Це приблизно в 20 разів більше, ніж у спокої. Дані вимірювань максимальної довільної легеневої вентиляції у спокої говорять про те, що у спортсменів вона може бути ще більшою - доходити до 200 - 250 л в 1 мін. Звідси зрозуміло, що зовнішнє дихання не обмежує МПК людину. Збільшення легеневої вентиляції понад необхідне не приводить до збільшення споживання кисню тому, що кисень легенів вже не може засвоюватися кров'ю в більшій кількості.

Система кровообігу

Показником інтенсивності кровотоку в організмі служить хвилинний об'єм крові. У спокої він складає 4000 -5000 мл/мин (4 - 5 л/міни).

Об'єм систоли крові у спокої рівний 60-80 мл. Під час роботи він збільшується залежно від місткості шлуночків і розвитку їх мускулатури. Максимальний об'єм систоли крові у спортсменів може досягати 180-200 мл. Проте при ЧСС, яка спостерігається у момент досягнення МПК (180-190 уд/мин), об'єм систоли менше - не перевищує 170 мл.

Почастішання серцебиття понад 200 уд/мин вже не приводить до збільшення хвилинного об'єму крові, тому що об'єм систоли при цьому знижується ще більше.

Таким чином, хвилинний об'єм крові тренованих людей складає 30-35 л (наприклад, 170 * 200 уд/мин = 34000 мл/мин), що в 7-8 разів перевищує рівень спокою. Якщо порівняти це з більш ніж 20 -кратним збільшенням зовнішнього дихання, то стане ясно, наскільки відносно менше резерви кровообігу. Саме хвилинний об'єм крові, визначуваний в основному працездатністю серця, в першу чергу лімітує споживання кисню організмом.

Максимальний об'єм крові досягається лише при виконанні таких вправ, які створюють сприятливі умови для кровообігу, а саме при динамічній циклічній роботі більшості скелетних м'язів. М'язи, що при цьому скорочуються, допомагають серцю в просуванні крові, забезпечуючи задоволення кисневого запиту.

Грудна клітка при неутрудненому диханні виконує функцію “дихального насоса”, допомагаючи поверненню венозної крові до серця з великого круга кровообігу.

Чинники, сприяючі діяльності серця, особливо м'язовий насос, забезпечують вищу продуктивність аероба при роботі лижника і плавця по порівнянню, наприклад, з велосипедистом, у якого під час педалювання працюють набагато менше м'язи при недостатньо вільному диханні. При роботі на велоергометрі за допомогою рук і ніг спортсмени споживають більше кисню і підтримують вищу потужність, ніж при роботі з допомогою тільки ніг.

Отже, за всіх сприятливих умов хвилинний об'єм крові може максимально перевищити рівень спокою лише в 7-8 разів. Яким же чином досягається 20 кратне збільшення доставки кисню до тканин? Зрозуміти це можна, якщо врахувати особливості перенесення кисню кров'ю.

Система крові

Кров, що багата еритроцитами і містить багато гемоглобіну, володіє більшою кисневою місткістю. Киснева місткість крові вимірюється найбільшим об'ємом кисню, що знаходиться в ній. У 100 мл артеріальній крові, що містить 14-15% гемоглобіну, є 18-20 мл кисню. При м'язовій діяльності вміст гемоглобіну в крові може підвищиться на 10 % у зв'язку з виходом в кровоносне русло депонуючої крові, в якій міститься більше еритроцитів і гемоглобін. За рахунок підвищення змісту гемоглобіну киснева місткість кожних 100 мл крові може досягти 21 мл.

Але киснева місткість ще не характеризує об'єму кисню, що віддається артеріальною кров'ю тканинам, бо кисень ніколи не віддається гемоглобіном повністю. У венозній крові ще залишається значна кількість кисню. У спокої воно складає приблизно 13-14 мл на кожну 100 мл кров, а при роботі може знижується до 5-6 мл. Знаючи вміст кисню в артеріальній і венозній крові, можна розрахувати об'єм кисню. що віддається кожними 100 мл кров в капілярах тканин, тобто знайти артерио-венозну різницю по кисню. У спокої артеріовенозна різниця складає близько 6 мл, а при роботі може досягати 15-16 мл на кожну 100 мл кров, що перевищує її рівень у спокої приблизно в 2,5 рази. Значить, при роботі кожна порція артеріальної крові віддає тканинам в 2,5 рази більше кисню, ніж у спокої.

Повніше використовування кисню крові працюючими м'язами забезпечує можливість 20 кратного збільшення одержуваного ними кисню. не дивлячись на те, що кровообіг в цей час зростає лише в 7-8 разів в порівнянні із спокоєм. Чим же викликане підвищене використовування кисню крові при м'язовій діяльності?

Перехід кисню з крові в тканині залежить від розчіплення оксигемоглобіну. Розпад оксигемоглобіну швидшає з підвищенням температури і із зрушенням хімічної реакції крові в кислу сторону. У момент досягнення МПК обидва ці чинника достатньо посилені. Що і забезпечує найбільше використовування кисню. Організм тренувального спортсмена пристосований до великих температурних і біохімічних змін, тому у таких спортсменів спостерігається і вище засвоєння кисню крові тканинами. Ніж більше м'язів бере участь в роботі, тим більша частина артеріальної крові віддає їм свій кисень. У результаті відбувається помітне зниження змісту кисню у венозній крові. Тому участь в роботі багатьох м'язів сприяє збільшенню артерио-венозної різниці.

Максимальний кисневий борг і анаеробна продуктивність

Одним з показників анаеробної енергоосвіти служить кисневий борг.

При погашенні кисневого боргу продовжується підвищене (в порівнянні із спокоєм) окислювальне утворення енергії, що витрачається на ресинтез анаеробний з'єднань, що розпалися. При цьому приблизно 1/5 частина молочної кислоти, що накопичилася, окислюється з освітою С2О і Н2О, а 4/5 її частині використовується як матеріал для відновлення вуглеводів.

Анаеробна продуктивність характеризується потужністю анаеробних процесів і їх місткістю, тобто загальною кількістю енергії, яка може бути виділене за рахунок анаеробної енергоосвіти.

Потужність анаеробних процесів, або їх швидкість, має переважне значення на спринтерських дистанціях і визначається запасами в м'язах речовин (креатинфосфату, глікогену), що енергомістять, здібних до швидкого розпаду без участі кисню. Потужність анаеробних процесів залежить також і від активності ферментів, прискорюючих розпад енергомістять речовини. Вміст креатинфосфату і глікогену в м'язах тренованих спринтерів підвищений.

На середніх і довгих дистанціях більш важлива анаеробна місткість. Тривалість роботи на цих дистанціях до певної міри лімітована тим, що наростаюча концентрація молочної кислоти зсовує в кислу сторону хімічну реакцію крові. Ці зміни можуть в першу чергу негативно позначитися на роботі вищих відділів головного мозку, що приводить до зниження потужності роботи або до її повного припинення. У кожної людини є своя межа змін хімічної реакції крові. Так, зниження ??Н з 7,36 до 7,1 відносять до значних зрушень. За деякими даними, у найбільш тренованих спортсменів ??Н може знижуватися до 6,95. Таке різке зрушення пов'язане з підвищенням концентрації молочної кислоти в крові до 250-300мг в 100мл крові.

У тренованих спортсменів виробляється стійкість тканин до зрушень внутрішнього середовища в кислу сторону (тканинна адаптація). Провідна роль в ній належить стійкості вищих відділів головного мозку. Крім того, в крові тренованих спортсменів підвищується активність ферментів, прискорюючих взаємодію буферних речовин з молочною кислотою. Буферна місткість крові підвищується.

Таким чином, анаеробна продуктивність людини визначається наступними основними чинником:

1. Запасами креатинфосфату і глікогену в м'язах.

2. Буферною місткістю крові (її лужним резервом).

3. Активністю ферментів, прискорюючих процеси анаеробного розпаду речовин, а також ферментів, що підвищують ефективність буферних систем.

4. Адаптацією тканин до зрушень реакції середовища в кислу сторону.

Одним з показників місткості анаеробних процесів може служити максимальний кисневий борг. Для утворення максимального кисневого боргу потужність роботи повинна бути такою, щоб її не можна було підтримувати більше 5-6 мін. В той же час робота не повинна тривати менше 40-60 з.: за менший час не вдається досягти максимальної місткості анаеробної енергоосвіти.

Найбільші величини кисневого боргу, зареєстровані у спортсменів, складає 20-22 л, граничні ж його величини у нетренованих людей всього лише 4-7 л.

Щоб повністю використовувати свою анаеробну продуктивність, спортсмен повинен розрахувати свої сили так, щоб максимальний кисневий борг утворився у нього до моменту фінішу.

Якщо ж максимальний борг не був утворений на дистанції, значить, спортсмен не використовував всіх своїх можливостей.

Лекція 5. Фізіологічна характеристика зон потужності циклічних змагань локомоций

М.М. Синайській

Загальна фізіологічна характеристика циклічних змагань локомоций

Зони потужності циклічних вправ

Потужність (N) - це робота (А), виконана в одиницю часу (t).

N = А/t ; робота є твір сили (F) на шлях додатку сили (S). Отже, потужність можна представити як:

N = F * S/t; проте оскільки S/t є швидкість (V), то N = F * V.

Таким чином, потужність визначається швидкістю рухів і велічиной зусилля. Одну і ту ж потужність можна розвинути при різних поєднаннях швидкості і сили.

Про фізичну потужність, що розвивається людиною при природній діяльності, можна судити лише побічно. У лабораторних умовах для вимірювання роботи застосовують спеціальні пристрої: ручні, ножні ергометри і велоергометри.

Доступна людині потужність дуже тісно зв'язана з часом виконання вправ. Чим довша дистанція, тим меншу потужність (і відповідно швидкість) повинен розвивати спортсмен, щоб виконати роботу до кінця.

Сильній і крупній людині в перебігу декількох секунд доступна потужність в 1 кінську силу (1 л. з. = 75 кгм/с = 4500 кгм/мин.). Треновані спринтери розвивають на велоергометрі потужність до 1,5 л. з.

Потужність 0,5 л. з. (2250 кгм/мин) треновані спортсмени можуть підтримувати 5-8 мін. Робота при потужності 1400-1500 кгм/мин може виробляти близько 1 години, а при потужності 1200-1300 кгм/мин - протягом декількох годин.

Таким чином потужність при необхідності збільшення часу роботи знижується не прямолінійно. Спочатку (до 5-8 мін) збільшення часу роботи вимагає різкого зниження потужності. При тривалій же роботі вже невелике зниження потужності різко збільшує можливий час її підтримки.

Така ж залежність між швидкістю, що розвивається спортсменами на дистанціях, і часом проходження цих дистанцій. Відомо, наприклад, що швидкості, що розвиваються лижниками на дистанціях 30 і 50 км, досить близькі.

Хоча швидкість на дистанції і визначається фізичною потужністю, залежність між швидкістю пересування і потужністю неоднакова в різних видах спорту. У міру збільшення швидкості бігу, і особливо швидкості плавання, потужність зростає не пропорційно швидкості, а значно швидше через опір пересуванню, що надається середовищем (особливо водною). Швидкість спринтера (близько 10 м/с) не більше ніж в 2 рази перевищує швидкість марафонця (близько 5,5 м/с), але вона вимагає від спринтера зовсім не подвійного, а значно більшого збільшення зусиль.

До певної зони потужності відносять групу спортивних дистанцій, схожих по своїй фізіологічній дії на організм спортсмена.

Англійський фізіолог А.В. Хилл (1924 р.) вперше дав фізіологічно обгрунтований підрозділ всіх видів спортивної циклічної діяльності на “дуже важку”, “помірно важку” і “легку” роботи. Надалі, у зв'язку з розвитком спорту, відбувся чіткіший підрозділ висококласних бігунів на фахівців з коротких дистанцій - спринтерів, середнім дистанціям - бігунів на середні дистанції, довгим дистанціям - стайєрів, наддовгим дистанціям - марафонців. Досвід спортивної практики підказав групи схожих дистанцій, на яких більш менш успішно може виступати один і той же спортсмен.

Наукове підтвердження цього факту дав радянський фізіолог В.С. Фарфель (1949 р.). Якщо побудувати логарифмічну криву залежності швидкості від часу проходження дистанції в різних видах спорту, то дана крива тричі мінятиме напрям, утворюючи чотири ділянки. Ділянки її заломлення співпадуть з часовими межами між дистанціями спринтерів, бігунів на середні дистанції, стайєрів. Цим побічно підтверджуються істотні фізіологічні відмінності між певними групами дистанцій (зонами потужності).

Зона максимальної потужності

До цієї зони потужності відносяться наступні види вправ: легкоатлетичний біг - 60, 100 і 200 м, спортивне плавання - 25, 50 м, велогонки - 200 м.

Вправи максимальної потужності продовжуються не більш 20-30 з. Не дивлячись на короткочасність роботи, вже через 10-15 із зберегти максимальну швидкість не вдається зважаючи на стомлення, що розвивається.

Спринтерські дистанції відрізняються найінтенсивнішою витратою енергії. На дистанції 100 м сумарний кисневий запит рівний 10-12л, відповідає 1 л за 1 з роботи. Це в 10 з гаком разів більше, ніж за 1 з роботи на довгих дистанціях. Така інтенсивна енергоосвіта відбувається за рахунок анаеробних процесів, оскільки споживання кисню під час роботи украй невелике. Таким чином, кисневий запит задовольняється не під час роботи, а у відновному періоді. Тому кисневий борг може складати 95 і більше відсотків кисневого запиту. Так, при бігу на 100 м кисневий запит складає 9,5-11 л. Під час роботи споживається приблизно 200-300 мл. Основна частина кисню споживається після закінчення роботи.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7