КОНТРОЛЬ МОЩНОСТИ И ЕМКОСТИ АЭРОБНЫХ ПРОЦЕССОВ

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 11Следующая ⇒

Для оценки мощности и емкости аэробных процессов используется значительное количество достаточно информативных биологических показателей. В их числе есть комплексные показатели (например, максимальное потребление кислорода, максимальная вентиляция легких, порог анаэробного обмена, сердечный выброс и др.), позволяющие дать интегральную оценку аэробных возможностей, и локальные (например, количество МС-волокон, артерио-венозная разница кислорода, объем митохондриальной массы и др.), при помощи которых могут быть оценены отдельные возможности системы внешнего дыхания, крови, кровообращения, мышечного аппарата. Перейдем к рассмотрению отдельных показателей, наиболее часто применяемых в процессе контроля выносливости спортсменов.

Максимальное потребление кислорода (УОгтах).

Этот показатель отражает скорость максимального потребления кислорода и используется для оценки мощности аэробного процесса. Регистрируются абсолютные показатели максимального потребления кислорода (VO2 лмин" ¹), которые находятся в прямой зависимости от массы тела спортсмена, и относительные (УОг мл-мин" кг" ¹), находящиеся в обратной зависимости от массы тела.

Чем выше уровень максимального потребления кислорода, тем выше доля аэробного обеспечения при выполнении стандартной работы, ниже относительная мощность аэробного процесса, выраженная в процентах от максимального уровня. Спортсмены высокого класса отличаются исключительно высокими величинами УОгшах: абсолютные значения у мужчин могут достигать 6—7 л, относительные — 85—95 мл-мин" ¹-кг" ¹, у женщин — соответственно 4—4, 5 и 65—72 млмшг'-кг" ¹.

Максимальная вентиляция легких (VE) (лмин' ) используется для оценки мощности системы внешнего дыхания. Предельные показатели регистрируются в условиях произвольной вентиляции и обычно составляют у нетренированных мужчин 110—120 л-мин" ¹, у женщин — 90—100 л-мин" ¹. У спортсменов высокого класса регистрируются исключительно высокие величины: до 190—200 л и более — у мужчин, до 130—140 л и более — у женщин.

Время достижения максимальных для данвой работы показателей потребления кислорода отражает способность к быстрой мобилизации возможностей аэробного процесса. У нетренированных спортсменов максимальные для данной работы величины потребления кислорода регистрируются обычно через 2—3 мин после ее начала. Спортсмены высокого класса, особенно специализирующиеся в гребле, беге на дистанциях 400, 800 и 1500 м, плавании на дистанциях 100, 200 и 400 м способны к значительно более интенсивной мобилизации аэробного процесса и часто достигают предельных показателей уже через 30—40 с после ее начала.

Порог анаэробного обмена (ПАНО) наступает при критической мощности работы, когда мощность аэробного процесса оказывается недостаточной для энергообеспечения работы. Происходит активное включение анаэробного гликолитического процесса, сопровождающееся накоплением лактата.

В спортивной практике ПАНО оценивается по величине потребления кислорода при постоянном уровне лактата в крови (около 4 ммоль-л" ) в процентах по отношению к уровню УОгтах. У нетренированных лиц порог анаэробного обмена находится примерно на уровне 50—55 % VChmax. У спортсменов высокого класса (например, бегунов-стайеров, велосипедистов-шоссейников) может достигать 85—90 % VChmax.

Продолжительность работы на уровне ПАНО служит хорошим показателем оценки емкости аэробного процесса. Нетренированные спортсмены обычно не могут работать на этом уровне более 5—6 мин, у спортсменов высокого класса, специализирующихся в видах спорта, предъявляющих высокие требования к аэробной производительности, продолжительность работы на уровне ПАНО может достигать 1, 5—2 ч.

Время удержания максимальных для данной работы величин вентиляции легких (VE) также используется для оценки емкости аэробного процесса. Легочную вентиляцию на уровне 80 % максимальной высококвалифицированные спортсмены способны поддерживать в течение 10—15 мин, а выдающиеся стайеры — до 30—40 мин и более, нетренированные лица — до 3—5 мин.

О повышении эффективности легочной вентиляции принято судить по вентиляционному эквиваленту 02, т. е. по объему легочной вентиляции на один литр потребленного кислорода (VE/VO2). В результате тренировки у квалифицированных спортсменов наблюдается тенденция к снижению количества вентилируемого воздуха при одинаковом потреблении кислорода по сравнению с нетренированными лицами.

Сердечный выброс (л-мин'¹) отражает способность сердца прокачивать большое количество крови по сосудам и определяется количеством крови, выбрасываемым в сосудистую систему за 1 мин. В состоянии покоя сердечный выброс обычно составляет 4, 5—5, 5 л, у тренированных лиц незначительно (на 5—10 %) меньше, чем у нетренированных. При предельных физических нагрузках сердечный выброс возрастает в несколько раз: у нетренированных — в среднем в 4 раза (до 18—20 лмин" ¹), а у спортсменов высокого класса, специализирующихся в видах, требующих высокого уровня аэробной производительности, — в 8—10 раз (до 40—45 лмин" ¹ и более).

Систолический выброс используется для оценки мощности системы центральной гемодинамики и определяется количеством крови, выбрасываемым желудочками сердца при каждом сокращении. В условиях покоя у нетренированных лиц систолический объем составляет 60—70 мл, у тренированных — 80—90 мл, у спортсменов высокой квалификации — 100—110 мл. При выполнении максимальной работы систолический объем увеличивается у нетренированных лиц до 120—130 мл, у тренированных — до 150—160 мл, у выдающихся спортсменов — 200—220 мл.

Систолический объем возрастает пока ЧСС не превышает 180—190 в 1 мин, а у особо подготовленных спортсменов — даже до 200—220 в 1 мин. Дальнейший прирост ЧСС, как правило, сопровождается уменьшением систолического выброса.

Объем сердца (мл) у нетренированных мужчин составляет 11, 2 мл на 1 кг массы тела, у женщин — 8—9 мл. У спортсменов высокого класса (бегунов на длинные дистанции, велогонщиков, лыжников) часто отмечается объем сердца, достигающий у мужчин 15, 5—16 мл/кг, или 1100—1200 мл и более (зарегистрированы случаи, когда сердце выдающихся спортсменов достигало 1300—1400 и даже 1500—1700 мл, а у женщин — 1200 мл).

Частота сокращений сердца (в 1 мин). В процессе контроля обычно регистрируются показатели ЧСС в покое, при стандартной нагрузке, а также максимальные показатели ЧСС. Снижение ЧСС в покое в определенной мере отражает производительность и экономичность функционирования сердечно-сосудистой системы. У не занимающихся

спортом ЧСС в покое составляет обычно 70—80 в 1 мин, у спортсменов высокой квалификации может снижаться до 40—50 и даже 30—40 в 1 мин.

При стандартной нагрузке у высокотренированных спортсменов отмечаются более низкие величины ЧСС по сравнению с нетренированными лицами, а при предельных нагрузках ЧСС у не занимающихся спортом обычно не превышает 175—190 в 1 мин, в то время как у бегунов-стайеров, велосипедистов-шоссейников, лыжников максимальные показатели ЧСС могут достигать 210—230 и даже 250 в 1 мин и более.

Способность сердца к напряженной работе в течение длительного времени во многом отражает емкость аэробного процесса. Спортсмены, отличающиеся особо высоким уровнем адаптации сердца, способны в течение 2—3 ч работать при ЧСС 180—200 в 1 мин, систолическом выбросе 170—200 мл, сердечном выбросе 35—42 л, т. е. поддерживать околопредельные (90—95 % максимально доступных величин) показатели сердечной деятельности очень длительное время. Нетренированные лица, имея почти в два раза меньшие величины систолического выброса и минутного объема крови, способны поддерживать их лишь в течение 5—10 мин.

Артерио-венозная разность кислорода при нагрузках, предъявляющих максимальные требования к аэробным процессам, является важным показателем утилизации кислорода работающими мышцами.

Адаптационные перестройки гемодинамического и метаболического характера приводят к тому, что у спортсменов высшего класса (например, у велосипедистов-шоссейников, лыжников, бегунов на длинные дистанции) отмечаются различия в содержании кислорода в артериальной и венозной крови, достигающие 18—19 об. %, в то же время у нетренированных лиц при предельных нагрузках

отмечаются величины, обычно не превышающие 10-11 об. %.

Мышечный кровоток. В процессе тренировки совершенствуется перераспределение кровотока между активными и неактивными органами, так что максимальная доля сердечного выброса, которая может быть направлена к работающим мышцам, у спортсменов при выполнении максимальной работы составляет 85—90 %, у нетренированных — 60—70 %, при этом условия кровоснабжения жизненно важных неактивных органов и тканей тела у спортсменов лучше, чем у не занимающихся спортом. Благодаря увеличению объема капиллярной сети максимально возможный мышечный кровоток при интенсивных нагрузках у спортсменов выше, чем у нетренированных лиц, а при стандартных — значительно ниже (рис. 30.24, 30.25).

Капилляризация мышечных волокон. Степень капилляризации мышечных волокон отражает аэробную производительность мышц, определяет емкость кровотока в рабочих мышцах и возможности передачи энергетических веществ (прежде всего кислорода) через капиллярно-клеточные мембраны. В результате тренировки увеличивается число капилляров, приходящихся на одно мышечное волокно. Среднее число капилляров на 1 мм^ поперечника мышечных волокон у нетренированных составляет 325, а у спортсменов — 400—450. У квалифицированных спортсменов мышечное волокно может быть окружено 5—6-ю капиллярами, у женщин — 4—5, в то время как у не занимающихся спортом — 3—4-я капиллярами (Коц, 1986).

Композиция и структурные особенности мышечных волокон прямо связаны с возможностями спортсмена к проявлению различных видов выносливости. Установление в структуре мышечной ткани повышенного количества МС-волокон отражает биологические предпосылки мыши к выносливости при работе аэробного характера, а БСа- и БСб-волокон — к выносливости при работе аэробного характера. Увеличение площади волокон того или иного типа в поперечном срезе мышц отражает прирост выносливости к работе аэробного или анаэробного характера.

Хорошо известно, что чем больше объемная плотность и размеры митохондрий и соответственно выше активность митохондриальных ферментов

окислительного метаболизма, тем выше способность мышц к утилизации кислорода, доставляемого с кровью. Поэтому определение доли митохондрий в исследуемом объеме, поверхности митохондрий в ткани мышц, поверхности митохондриальных крист, которые под влиянием напряженной тренировки могут возрастать соответственно на 15—25, 35—45 и 65—75 %, помогает оценить способность мышц утилизировать кислород и осуществлять аэробный ресинтез АТФ.

Количество мышечного гликогена свидетельствует о способности мышц к выполнению длительной работы и является одним из важных показателей, отражающих емкость аэробного процесса. Под влиянием тренировки количество гликогена в мышцах может возрасти на 50—60 % и более (Wil-more, Costill, 1994).

Увеличению объема информации, отражающей уровень аэробных возможностей спортсмена, способствует регистрация и многих других достаточно информативных показателей: общего объема циркулирующей крови и соответственно количества гемоглобина, объема циркулирующей плазмы, объема циркулирующих эритроцитов, концентрации белка в плазме крови, максимального систолического и пульсового давления, способности мышц окислять углеводы, и особенно жиры, и др. Эти показатели в совокупности с перечисленными позволяют еще в большей мере изучить аэробные возможности спортсменов и выявить резервы их дальнейшего увеличения.

КОНТРОЛЬ ЭКОНОМИЧНОСТИ

Для контроля экономичности расходования энергетического потенциала используются разнообразные показатели, регистрируемые в процессе выполнения специфических нагрузок различной мощности и продолжительности, и в восстановительном периоде после их окончания.

Выделяют интегральные показатели, несущие совокупную информацию о механической эффективности работы и экономичности энергетических процессов. В спортивной практике наиболее широко применяется регистрация механической эффективности работы (определяется как отношение количества энергии, необходимой для выполнения работы, к реально затраченному количеству энергии на ее выполнение). В условиях стандартных нагрузок механическая эффективность работы выше у квалифицированных спортсменов и колеблется в пределах 25—27 %, у лиц, не занимающихся спортом, — в пределах 20—22 %.

Кислородная стоимость работы оценивается по количеству кислорода, затраченного на единицу работы (мл Ог/Вт). У спортсменов высокого класса кислородная стоимость работы на 40—60 % выше, чем у лиц, не занимающихся спортом.

Более всестороннему контролю экономичности способствует регистрация значительного количества локальных показателей, ориентированных на оценку экономичности отдельных функций, определяющих механическую эффективность работы и экономичность энергетических процессов. К таким показателям относятся: гемодинамический и

вентиляционный эквиваленты, ватт-пульс, пульсовая стоимость работы и др.

Гемодинамический эквивалент (усл. ед.) представляет собой отношение сердечного выброса к потреблению кислорода и отражает эффективность утилизации кислорода из крови, протекающей к работающим органам. У спортсменов высокого класса, отличающихся высокой эффективностью системы утилизации кислорода, часто регистрируются величины порядка 6, 25—6, 50 усл. ед., в то время как у спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта, а также у лиц, не занимающихся спортом, гемодинамический эквивалент обычно не опускается ниже 8—9 усл. ед.

Вентиляционный эквивалент (усл. ед.) представляет собой отношения легочной вентиляции к потреблению кислорода, отражает эффективность утилизации кислорода из воздуха, поступающего в легкие. У спортсменов высокого класса эффективность утилизации кислорода выше (24, 5 усл. ед.), чем у нетренированных лиц и у представителей скоростно-силовых видов спорта (30—35 усл. ед.)

Показатель кислородной стоимости дыхания (мл Ог/л Ог) характеризует механическую эффективность аппарата внешнего дыхания, определяется отношением потребления кислорода, затраченного на работу дыхательных мышц, к потреблению кислорода во время работы. Под влиянием тренировки кислородная стоимость дыхания существенно снижается и у высококвалифицированных спортсменов составляет 140 л/мин — 2, 6 мл Ог/л О2, тогда как у малотренированных спортсменов — 4, 8—5 мл Ог/л 02.

Пульсовая стоимость работы (уд.) характеризуется общим количеством сокращений сердца при выполнении стандартной по мощности и длительной работы. Регистрируется суммарная частота сокращений сердца, затраченная на выполнение заданной работы за вычетом ЧСС покоя. Наиболее точная характеристика имеет место в том случае, если определяется избыточное количество сокращений сердца, зарегистрированное как во время выполнения работы, так и в восстановительном периоде (Платонов, 1980).

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 789 10 11 Следующая ⇒