Книга: Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

9.4.1. Стандартные циклические движения

9.4.1. Стандартные циклические движения

Стандартные циклические упражнения отличаются повторением одних и тех же двигательных актов (1-2-1-2-1-2 и т. д.). По предельной длительности работы они подразделяются на четыре зоны относительной мощности – максимальную, субмаксимальную, большую и умеренную.

Работа максимальной мощности продолжается до 20–30 с (например, спринтерский бег на 60, 100 и 200 м; плавание на 25 и 50 м; велогонки на треке – гиты на 200 и 500 м и т. п.).

Такая работа относится к анаэробным алактатным нагрузкам, т. е. выполняется на 90–95 % за счет энергии фосфагенной системы АТФ и КрФ. Единичные энерготраты предельные и достигают 4 ккал/с, зато суммарные – минимальны (около 80 ккал). Огромный кислородный запрос (порядка 8 л или в пересчете на 1 мин ~ 40 л) во время работы удовлетворяется крайне незначительно (менее 0,1 л), но кислородный долг не успевает достичь большой величины из-за кратковременности нагрузки. Короткий рабочий период недостаточен для заметных сдвигов в системах дыхания и кровообращения. Однако в силу высокого уровня предстартового возбуждения ЧСС достигает высокого значения – до 200 уд,/мин, В результате активного выхода из печени углеводов в крови обнаруживается повышенное содержание глюкозы – гипергликемия.

Ведущими системами организма при работе в зоне максимальной мощности являются центральная нервная система и двигательный аппарат, так как требуется высокий уровень возбудимости и лабильности нервных центров и скелетных мышц, хорошая подвижность нервных процессов, способность к быстрому расслаблению мышечных волокон и достаточные запасы в них креатинфосфата.

Работа субмаксимальной мощности продолжается от 20–30 с до 3–5 мин (например, бег на средние дистанции 400, 800, 1000 и 1500 м; плавание на дистанции 100, 200 и 400 м; скоростной бег на коньках на 500, 1000, 1500 и 3000 м; велогонки – гиты на 1000 м; гребля – 500, 1000 м и др.).

Сюда относятся нагрузки анаэробно-аэробного характера. С увеличением дистанции скорость локомоций в этой зоне резко падает, и соответственно быстро снижаются единичные энерготраты (от 1,5 до 0,6 ккал/с), зато суммарные энерготраты возрастают (от 150 до 450 ккал). Покрытие энерготрат преимущественно за счет анаэробных реакций гликолиза приводит к предельному нарастанию концентрации лактата в крови (до 20 25 мМоль/л), которая увеличивается по сравнению с уровнем покоя в 25 раз. В этих условиях pH крови снижается до 7,0 и менее. Длительность работы достаточна для максимального усиления функций дыхания и кровообращения, в результате достигается МПК. ЧСС находится на уровне 180 уд./мин. Несмотря на это, потребление кислорода удовлетворяет на дистанции лишь 1/3 очень высокого кислородного запроса (на разных дистанциях от 2,5 до 8,5 л/мин), а кислородный долг, составляющий 50–80 % от запроса, возрастает у высококвалифицированных спортсменов до предельной величины – порядка 20–22 л. В связи с этим стабилизация потребления кислорода и показателей кардиореспираторной системы, достигаемая к концу дистанции, получила название кажущегося, или ложного, устойчивого состояния (рис. 30).

Ведущими физиологическими системами обеспечения работы в зоне субмаксимальной мощности являются кислородтранспортные системы – кровь, кровообращение и дыхание, а также центральная нервная система, роль которой очень велика, так как она должна управлять движениями, осуществляемыми с очень высокой скоростью, в условиях недостаточного кислородного снабжения самих нервных центров.

Работа большой мощности продолжается от 5–6 мин до 20–30 мин. Сюда относятся циклические упражнения с преодолением длинных дистанций – бег на 3000, 5000, 10 000 м; плавание на 800, 1500 м; бег на коньках – 5000, 10 000 м; лыжные гонки – 5, 10 км; гребля – 1,5, 2 км и др. Работа в этой зоне мощности характеризуется как аэробно-анаэробная. Особенное значение здесь, наряду с гликолитическим энергообразованием, имеют реакции окисления углеводов (глюкозы). Максимальное усиление функций кардиореспираторной системы обеспечивает достижение организмом спортсмена МПК. Однако кислородный долг, составляя 10–30 % от запроса, при большой длительности работы достигает к концу дистанции большой величины (12–15 л). Этим объясняется высокая концентрация лактата в крови (около 10 мМоль/л) и заметное снижение pH крови.

Рис. 30. Кислородный запрос, потребление кислорода и кислородный долг при легкой аэробной (справа) и тяжелой анаэробной (слева) работе

На протяжении дистанции наблюдается стабилизация показателей потребления кислорода, дыхания и кровообращения, хотя полного удовлетворения потребления кислорода во время работы не происходит, т. е. устанавливается кажущееся устойчивое состояние. ЧСС сохраняется достаточно постоянно на оптимальном рабочем уровне – 180 уд./мин. Единичные энерготраты невысоки (0,5–0,4 ккал/с), но суммарные энерготраты достигают 750–900 ккал.

Ведущее значение в зоне большой мощности имеют функции кардиореспираторной системы, а также системы терморегуляции и желез внутренней секреции.

Работа умеренной мощности продолжается от 30–40 мин до нескольких часов. Сюда входят сверхдлинные беговые дистанции – 20, 30 км, марафон 42 195 м, шоссейные велогонки -100 км и более, лыжные гонки – 15, 30, 50 км и более, спортивная ходьба на дистанциях от 10 до 50 км, гребля на байдарках и каноэ – 10 000 м, сверхдлинные заплывы и пр.

Энергообеспечение осуществляется почти исключительно аэробным путем, причем по мере расходования глюкозы происходит переход на окисление жиров. Единичные энерготраты – незначительны (до 0,3 ккал/с), зато суммарные энерготраты огромны – до 2–3 тыс. ккал и более. Потребление кислорода в этой зоне мощности составляет около 70–80 % МПК и практически покрывает кислородный запрос во время работы, так что кислородный долг к концу дистанции составляет менее 4 л, а концентрация лактата почти не превышает нормы (около 1–2 мМоль/л). Сдвиги показателей дыхания и кровообращения ниже максимальных. ЧСС держится на уровне 160–180 уд./мин. Несмотря на переключение окислительных процессов на утилизацию жиров (происходящую, например, у марафонцев после пробегания начальных 30 км пути), на дистанции продолжается расход углеводов, что приводит к уменьшению почти в 2 раза содержания в крови глюкозы – явлению гипогликемии. Это резко нарушает функции ЦНС, координацию движений, ориентацию в пространстве, а в тяжелых случаях вызывает потерю сознания. К тому же длительная монотонная работа приводит также к запредельному торможению в ЦНС, называемому еще охранительным торможением, так как оно, снижая темп движения или прекращая работу, предохраняет организм спортсмена, в первую очередь нервные клетки, от разрушения и гибели.

Ведущее значение в зоне умеренной мощности имеют большие запасы углеводов, предотвращающие гипогликемию, и функциональная устойчивость ЦНС к мопотопии, противостоящая развитию запредельного торможения.