Потребление кислорода при мышечной работе

При переходе от состояния покоя к интенсивной мышечной дея­тельности потребность в кислороде возрастает во много раз, одна­ко сразу она не может быть удовлетворена. Нужно время, чтобы усилилась деятельность систем дыхания и кровообращения и что­бы кровь, обогащенная кислородом, могла дойти до работающих мышц. По мере усиления активности систем вегетативного обеспе­чения постепенно увеличивается потребление кислорода в рабо­тающих мышцах. При равномерной работе, если ЧСС превышает 150 уд/мин, скорость потребления О₂ возрастает до тех пор, пока не наступит истощение адаптационных резервов организма, что приведет к снижению работоспособности и ухудшению спортивных достиже­ний. Так, у двух бегунов па средние дистанции в течение трех лет тренировки регулярно измерялись величины МПК (рис. 162) па разных этапах сезонной подготовки. В первый год тренировки один спортсмен из-за травм и так называемых простудных заболеваний вынужден был в конце сезона на три месяца прекратить занятия, что вызвало снижение величины МПК на 14,3 мл/кг мин (от 66,2 до 51,9 мл/кг мин).Стремясь восполнить вынужденный перерыв, он в начале следующего сезонафорсировал нагрузки и вскоре вновь достиг утраченного уровня МПК. Однако этот эффект на­пряженной тренировки не был стабильным, и в течение всего следующего сезона показатели аэробной работоспособности спорт­смена неуклонно понижались. Форсирование подготовки с после­дующим падением работоспособности повторилось и в третьем се­зоне. Не удовлетворенный результатами своих выступлений, спорт­смен прекратил занятия бегом. У другого спортсмена, в подготов­ке которого не было резких перепадов в уровне МПК и не отме­чалось форсированного наращивания нагрузок, показатели аэробной мощности поддерживались на высоком стабильном уровне и улучшались от сезона к сезону.

Динамика МПК у двух бегунов на средние дистанции в течение трех по­следовательных сезонов подготовки.

Этот спортсмен успешно выступал на многих всесоюзных и международных соревнованиях.

Приведенный пример показывает, что многократное повторение циклов дезадаптация - реадаптация имеет высокую функциональ­ную стоимость и истощает резервные возможности организма. На­много более эффективным путем адаптации является тренировка с использованием небольших, но постоянно применяемых нагрузок на доминантную функцию, что способствует поддержанию ее на высоком уровне.

Основными причинами, обусловливающими обратимость адап­тации на клеточном уровне, являются снижение активации генети­ческого аппарата при прекращении действия тренировочных нагру­зок и связанное с этим уменьшение скорости синтеза РНК и бел­ков, а также усиление действия специализированных механизмов, приводящих к распаду внутриклеточных структур.

Активация этих внутриклеточных механизмов, «стирающих» системный структур­ный след и обеспечивающих обратное развитие адаптации, служит важным биологическим приспособлением, выработанным в процес­се эволюции. Устранение неиспользуемых биологических структур высвобождает пластические ресурсы организма и создает возмож­ности использования их для формирования новых адаптаций с участием иных функциональных систем организма.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СПОРТИВНОЙ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ СПОРТИВНОЙ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Способность выполнить значительную мышечную работу, физи­ческая работоспособность человека, определяется большим числом факторов. Обычно среди ведущих факторов выделяют следующие:

— развитие скоростно-силовых качеств и особенности нервно-
мышечной координации движений;

— биоэнергетические (аэробные и анаэробные) возможности
организма;

— техника выполнения упражнений;

— тактика ведения спортивной борьбы;

— психическая подготовка спортсмена (мотивация, волевые
качества и т. п.).

Скоростно-силовые качества и биоэнергетические возможности человека составляет группу факторов потенций (внутренних воз­можностей).

Техника, тактика и психическая подготовка спортсме­на объединяются в группу факторов производительности, которые определяют степень реализации факторов потенций в конкретных условиях данного вида спорта.

Так, рациональная техника выпол­нения упражнений позволяет в большей степени и более эффектив­но реализовывать скоростно-силовые и энергетические возможно­сти в каждом акте движения или в отдельных элементах упражне­ния. Совершенная тактика ведения соревновательной борьбы по­зволяет лучше реализовывать скоростно-силовые и биоэнергети­ческие потенции в ходе спортивного соревнования или в его от­дельных эпизодах.

Среди биохимических факторов, определяющих скоростно-сило­вые способности человека, прежде всего следует отметить общее содержание и ферментативные свойства сократительных белков мышц. Величина усилия, развиваемого в сокращающейся мышце, пропорциональна числу поперечных соединений (спаек) между актиновыми и миозиновыми нитями в миофибриллах. Потенциально возможное число этих соединений, а следовательно, и величина максимального усилия зависят от общего содержания актина и длины миозиновых нитей в пределах каждого саркомера, входящего в состав миофибрилл.

Скорость образования и разрыва спаек в миофибриллах ске­летных мышц и связанная с этим скорость развития напряжения и сокращения мышцы зависят от АТФ-азной активности миозина, то есть скорости ферментативного расщепления АТФ под действи­ем миозина, которая сильно различается в мышечных волокнах разного типа: в быстро сокращающихся белых волокнах она более высокая, чем в медленно сокращающихся красных волокнах. Кстати говоря, определение АТФ-азной активности миозина слу­жит одним из основных биохимических критериев, по которым мышечные волокна разделяются на разные типы.

В скелетных мышцах человека быстро и медленно сокращаю­щиеся волокна находятся в разных соотношениях. Изменения в пропорции быстро и медленно сокращающихся волокон непосред­ственно сказываются на функциональных свойствах мышцы. Быст­ро и медленно сокращающиеся волокна входят в состав разных двигательных единиц и различаются по порогу раздражения.

При невысоких частотах раздражения в упражнениях умеренной ин­тенсивности в работу вовлекаются в основном медленные двига­тельные единицы.

С ростом интенсивности упражнения, когда частота раздражения больше порога для быстрых двигательных единиц, повышение производительности работы все значительнее зависит от участия быстро сокращающихся мышечных волокон.

Чем больше процент быстро сокращающихся мышечных волокон в общем составе скелетной мышцы, тем выше ее скоростно-силовые характеристики. В интактной мышце чело­века величина развиваемой мощности пропорциональна общей ско­рости расщепления АТФ. Эта скорость тем выше, чем в большей степени вовлекаются в работу быстрые двигательные единицы.

Биоэнергетические возможности организма являются наиболее важным биохимическим фактором, лимитирующим его физическую работоспособность. Невозможно выполнять какую-либо работу, не затратив энергии. Образование энергии при мышечной работе мо­жет осуществляться анаэробным и аэробным путем. В зависимости от биохимической природы энергетических процес­сов принято выделять три обобщенных функциональных свойства организма, оказывающих прямое влияние на величину и характер проявления физической работоспособности:

- алактатную анаэробную способность, связанную с процес­сами преобразования энергии в АТФ-азной и КрФ-киназной реакциях;

- гликолитическую анаэробную способность, отражающую возможность усиления при работе анаэробного гликолитического процесса, в ходе которого происходит накопление молочной кис­лоты в организме;

— аэробную способность, связанную с возможностью выполне­ния работы за счет усиления аэробных процессов в митохондриях клеток при одновременном увеличении доставки и утилизации кис­лорода в работающих тканях.

Каждый из перечисленных компонентов физической работоспособности может быть охарактеризован с помощью биохимических критериев трех типов:

— критериев мощности, отражающих скорость освобождения энергии в метаболических процессах;

- критериев емкости, в которых отражаются размеры доступных для использования субстратных фондов или общий объем метаболических изменений в организме, происшедших за время уп­ражнения,

— критериев эффективности, определяющих, в какой степени высвобождаемая в метаболических процессах энергия использует­ся для выполнения специфической мышечной работы.