Физиология спорта. Медико-биологические основы подготовки юных хоккеистов - И. Левшин

Тесты с субмаксимальной мощностью нагрузок осуществляются с регистрацией физиологических показателей во время работы или после ее окончания. Они технически проще, но их показатели зависят не только от определенной работы, но и от особенностей восстановительных процессов.

Принципиальная особенность этих проб заключается в том, что между мощностью мышечной работы и длительностью ее выполнения имеется обратно пропорциональная зависимость, и с целью определения физической работоспособности для таких случаев построены специальные номограммы. Одним из распространенных и точных методов является определение физической работоспособности по величине максимального потребления кислорода (МПК). Этот метод высоко оценивает Международная Биологическая Программа, которая рекомендует для оценки физической работоспособности использовать информацию о величине аэробной производительности.

Как известно, величина потребляемого мышцами кислорода эквивалентна производимой ими работе. Следовательно, потребление организмом кислорода возрастает пропорционально мощности выполняемой работы. МПК характеризует собой то предельное количество кислорода, которое может быть использовано организмом в единицу времени.

Аэробная возможность (аэробная мощность) человека определяется прежде всего максимальной для него скоростью потребления кислорода. Чем выше МПК, тем больше (при прочих равных условиях) абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки. МПК зависит от двух функциональных систем: кислород-транспортной системы (органы дыхания, кровь, сердечно-сосудистая система) и системы утилизации кислорода, главным образом – мышечной.

Исследование физической работоспособности спортсмена (особенно высшей квалификации) дает уникальный фактический материал для оценки и анализа функций организма в зоне видовых предельных напряжений. Поэтому можно считать, что лимитирующими факторами работоспособности спортсмена являются индивидуальные пределы использования им структурно-функциональных резервов своих различных органов и систем.

В таблицах 2 и 3 представлены основные сведения по характеристике функциональных резервов и лимитирующих факторов при физической работе разной мощности у представителей циклического вида деятельности. Из материала этих таблиц следует, что основными резервами и лимитирующими факторами являются функциональные возможности ЦНС, нервно-мышечного аппарата, кардиореспираторной системы, метаболические и биоэнергетические процессы.

Таблица 2

Функциональные резервы при физической работе различной мощности

Таблица 3

Лимитирующие факторы при физической работе различной мощности

Изменения работоспособности хоккеистов в годичном цикле могут быть представлены критериями, включающими уровень максимального потребления кислорода, кислородного долга, кислородного запроса, кислотно-основным состоянием, которые дают возможность оценки подготовленности юных спортсменов к достижению планируемого результата.

При мышечной деятельности изменение работоспособности в существенной мере обеспечивается гормональной деятельностью. Гормоны участвуют в регуляции энергетического обмена, регламентируют процессы утомления и восстановления, формируют тренированность, регулируют функции вегетативных систем.

При работе максимальной мощности ввиду ее кратковременности (10–30 с) главным энергетическим резервом и лимитирующим фактором являются анаэробные субстраты: запас фосфагенов, мышечный гликоген и глюкоза, а также ферменты этих реакций. Поскольку работа максимальной мощности сопряжена в спорте с развитием таких качеств, как сила и быстрота, рационально построенный тренировочный процесс позволяет мобилизовать и расширить резервы и этих физических качеств.

Во время работы субмаксимальной мощности, длящейся от 30 с до 3–5 мин, биологически активные вещества метаболизма в большом количестве поступают в кровь. Действуя на хеморецепторы сосудов и тканей, они рефлекторно вызывают существенное повышение функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Еще большему системному повышению артериального тонуса и одновременно увеличению капиллярного кровотока способствуют вазодилататоры гипоксического происхождения. Несмотря на усиленное потребление кислорода, его дефицит за этот период может достигать 20 л и более, тогда как при работе максимальной мощности кислородный долг составляет около 8 л.

Факторами, лимитирующими работу субмаксимальной интенсивности, выступают: резкое снижение pH крови, недостаток кислорода и расход анаэробных ресурсов, невозможность сохранения высокого темпа деятельности двигательной системы и нервно-мышечного аппарата в целом. Соответственно функциональными резервами при работе субмаксимальной мощности являются: буферные системы и резервная щелочность крови – важнейшие факторы, тормозящие нарушение гомеостаза в условиях гипоксии и интенсивного гликолиза; функциональное состояние кардиореспираторной системы. Значимым остается гликолитический вклад в биоэнергетику работающих мышц.

Работа большой мощности продолжается от 3–5 до 2030 мин. Лимитируют продолжительность деятельности в данной зоне снижение уровня глюкозы и накопления лактата в крови, недостаток гликогена в мышцах, дискоординация моторных и вегетативных функций. Ее физиологические резервы схожи с резервами при субмаксимальной работе, но первостепенное значение имеют: поддержание высокого (околопре-дельного) уровня работы кардиореспираторной системы; оптимальное перераспределение крови; резервы воды и механизмы физической терморегуляции. Очевидно резервами такой работы могут быть не только аэробные, но и анаэробные процессы, в том числе и метаболизм жиров.

Физическая работа умеренной мощности имеет наименее четко обозначенные временны е границы – от 20–30 мин и более. Такая длительность объясняет, почему возможно практически полное соответствие запроса потреблению кислорода. Именно при работе такой мощности выходят на оптимальный уровень функционирования системы, обеспечивающие доставку и утилизацию кислорода. Лимитируют работу в данной зоне в связи с большим суммарным расходом энергии 30004000 ккал и более запасы глюкозы и гликогена, развитие гипогликемического состояния с различными функциональными нарушениями органов и систем. Резервами в этом плане служат не только запасы глюкозы и гликогена, но также жиры и процессы глюконеогенеза, интенсивно усиливающиеся при стрессе. К важным условиям длительного обеспечения такой работы относят также резервы воды и солей и эффективность процессов физической теплоотдачи.

Восстановление после выполнения физической нагрузки представляет собой неотъемлемую часть тренировочного процесса не менее важную, чем сама тренировка. Во время мышечной деятельности в организме спортсменов преимущественно происходят катаболические процессы, и реакции расщепления приводят к расходованию энергоресурсов, формированию кислородного долга, накоплению продуктов распада, разбалансированию нейроэндокринной и вегетативной систем. Наблюдаемые изменения выступают в роли пусковых элементов обратной связи, которая после прекращения трудовой деятельности активизирует процессы ассимиляции. Вся совокупность происходящих в этот период физиологических, биохимических и структурных изменений, которые обеспечивают переход организма от рабочего уровня к исходному (дорабочему) состоянию, и объединяется понятием «восстановление» (Солодков А.С., Сологуб Е.Б., 2005).

Восстановительные реакции включаются практически сразу вслед за формированием изменений после начала выполнения физической работы и продолжаются до тех пор, пока присутствуют сдвиги в деятельности систем. В ряде случаев они могут длиться значительный период времени и после завершения выполнения физических нагрузок. Однако с практической точки зрения протекающие процессы восстановления в организме могут быть разделены на три отдельные периода (рис. 2).

Рис. 2. Динамика процессов в организме во время физической нагрузки и после ее выполнения (пояснения в тексте)

Примечание. Стрелки указывают начало и завершение работы. Цифрами обозначены следующие кривые:

1 – уровень физической нагрузки;

2 – состояние систем, обеспечивающих выполнение физической нагрузки;

3 – состояние восстановительных процессов.

К первому (рабочему) периоду относят те восстановительные реакции, которые осуществляются уже в процессе самой мышечной работы (восстановление АТФ, креатинфосфата, переход гликогена в глюкозу и ресинтез глюкозы из продуктов ее распада – глюконеогенез). Рабочее восстановление поддерживает нормальное функциональное состояние организма и допустимые параметры основных гомеостатических констант в процессе выполнения мышечной нагрузки.