Физиологические механизмы развития выносливости

Общая выносливость зависит от доставки кислорода работаю­щим мышцами, главным образом, определяется функционировани­ем кислородтранспортной системы: сердечно-сосудистой, дыхатель­ной и системой крови.

Развитие общей выносливости прежде всего обеспечивается раз­носторонними перестройками в дыхательной системе. Повышение эффективности дыхания достигается:

увеличением (на 10-20 %) легочных объемов и емкостей (ЖЕЛ достигает 6-8 л и более),

нарастанием глубины дыхания (до 50-55% ЖЕЛ),

увеличением диффузионной способности легких, что обусловлено увеличением альвеолярной поверхности и объема крови в легких, протекающей через расширяющуюся сеть капилляров,

увеличением мощности и выносливости дыхательных мышц, что приводит к росту объема вдыхаемого воздуха по отношению к функциональной остаточной емкости легких (остаточному объему и резервному объему выдоха).

Все эти изменения способствуют также экономизации дыхания: большему поступлению кислорода в кровь при меньших величинах легочной вентиляции. Повышение возможности более выгодной ра­боты за счет аэробных источников энергии позволяет спортсмену дольше не переходить к энергетически менее выгодному использо­ванию анаэробных источников, т. е. повышает вентиляционный по­рог анаэробного обмена (ПАНО).

Решающую роль в развитии общей выносливости играют также морфофункциональные перестройки в сердечно-сосудистой систе­ме, отражающие адаптацию к длительной работе:

увеличение объема сердца («большое сердце» особенно характерно для спортсменов-стайеров — рис. 31) и утолщение сердечной мышцы — спортивная гипертрофия,

рост сердечного выброса (увеличение ударного объема крови),

замедление частоты сердечных сокращений в покое (до 40-50 уд./мин) в результате усиления парасимпатических влияний — спортивная брадикардия, что облегчает восстановление сердечной мышцы и последующую ее работоспособность,

снижение систолического артериального давления в покое (ниже 105ммрт.ст.) — спортивная гипотония.

В системе крови повышению общей выносливости способствуют:

• увеличение объема циркулирующей крови (в среднем на 20%) за счет, главным образом, увеличения объема плазмы, при этом адаптивный эффект обеспечивается: 1) снижением вяз­кости крови и соответствующим облегчением кровотока и 2) большим венозным возвратом крови, стимулирующим более сильные сокращения сердца,

увеличение общего количества эритроцитов и гемоглобина (следует заметить, что при росте объема плазмы показатели их относительной концентрации в крови снижаются),

уменьшение содержания лактата (молочной кислоты) в крови при работе, связанное, во-первых, с преобладанием в мышцах выносливых людей медленных волокон, использующих лактат как источник энергии, и во-вторых, обусловленное увеличением емкости буферных систем крови, в частности, ее щелочных резервов. При этом лактатный порог анаэробного обмена (ПАНО) также нарастает, как и вентиляционный ПАНО.

Несмотря на указанные адаптивные перестройки функций, в организме стайера происходят значительные нарушения постоянства внутренней среды (перегревание и переохлаждение, падение содер­жания глюкозы в крови и т. п.). Способность спортсмена переносить весьма длительные нагрузки обеспечивается его способностью «тер­петь» такие изменения.

В скелетных мышцах у спортсменов", специализирующихся в ра­боте на выносливость, преобладают медленные мышечные волокна (до 80-90 %). Рабочая гипертрофия протекает по саркоплазма-тическому типу, т.е. за счет роста объема саркоплазмы. В ней накапливаются запасы гликогена, липидов, миоглобина, становится богаче капиллярная сеть, увеличивается число и размеры митохонд­рий. Мышечные волокна при длительной работе включаются по­сменно, восстанавливая свои ресурсы в моменты отдыха.

В центральной нервной системе работа на выносливость сопро­вождается формированием стабильных рабочихдоминант, которые обладают высокой помехоустойчивостью, отдаляя развитие запре­дельного торможения в условиях монотонной работы. Особой спо­собностью к длительным циклическим нагрузкам обладают спорт­смены с сильной уравновешенной нервной системой и невысоким уровнем подвижности — флегматики.

Специальные формы выносливости характеризуются разными адаптивным перестройками организма в зависимости от специфики физической нагрузки.

Специальная выносливость в циклических видах спорта зависит от длины дистанции, которая определяет соотношение аэробного и анаэробного энергообеспечения.

В лыжных гонках на длинные дистанции соотношение аэробной и анаэробной работы порядка 95% и 5%; в академической гребле на 2 км, соответственно, 70% и 30%; вспринте — 5% и 95%. Это определя­ет разные требования к двигательному аппарату и вегетативным сис­темам в организме спортсмена.

Специальная выносливость к статической работе базируется на высокой способности нервных центров и работающих мышц поддер­живать непрерывную активность (без интервалов отдыха) в анаэроб­ных условиях. Торможение вегетативных функций со стороны мощ­ной моторной доминанты по мере адаптации спортсмена к нагрузке постепенно снижается, что облегчает дыхание и кровообращение. Статическая выносливость мышц шеи и туловища, содержащих больше медленных волокон, выше по сравнению с мышцами конеч­ностей, более богатых быстрыми волокнами.

Силовая выносливость зависит от переносимости нервной систе­мой и двигательным аппаратом многократных повторений натужи-вания, вызывающего прекращение кровотока в нагруженных мыш­цах и кислородное голодание мозга. Повышение резервов мышечно­го гликогена и кислородных запасов в миоглобине облегчает работу мышц. Однако почти полное и одновременное вовлечение в работу всех ДЕлишает мышцы резервных ДЕ, что лимитирует длительность поддержания усилий.

Скоростная выносливость определяется устойчивостью нервных центров к высокому темпу активности. Она зависит от быстрого вос­становления АТФ в анаэробных условиях за счет креатинфосфата и реакций гликолиза.

Выносливость в ситуационных видах спорта обусловлена устой ч и во-стью центральной нервной системы и сенсорных систем к работе пере­менной мощности и характера — «рваному» режиму, вероятностным перестройкам ситуации, многоальтернативному выбору, сохранению координации при постоянном раздражении вестибулярного аппарата.

Выносливость к вращениям и ускорениям требует хорошей ус­тойчивости вестибулярной сенсорной системы. Квалифициро­ванные фигуристы, например, без отрицательных соматических и вегетативных реакций могут переносить до 300 вращений на крес­ле Барани. После многократных вращений вокруг вертикальной оси в висе (тест Вертикаль) у этих спортсменов практически от­сутствует так называемое время поиска стабильной позы после опускания на опору. Активные вращения при выполнении специ­альных упражнений в большей мере способствуют повышению вестибулярной устойчивости, чем пассивные вращения на трена­жерах.

Выносливость к гипоксии, характерная, например, для альпини­стов, связана с понижением тканевой чувствительности нервных центров, сердечной и скелетных мышц к недостатку кислорода. Это свойство в значительной мере является врожденным. Л ишь несколько спортсменов-альпинистов во всем мире смогли под­няться на высоту более 8 тыс. м (Эверест) без кислородного при­бора.