Цель занятия: Изучить аэробные и анаэробные факторы спортивной
работоспособности и соотношение в уровнях их развития у представителей
различных видов спорта.
Среди ведущих биохимических факторов, определяющих спортивную
работоспособность наиболее важными являются биоэнергетические (аэробные
и анаэробные) возможности организма. В зависимости от интенсивности и
характера обеспечения, работу предложено делить на несколько категорий:
а) анаэробную (алактатную) зону мощности нагрузок;
б) анаэробную (гликолитическую) зону;
в) зону смешанного анаэробно-аэробного обеспечения (преобладают
анаэробные процессы);
г) зону смешанного аэробно-анаэробного обеспечения (преобладают аэробные
процессы);
д) зону аэробного энергообеспечения.
Анаэробная работа максимальной мощности (10-20 сек.) выполняется в
основном на внутриклеточных запасах фосфагена (креатинфосфат + АТФ).
Кислородный долг невелик, имеет алактатный характер и должен покрыть
ресинтез израсходованных макроэргов. Существенного накопления лактата не
происходит, хотя возможно вовлечение гликолиза в обеспечение таких
кратковременных нагрузок и содержание лактата в работающих мышцах
увеличивается.
Работа субмаксимальных мощностей в зависимости от темпа и
продолжительности лежит в зонах анаэробного (гликолитического) и
анаэробно-аэробного энергетического обеспечения. Ведущим становится
вклад анаэробного гликолиза, что приводит к накоплению высоких
внутриклеточных концентраций лактата, закислению среды, развитию
дефицита НАД и аутоингибированию процесса. Лактат обладает хорошей, но
конечной скоростью проникновения через мембраны и равновесие между его
содержанием в мышцах и плазме устанавливается лишь спустя 5-10 мин. от
начала работы.
При работе большой мощности преобладает аэробный путь энергообеспечения
(75-98 %). Работа умеренной мощности характеризуется практически полным
аэробным энергообеспечением и возможностью длительного выполнения от 1
час. до многих часов в зависимости от конкретной мощности. Существует
значительное число показателей, используемых для выявления уровня
развития, аэробного и анаэробного механизмов преобразования энергии.
Одним из них дают интегральную оценку этих механизмов, другие –
позволяют охарактеризовать различные их стороны (скорость развертывания,
мощность, емкость, эффективность) или состояние какого-либо отдельного
звена или этапа. Наиболее информативными являются показатели,
регистрируемые при выполнении тестирующих нагрузок, вызывающих близкую к
предельной активацию соответствующих процессов преобразования энергии.
При этом следует учесть, что анаэробные процессы обладают высокой
специфичностью и в наибольшей мере включаются в энергетическое
обеспечение только того вида деятельности, в котором спортсмен прошел
специальную тренировку. Это значит, что для оценки возможностей
использования анаэробных процессов энергообеспечения работы, у
велосипедистов наиболее подходят велоэргометрические тесты, у бегунов –
бег и т.д.
Большое значение для выявления возможностей использования различных
процессов энергообеспечения имеют мощность, продолжительность и характер
выполняемого тестирующего упражнения. Например, для оценки уровня
развития алактатного анаэробного механизма наиболее подходящими являются
кратковременные (20-30 сек.) упражнения, выполняемые с максимальной
интенсивностью. Наибольшие сдвиги, связанные с участием гликолитического
анаэробного механизма энергообеспечения работы обнаруживаются при
выполнении упражнений длительностью 1-3 мин. с предельной для этой
продолжительности интенсивностью. Примером может быть работа, состоящая
из 2-4 повторных упражнений, продолжительностью около 1 мин.,
выполняемые через равные или сокращающиеся интервалы отдыха. Каждое
повторное упражнение должно выполняться с наибольшей возможной
интенсивностью. Состояние аэробных и анаэробных процессов
энергообеспечения мышечной работы можно охарактеризовать с помощью теста
со ступенчатым увеличением нагрузки до «отказа».
Показателями, характеризующими уровень анаэробных систем, являются
величины алактатного и лактатного кислородного долга, природа которых
рассмотрена ранее. Информативными показателями глубины гликолитических
анаэробных сдвигов являются максимальная концентрация молочной кислоты в
крови, показатели активной реакции крови (рН) и сдвига буферных
оснований (ВЕ).
Для оценки уровня развития аэробных механизмов энергообразования
используется определение максимального потребления кислорода (МПК) –
наибольшего кислородного потребления в единицу времени, которое может
быть достигнуто в условиях напряженной мышечной работы.
МПК характеризует максимальную мощность аэробного процесса и носит
интегральный (обобщенный) характер, так как способность вырабатывать
энергию в аэробных процессах определяется совокупной деятельностью
многих органов и систем организма, ответственных за утилизацию,
транспорт и использование кислорода. В видах спорта, где основным
источником энергии является аэробный процесс, наряду с мощностью,
большое значение имеет его емкость. В качестве показателя емкости
используется время удержания максимального кислородного потребления. Для
этого вместе с величиной МПК определяется значение «критической
мощности»- наименьшей мощности упражнения, при которой достигается МПК.
Для этих целей наиболее удобен тест со ступенчатым увеличением нагрузки.
Затем (обычно на следующий день) спортсменам предлагается выполнить
работу на уровне критической мощности. Фиксируется время, в течение
которого может удерживаться «критическая мощность» и изменяется
потребление кислорода. Время работы на «критической мощности» и время
удержания МПК хорошо коррелируют между собой и являются информативными в
отношении емкости аэробного пути ресинтеза АТФ.
Как известно, начальные этапы любой достаточно напряженной мышечной
работы обеспечиваются энергией за счет анаэробных процессов. Основная
причина этого – инертность систем аэробного энергообеспечения. После
развертывания аэробного процесса до уровня, соответствующего мощности
выполняемого упражнения, могут возникнуть две ситуации:
1) аэробные процессы полностью справляются с энергообеспечением
организма;
2) наряду с аэробным процессом в энергообеспечении участвует анаэробный
гликолиз.
Исследованиями показано, что в упражнениях, мощность которых еще не
достигла «критической», и, следовательно, аэробные процессы не
развернулись до максимального уровня, в энергетическом обеспечении
работы на всем ее протяжении может участвовать анаэробный гликолиз. Та
наименьшая мощность, начиная с которой в выработке энергии на всем
протяжении работы, наряду с аэробными процессами, принимает участие
гликолиз, получила название «порога анаэробного обмена» (ПАНО). Мощность
ПАНО принято выражать в относительных единицах – уровнем потребления
кислорода (в процентах от МПК), достигнутым во время работы. Улучшение
тренированности к нагрузкам аэробной направленности сопровождается
повышением ПАНО. Значение ПАНО зависит в первую очередь от особенностей
аэробных механизмов энергообразования в частности, от их эффективности.
Так как эффективность аэробного процесса может претерпевать изменения,
например, за счет изменения сопряженности окисления с фосфорилированием,
представляет интерес оценки этой стороны функциональной готовности
организма. Наиболее важны внутри индивидуальные изменения этого
показателя на разных этапах тренировочного цикла. Оценить эффективность
аэробного процесса можно также в тесте со ступенчатым увеличением
нагрузки при определении уровня кислородного потребления на каждой
ступени.
Итак, участие анаэробных и аэробных процессов в энергетическом
обеспечении мышечной деятельности определяется, с одной стороны,
мощностью и другими особенностями выполняемого упражнения, с другой -
кинетическими характеристиками (максимальная мощность, время удержания
максимальной мощности, максимальная емкость и эффективность) процессов
энергообразования.
Рассмотренные кинетические характеристики зависят от совместного
действия множества тканей и органов и по-разному изменяются под
воздействием тренировочных упражнений. Эту особенность ответной реакции
биоэнергетических процессов на тренировочные нагрузки необходимо
учитывать при составлении тренировочных программ.
Вопросы к занятию
1. Аэробные и анаэробные факторы спортивной работоспособности.
2. Биоэнергетические критерии физической работоспособности.
3. Охарактеризовать биохимические показатели уровня развития аэробной и
анаэробных составляющих спортивной работоспособности.
4. Соотношение в уровнях развития аэробной и анаэробных составляющих
спортивной работоспособности у представителей различных видов спорта.
5. Особенности биохимических изменений в организме в критических
условиях мышечной деятельности:
а) при работе на уровне «порога анаэробного обмена» (панно);
б) на критической мощности;
в) мощности истощения;
г) на максимальной анаэробной мощности.
Зависимость этих изменений от уровня тренированности спортсмена.
6. Как влияет специализированная тренировка на уровень развития аэробных
и анаэробных факторов?