеспечение, и поэтому даже при выполнении нагрузок невысокой интенсивности организм вынужден включать анаэробный способ получения АТФ - гликолиз, ведущий, как Уже отмечалось, к образованию лактата и росту кислотности. В услови­ях повышенной кислотности снижается активность ферментов аэроб­ного синтеза АТФ, ухудшается доставка кислорода к митохондриям, Что в итоге сокращает продолжительность работы.

Важную информацию для оценки аэробной выносливости можно Получить путем определения содержания и соотношения в крови ос­
новных энергетических субстратов (глюкоза, жирные кислоты, кетоно­вые тела) в ходе выполнения продолжительной работы. У нетрениро­ванных людей между содержанием в крови глюкозы и продуктов мо­билизации жира (жирные кислоты, глицерин, кетоновые тела) сущест­вуют реципрокные (как бы конкурентные) отношения. Высокая кон­центрация глюкозы в крови препятствует мобилизации жира из депо. Поэтому у нетренированных люде