WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

Pages:   || 2 | 3 |

«ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕРВАЛЬНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОИ ТРЕНИРОВКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ АНАЭРОБНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПЛОВЦОВ ...»

-- [ Страница 1 ] --

61 •Ob-i^li^iO -f

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

На правах рукописи

Афонякин Илья Владимирович

ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕРВАЛЬНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОИ ТРЕНИРОВКИ

ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ АНАЭРОБНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПЛОВЦОВ

13.00.04 - Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры

ДИССЕРТАЦИЯ

L на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

I

Научные руководители:

Член-корр. РАО, доктор педагогических наук, профессор Булгакова Н. Ж.;

Заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор Волков Н. И.

Москва - 2003

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА I. ГИПОКСИЯ И АНАЭРОБНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ

ПЛОВЦОВ. 9

1.1. Гипоксия и ее воздействие на организм спортсмена 9 I.L1. Феномен гипоксии....... 9 I.L2. Механизмы возникновения гипоксии 12 1.1.3. Виды гипоксии 13

1.2. Гипоксия нагрузки... 15 1.2.1. Физиологические механизмы гипоксии нагрузки 16 1.2.2. Классификация гипоксических состояний при мышечной деятельности....... 24

1.3. Анаэробная работоспособность спортсменов... 27 1.3.1. Анаэробные источники энергии при напряженной мышечной деятельности.30 1.3.2. Факторы, определяюшие анаэробную работоспособность спортсменов

–  –  –



АДФ - аденозиндифосфорная кислота.

АМФ - аденозинмонофосфорная кислота.

АТФ - аденозинтрифосфорная кислота.

ГН - гипоксия нагрузки.

ИГТ - интервальная гипоксическая тренировка.

КрФ - креатинфосфат.

КЩР - кислотно-щелочное равновесие.

КЭР - кислотный эквивалент работы.

МАМ - максимальная аэробная мощность.

МПК - максимальное потребление кислорода.

МОД - минутный объем дыхания.

МОК - минутный объем крови.

ПАНО - порог анаэробного обмена.

ч е с - частота сердечных сокращений.

SR - саркоплазматический ретикулум.

Ог - кислород.

СО2 - углекислый газ.

р02 - парщ1альное давление кислорода.

ЕхсСОг - скорость "избыточного выделения" углекислого газа.

VnnaB - скорость проплывания дистанщш.

RAHCT - режим проплывания дистанции.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Тренировки в среднегорье, барокамере и дыхание в замкнутом пространстве не одно десятилетие используются в практике спорта как средства повышения устойчивости организма спортсмена к работе в условиях гипоксии. В последние годы представители циклических видов спорта уделяют пристальное внимание последствиям применения гипоксической тренировки. Появление прибора «гипоксикатор» и его успешное использование в клинической медицине создало возможности изучения влияния искусственно вызываемой гипоксии на организм спортсменов. Особенно актуальным это стало в спортивном плавании, где в программы междз^ародных соревнований включены дистанции 50 метров, которые, как правило, преодолеваются на задержке дыхания. Практика показывает, что чемпионы и призеры Олимпийских Игр, Чемпионатов Мира и Европы на дистанции 100 метров преодолевают первую половину дистанции и финишные 25 метров на задержке дыхания. Поэтому при подготовке спринтеров традиционно применяемое проплывание серии отрезков на задержке дыхания и с дозированным дыханием явно недостаточно и необходимо искать дальнейшие пути развития гипоксической тренрфовки. Особый интерес вызывает применение метода интервальной гипоксической тренировки, который используется в практике многих видов спорта, связанных с выносливостью.

Рабочая гипотеза, применение интервальной гипоксической тренировки в предсоревновательном периоде подготовки пловцовспринтеров повышает анаэробную производительность и зфовень спортивных достижений.

Цель настоящей работы - изучение сочетанного воздействия тренировочных нагрузок преимущественно анаэробной направленности и различных режимов прерывистой гипоксии на спортивный результат пловцов-спринтеров.

Объект исследования: сочетанное воздействие интервальной гипоксргческой тренировки и тренировочных занятий преимущественно анаэробной направленности на организм спортсмена.

Предмет исследования: эргогенические и физиологические эффекты сочетанного применения интервальной гипоксической тренировки и трерпфовочных занятий преимущественно анаэробной направленности.

Новизна. Разработана и обоснована методика применеьгая интервальной гипоксической стимуляции в сочетании с повторными

• тренировочными нагрузками как эффективное средство повышения анаэробной производительности пловцов-спринтеров. В практике подготовки пловца-спринтера рекомендуется использовать интервальную гипоксическую тренировку в режиме компенсированной тканевой гипоксии (режимы 15x15 секунд и 30x30 секунд).

Теоретическая значимость. Установлен наиболее эффективный режим прерывистой гипоксии (15x15 секунд) для воздействия на щ^ анаэробные источники энергообеспечения. Разработана методика применеггая интервальной гипоксической тренировки в предсоревновательном периоде подготовки пловцов-спринтеров.

Практическая значимость. Применение изученных форм ИГТ позволяет существенно повысить эффективность используемых средств и методов специальной физической подготовки пловцов. Особенно эффективным оказывается применение интервальной гипоксической тренировки как средства, используемого в качестве дополнительной тренировки. Такая форма сочетания традиционной спортивной тренировки и изученных режимов интервальной гипоксической тренировки (режимы 15x15 секунд и 30x30 секунд) может быть рекомендована при подготовке пловцов-спринтеров высокого класса в предсоревновательном периоде.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Интервальная гипоксическая тренировка, потенцирует эффект тренировочных нагрузок и повышает анаэробную производительность пловцов-спринтеров.

2. Применение интервальной гипоксической треьшровки активизирует процессы восстановления у пловцов после тренировочной нагрузки преимущественно анаэробной направленности.

3. Курсовое применение интервальной гипоксической тренировки в период предсоревновательной подготовки пловцов-спринтеров приводит к достоверному улучшению результатов контрольных испытаний и спортивных достижений на избранных дистанциях плавания.

ГЛАВА I. ГИПОКСИЯ И АНАЭРОБНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ

ПЛОВЦОВ

1.1. Гипоксия и ее воздействие на организм спортсмена

–  –  –

В окружающей нас атмосфере резерв кислорода для живых существ практически не исчерпаем. Несмотря на это, запасы кислорода в организме строго ограниченны, и по мере продвижения кислорода от легких к тканям его резервы становятся все более лимитируемыми. Доставка кислорода в легкие ограничивается, прежде всего, минутным объемом дыхания и эффективностью альвеолярной вентилящ1и. Диффузия кислорода из альвеол в кровь зависит от соотношения между легочной вентилявд1ей и легочным кровотоком, а так же от размеров диффузной поверхности и диффузионной проходимости альвеолярно-капиллярных мембран.

Содержание кислорода в артериальной крови определяется размерами шунтирования крови в легких, сродством гемоглобина к кислороду и гф.

Транспорт кислорода кровью лимитируется кислородной емкостью крови и минутным объемом крови. Доставка кислорода к клеткам зависит от распределения крови в тканях, напряжения кислорода в артериальной и венозной крови и размеров капиллярного ложа. Еще более ограничены резервы кислорода в мышцах, которые, даже при наличии предельного депо кислорода, связанного с миоглобином в мышечной ткани, лишь в течение очень короткого времени могут существовать без доставки новых порвдш кислорода. Клетки и их органоиды могут нормально функционировать лишь при условии соответствия скорости поэтапной доставки кислорода к тканям и их потребности в кислороде.

Основная функция кислорода в организме заключается в акцептировании электронов от цитохромоксидазного комплекса в системе митохондриального дыхания /143, 158, 203, 264/.





Установлено /133, 203, 244, 262, 264, 293/, что максимальная скорость переноса кислорода по дыхательной цепи на митохондриальной мембране поддерживается неизменной до тех пор, пока напряжение кислорода во внутриклеточной среде не упадет ниже 3 - 5 мм рт.ст. Для того, чтобы обеспечить это напряжения кислорода на митохондриальной мембране, на наружной клеточной мембране должен создаваться градиент парциального давления кислорода порядка 1 5 - 2 0 мм рт.ст. На поддержание этого критического парциального давления кислорода в тканях и работают все физиологические системы организма, определяющие уровень его здоровья и функциональных возможностей /112, 117, 126/.

Нормативные значения парциального давления кислорода на разных уровнях кислородного каскада организма /193/ составляют примерно следующие величины:

- альвеолы легких - 110 мм рт.ст.;

- аортальный синус - 105-90 мм рт.ст.;

- артериолы - 60-40 мм рт.ст.;

- тканевые капилляры - 40-30 мм рт.ст.;

- наружная клеточная мембрана - 20-15 мм рт.ст.;

- митохондриальная мембрана - 5-3 мм рт.ст.

Говорить о недостатке кислорода или о возникновении состояния гипоксии в организме имеет смысл только в том случае, если не выполняются эти условия нормального фушщионирования системы w тканевого дыхания /105, 203, 262, 264/. ЕдинстБенным и безусловным критерием отсутствия или наличия недостатка кислорода в организме является возможность поддержания неизменной скорости митохондриального дыхаьшя при фиксированном парциальном давлении и кислорода на наружной клеточной мембране. Если эти условия не выполняются, то можно утверждать, что в этих случаях имеет место тканевая гипоксия разной степени выраженности /57, 69, 118/.

Гипоксия, или кислородное голодание - особый вид функционального состояния организма, возникающий в результате недостаточного снабжения тканей кислородом или нарушения использования его тканями /95/.

Скорость поступления кислорода в легкие и альвеолы, скорость массопереноса кислорода через альвеолярно-капиллярные мембраны, скорость массопереноса его артериальной и венозной кровью и скорость поглощения кислорода тканями взаимосвязаны. Количественный баланс между скоростью поэтапной доставки кислорода и его утилизацией определяет уровень парциальных давлений кислорода на разных участках его пути в организме: устанавливающегося значения напряжения кислорода в артериальной крови и в крови тканевых капилляров, а так же его концентрации в смешанной венозной крови.

В организме, таким образом, сочетаются две группы взаимозависимых параметров массопереноса кислорода: скорость его поэтапного продвижения и его парциальное давление на каждом этапе.

Сочетание этих различных параметров, строго регулируемых организмом, характеризует режимы, в которых происходит процесс массопереноса кислорода, т.е. кислородные режимы организма /86, 117, 123, 163/. По аналогии можно говорить и о режимах массопереноса углекислого газа в организме /123, 210/.

Эффективность кислородных режимов организма повышается при физической нагрузке /75, 117, 122, 163, 164, 167, 181, 210, 405/. Под эффективностью кислородных режимов организма понимают соотношения между скоростью поэтапной доставки кислорода и скоростью его потребления /123/.

По степени снижения насыщения артериальной и венозной крови кислородом и уменьшению напряжения кислорода в системе крови можно оценить степень гипоксемии, а по напряжению кислорода в тканях и смешанной венозной крови - степень развивающейся тканевой гипоксии /123/.

1.1.2. Механизмы возникновения гипоксии

Недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе, в противоположность холоду или физическим нагрузкам, не является раздражителем, адресованным какому-либо определенному органу чувств: он первично действует не на экстерорецепторы, а незаметно, исподволь, вторгается в организм, постепенно приводя к развитию гипоксемии, и тем самым, нарушая гомеостаз. Только после возникновения гипоксемии недостаток кислорода начинает действовать на хеморецепторы аортально-каротидной зоны и непосредственно на центры, регулируюш:ие дыхание и кровообращение, а так же и на другие органы, вызывая тем самым неспецифическую адаптационную реакцию функциональных систем организма, ответствеьшых за транспорт кислорода и его распределение в тканях. Во всех прочих системах организма гипоксия вызывает не увеличение, а скорее снижение уровня функций, например функций высших отделов головного мозга и двигательного аппарата, что проявляется в известных нарушениях интеллектуальной и двигательной активности /189/. Непосредственно действие гипоксии на клетки коры головного мозга, скелетных мышц и многих дрТ1ьх органов в значительной мере реализуется не через интенсификацию функции, а за счет того, что снизившееся напряжение кислорода в тканях лимитирует интенсивность окисления и окислительного фосфорилирования в митохондриях. Это означает недовыработку АТФ каждой митохондрией и составляет первичный эффект острой гипоксии в клетках, становясь причиной нарушения функций организма и ограничения его поведенческой и трудовой активности.

–  –  –

Причины возникновения и особенности развития, различных гипоксических состояний обусловили необходимость их систематизации и разделения на различные типы.

Современный системный подход к анализу изменений в различных звеньях системы обеспечения организма кислородом /10, 74, 117/, позволяет выделять шесть типов гипоксических состояний:

1. гипоксическую гипоксию, обусловленную недостатком кислорода во вдыхаемом воздухе, т.е. возмущением на входе системы и вследствие этого недостатком кислорода в альвеолярном воздухе и в артериальной крови;

2. респираторную гипоксию, вызванную снижением напряжения кислорода в альвеолярном воздухе из-за поражения дыхательных путей, или функциональной недостаточности легких при нормальном содержании кислорода во вдыхаемом воздухе;

3. анемическую (гемическую) гипоксию, обусловленную недостатком кислорода в артериальной крови из-за снижения кислородосвязывающих свойств гемоглобрша;

4. циркуляторную гипоксию, xapaктepизющ^ocя снижением скорости доставки кислорода к тканям, вызванную нарушением циркуляции крови;

5. гипоксию нагрузки, берущую свое начало от недостатка кислорода В тканях, обусловленного многократно возрастающим кислородным запросом усиленно функщюнирующей ткани и неспособностью локальной доставки кислорода удовлетворить этот повышенный кислородный запрос;

6. гистотоксическую гипоксию - кислородное голодание, обусловленную повреждениями механизмов утилизащга кислорода при нормальном его содержании и напряжении в клетках /123/.

Сино1шмы термина гипоксия (состояния, возникающего при недостаточном снабжении тканей организма кислородом или же при нарушении его утилизации в процессе биологического окисления /202/) кислородная недостаточность или кислородное голодание. На основании экспериментальных исследований было предложено различать следующие степени гипоксии: скрытую, компенсированную, выраженную гипоксию с нарастающей декомпенсацией и терминальную.

При скрытой гипоксии - гипоксии первой CTcneira (на высоте 1000 м), когда давление кислорода во вдыхаемом воздухе снижается не более чем на 35 мм рт. ст., действие гипоксического стимула на организм незначительно. Гипоксия проявляется в отдельных ограниченных участках мышечных волокон, мозаичность распределения в них рОг и избыточное снабжение кислородом в покое позволяют устранять локальную гипоксию за счет ресурсов кислорода в самом волокне без вовлечения системных компенсаторных механизмов /288, 289, 294, 302, 305/. То есть в покое тканевая гипоксия даже без компенсаторных воздействий отсутствует, напряжеьше кислорода в артериальной крови снижается не более, чем на 15-12 мм рт.ст., скорость поступления кислорода в легкие, альвеолы, кровь и скорость транспорта кислорода артериальной кровью к тканям адекватны кислородному запросу, и ткаки не испытывают кислородного голодания /74/.

Вторая степень гипоксии - компенсированная гипоксия, происходит на высотах от 1500 до 3000 метров. Дефицит кислорода во вдыхаемом воздухе приводит в действие компенсаторные механизмы. Возрастает не только легочная вентиляция (МОД увеличивается на 20-80%), увеличивается также МОК и ЧСС (на 6-30%). Активизируется функция всей системы доставки кислорода и осуществляется перераспределение его резервов, улучшается кровоснабжение жизненно важных органов.

Благодаря компенсаторным процессам, происходящим в организме, скорость доставки кислорода к тканям может оставаться неизменной /118, 120/.

Третья степень гипоксии - выраженная гипоксия с наступающей декомпенсацией, проявляется на высотах от 3500 до 7000 метров над уровнем моря (содержание кислорода в атмосферном воздухе кислорода от 11% до 6%). Несмотря на напряженную деятельность многих компенсаторных механизмов, скорость доставки кислорода и его потребление в тканях заметно понижаются. Развивается тканевая гипоксия, сопровождающаяся значительной потерей работоспособности и развитием предобморочных состояний. Из-за тканевой гипоксии мозга и гипоксии сердечной мышцы нарушается действие приспособительных механизмов, направленных на усиление доставки кислорода. Дыхание и пульс становятся все реже. Скорость кровотока уменьшается.

Четвертая степень гипоксии - некомпенсированная или терминальная гипоксия, представляет собой состояние с резко замедленным дыханием, одиночными глубокими вдохами с частотой 1 - 3 вдоха в минуту и значительными нарушениями сердечной деятельности, приводящими к смерти. /74,118,120/.

–  –  –

"сверхутилизационная гипоксия", подчеркивая этим основной механизм развития данного вида гипоксии. В исследованиях других авторов /61, 74, 117, 118, 120/ эта форма гипоксических состояний обозначается как "двигательная гипоксия" или "гипоксия нагрузки". Многие виды напряженной спортивной деятельности приводят к развитию гипоксических состояний организма, соответствующих термину "гипоксия нагрузки" /61, 74, 117, 118, 120, 126/, а некоторые из них неизбежно протекают на фоне выраженной кислородной задолженности организма, которая погашается лишь в восстановительном периоде.

Характерными признаками гипоксии нагрузки являются:

образование дефицита кислорода и кислородного долга, снижение напряжения кислорода в мышечной ткани и смешанной венозной крови, накопление недоокисленных продуктов обмена в крови, сдвиг рН и нарушение КЩР, увеличение избыточного выделения углекислого газа на фоне многократного повышения скорости утилизации кислорода в тканях /9, 41, 44, 45, 74,105, 109, 146, 147, 387/.

1.2.1. Физиологические механизмы гипоксии нагрузки

Гипоксия нагрузки (ГН) возникает как результат несоответствия между возрастаюпщм кислородным запросом клеток и скоростью текуш^его потребления кислорода работающими мышцами.

Этот вид гипоксии, проявляющийся, прежде всего на клеточном уровне, неизбежно возникает в начале любой мышечной работы или при резком увеличении мощности работы по ходу выполнения уттражксккя, что сопровождается возрастающим уровнем кислородного запроса и повышением скорости доставки кислорода к работающим мышцам /44, 57, 74, 237/.

Согласно современным представлениям /45, 61, 153, 219, 230/, преобразование энергии в процессе мышечного сокращения связано с определенной зависимостью между количеством расщепляюшряхся молекул АТФ и выполняемой внешней работой. Конечные продукты АТФфазной реакцрш: АДФ и неорганический фосфат - выступают в роли основных регуляторов активности внутриклеточных биоэнергетических процессов, ответственных за ресинтез АТФ в количествах, соответствующих скорости ее распада при выполнении мышечной работы.

При развитии гипоксии в работающих мышцах снижается функциональная активность гладких мышц, выстилающих стенки •' прекапилляров и метартериол, которые при низком pOi расслабляются.

Открытие прекапилляров при выполнении утфажнений вызывает рабочую гиперемию, перераспределение кровотока и увеличение доставки О2 к работающим мышцам /23, 74, 144, 204, 230/.

Если усиление двигательной функций достигаемое при этой нагрузке на вегетативную систему не велико, то повышенная доставка Oi будет полностью компенсировать развивающуюся тканевую гипоксию. При т интенсивной мышечной деятельности, даже при максимальной активизации всех звеньев кислородно-транспортной системы, может возникать несоответствие между скоростью поэтапной доставки О2 и высоким кислородным запросом тканей. В таких случаях либо во всей массе ткани, либо на отдельных ее участках возникают области низкого рОг - гипоксические участки, в которых низкое напряжение Ог ограничивает его утилизацию и скорость образования АТФ. В этих участках образуются недоокисленные продукты, изменяется кислотнощелочное состояние и ионное равновесие, что, в очередь, оказывает СБОЮ

–  –  –

деятельности гипоксические участки занимают все больший объем мышечного волокна и это определяет возрастание уровня потребления Ог и ограничивает скорость ресинтеза АТФ и КрФ при работе /74, 108, 126/.

Вкладываемое в термин "гипоксия нагрузки" содержание неравнозначно содержа1шю термина "двигательная гипоксия" /77/, под которым понимали гипоксию, развивавшуюся исключительно при мышечной деятельности и основным ее признаком считали артериальную гипоксемию, тканевая гипоксия лишь подразумевалась. Термин "гипоксия нагрузки" обозначает гипоксическое состояние, развивающееся в организме в результате тканевой гипоксии, возникающей при локальном снижении рОг в клетках вследствие повышенного расходования Ог при усилении их функции. Локальная тканевая гипоксия, сопровождающаяся снижением фосфатного потенциала и повышением степени редукции цитохрома С, ограничивает возможности увеличения потребления Ог на данном участке ткани, несмотря на то, что она сочетается с общим высоким уровнем потребления Ог за счет повышенной его утилизации в тех тканях и органах, которые находятся в более благоприятных условиях снабжения кислородом /74/.

Доставка Ог к клеткам определяется диффузными параметрами ткани, объемом и линейной скоростью кровотока в капиллярах, плотностью, радиусом и длиной капилляров, а также напряжением Ог в артериальной и венозной крови, сродством гемоглобина к кислороду, зависящим от его содержания в крови, состоянием кислотно-щелочного равновесия и тканевым напряжением углекислого газа. Скорость утилизации Ог в тканях зависит также от содержания и структурных особенностей миоглобйна, и на кокечком этапе транспорта Ог в тканях от кинетики взаимодействия Ог с дыхательными ферментами в митохондриях работающих мышц. Изменение содержания миоглобйна и его распределения в мышечных волокнах имеет определенное значение не ТОЛЬКО ДЛЯ более равномерного расходования О2 при пульсирз^ощем кровотоке в мышцах, но и для ускорения массопереноса О2 к мышечным волокнам/36, 108, 116, 117/.

Важным компенсаторным механизмом, повышающим способность организма утилизировать Ог, являются изменение концентрации и активность дыхательных ферментов в самих работающих мышцах /41, 74, 144, 169/. Экспериментальные данные и результаты исследования на математических моделях /99, 144, 306/ свидетельствуют о том, что в покое доставка О2 к митохондриям избыточна по сравнению с их кислородным запросом, но увеличение скорости потребления О2 лишь в два - три раза по сравнению со скоростью его потребления в покое при отсутствии компенсаторных изменений в тканях приводит к появлению локальных зон выраженной гипоксии с низкими значениями рОг (рОг 12 мм рт. ст.) и к ограничению скорости потребления О2 отдельными участками ткани.

Гипоксия, развивающаяся при нагрузке малой интенсивности, практически не отражается на общей скорости потребления Ог, локальная гипоксия не ограничивает возможности увеличения потребления О2 в целом организме, поэтому данную форму гипоксии принято называть "скрытой гипоксией нагрузки" /61, 74/.

При мышечной деятельности умереьшой интенсивности общий объем мышечной массы, где имеет место развитие гипоксического состояния, и уровень р02 в зоне наихудшего снабжения тканей кислородом зависит от того, насколько увеличивается общая объемная скорость кровотока и какое число открытых капилляров активизируется в мышцах.

В том случае, если кислородный запрос увеличен в 8 раз, объемная скорость кровотока в 4 - 4,5 раза по сравнению с этими показателями в покое, то общее количество раскрытых капилляров обычно не превышает 400 на 1мм^, при этом более чем в 40% объема активной мышечной ткани интенсивность потребления Ог отстает от кислородного запроса и образуется кислородный долг. Интенсивность дыхания будет снижаться потому, что рОг на этих участках мышечного волокна будет ниже "критического". В половине объема ткани pOi снижается до 6 мм рт. ст., а в четверти объема оно снижается до значений менее 2 мм рт. ст. Если при той же объемной скорости кровотока увеличить число раскрытых капилляров, гипоксические участки будут занимать незначительную часть мышечного волокна (не более 0,1% всего объема) и кислородный долг будет небольшим, т. е. степень локальной гипоксии будет в заметной мере преуменьшена. Гипоксию такого характера называют компенсированной.

Ее выраженность зависит от активности компенсаторных механизмов, ответственных за снабжение тканей кислородом /61, 74/.

Если минутный объем крови и количество открытых капилляров при мышечной деятельности высокой интенсивности будут такими же, как и при нагрузке умеренной интенсивности, то объем мышечного волокна с резко сниженным pOi (менее 6 мм рт. ст.) будет занимать более трех четвертей объема волокна. В центральной его части рОг достигнет значений ниже 4 мм рт. ст., а в зоне наихудшего снабжения - менее 1 мм рт. ст. В этом случае кислородный запрос в целом будет удовлетворяться всего лишь на 50%. Но даже в случае повышенной деятельности компенсаторных механизмов, т. е. полного раскрытия капилляров и увеличения минутного объема крови до 30 - 32 л/мин, в трети объема мышечных волокон интенсивность аэробного синтеза АТФ все еще будет существенно понижена и будет образовываться кислородный долг, величина которого может составлять до 20% от общего кислородного запроса /50/.

Проведенные расчеты и экспериментальные исследования /26, 57, 59/ свидетельствуют о том, что при нагрузке большой интенсивности обязательно образуется кислородный долг, т. е. в этом случае локальная гипоксия здесь без сомнения имеет место, но объем гипоксических участков в общей массе мышечной ткани будет зависеть от активности компенсаторных механизмов. При высокой эффективности этих механизмов кислородный долг образуется, но он будет невелик, и реальная скорость потребления О2 может быть достаточно высокой (до 3500 мл/мин и более). Эта степень развивающейся гипоксии получила обозначение как "выраженная гипоксия с наступающей декомпенсацией" /61, 74, 120/.

Следует так же учесть, что значение минутного объема крови, принятое в расчетах 40 л/мин, может быть зарегистрирована лишь у спортсменов очень высокого класса. Меньший минутный объем крови приведет к большему снижению pOi в венозной крови, и к более выраженному •' увеличению гипоксической области в мышечных волокнах, ик существенному возрастанию величины образующегося кислородного долга. Локальная гипоксия сердечной мышцы ограничивает возможности ударного и минутного объемов крови, а большие энергетические затраты на работу дыхательных мышц делают нерациональным дальнейшее усиление дыхания. Развивающаяся артериальная гипоксемия и венозная гиперкапния, выраженный метаболический ацидоз и снижение запасов ^^ АТФ по ходу работы приведут к резкому ограничению работоспособности и отказу то выполнения упражнения с заданной интенсивностью /59, 74, 161/.

Следует подчеркнуть, что степень выраженности гипоксии нагрузки не строго соответствует интенсивности мышечной деятельности.

Проявление гипоксии зависит не только от повышения кислородного запроса, но и от активности компенсаторных механизмов, направлеьшой на увеличение доставки Ог. В зависимости от того, насколько увеличивается объемная скоросгь кровотока, улучшаются диффузные параметры, и повышается скорость доставки О2 непосредственно к митохондриям, будет изменяться так же и скорость утилизации в них Ог, а, следовательно, и значение pOi- При нагрузке одной и той же интенсивности может иметь место как компенсированная, так и выраженная гипоксия. При общем высоком уровне потребления Ог в отдельных участках ткани при нагрузке возникают области с низким уровнем окислительных процессов, что является причиной образования кислородного долга и развития гипоксии определенной степени /61,118,120,126, 208/.

Основным звеном в генезе гипоксии нагрузки является локальная тканевая гипоксия, характеризующаяся неравномерным распределением pOi в ткани и образованием зон со значениями напряжения Ог ниже, так называемого, "критического" зфовня /74/.

Кроме данных, полученных на митохондриальном и клеточном Зфовнях, свидетельствующих о наличии локальной гипоксии, доказательством развития состояния гипоксии при нагрузке является образование кислородного долга/11, 40, 61, 74, 117,116, 140, 163, 166, 206, 238, 250, 315/, ограничение скорости ресинтеза АТФ и исчерпание запасов макроэргических соединений в работающих мышцах /57, 229/, а так же появление недоокисленных продуктов, например избытка молочной кислоты и сдвига рН /9, 29, 105, 209, 238/.

Артериальную гипоксемию нельзя считать обязательным признаком гипоксии нагрузки, но неотъемлемым ее признаком является снижение рОг в венозной крови (венозная гипоксемия) и тканях (вторичная тканевая гипоксия). Такие состояния возникают, когда в результате несоответствия между скоростью доставки О2 и потребностью в нем клеток, напряжение Ог в тканях и клетках снижается ниже "критического" уровня, активность дыхательных ферментов падает, скорость потребления Ог снижается, уменьшается образование макроэргов и накапливаются недоокисленные проду1сгы, повышасгся напряжение СОг в тканях и векозкой крови /74, 125/.

Значительное влияние на развитие гипоксических состояний при мышечной работе оказывает так же активность кардио-респираторных систем организма. Возбуждение дыхательного центра под воздействием недостатка Ог приводит к учащению дыхательного ритма и возрастанию дыхательного объема, что обеспечивает усиление легочной и альвеолярной вентиляции. Последнее обстоятельство, благодаря увеличивающейся функциональной емкости легких, способствует возрастанию их диффузной поверхности, что сопровождается повышением доли альвеолярной вентиляции в минутном объеме дыхания. Увеличение легочной и альвеолярной вентиляции обеспечивает выделение СОг. В результате этого становится возможным поддержание парциальных давлений этих газов в альвеолярном воздухе и артериальной крови на уровнях, близких к •' значениям покоя, при этом происходит восполнение запасов Ог в артериальной крови /74,114/.

Возбуждение сердечно-сосудистого центра под воздействием гипоксии вызывает учащение сердечных сокращений, и приводит к увеличению ударного и минутного объемов крови, что обеспечивает повышение скорости массопереноса Ог артериальной кровью. Увеличению ударного объема способствует ускорение венозного возврата крови от %^ работающих мышц. Усиление кровотока в работающих мышцах обеспечивается раскрытием резервных капилляров в результате расслабления гладких мышц прекапилляров и метатериол /204/. Благодаря этому скорость доставки Ог к работающим мышцам увеличивается, рОг в мышечных волокнах повышается, улучшаются условия для клеточного дыхания и для синтеза АТФ /74, 76, 116, 161/.

Деятельность перечисленных выше механизмов направлена на компенсацию гипоксии при нагрузке. Степеш) выраженности гипоксии и изменение состояния работоспособности при физических нагрузках зависят от величины кислородного запроса работающих мышц и от эффективности функционирова1гая компенсаторных механизмов, направленных на уменьшение развивающейся при работе гипоксии.

1.2.2. Классификация гипоксических состояний при мышечной деятельности Положенный в основу классификации гипоксических состояний системный подход выделяет, прежде всего, те изменения состояния функций кислородного обеспечения организма, которые возникают под воздействием внешних возмущений: снижения рОг во вдыхаемом воздухе, изменения общего барометрического давления и т.п. Гипоксические состояния, выделяемые по этому признаку, обычно разделяются на следующие типы: гипоксический, гипербарический и гипероксический /74, 96, 114/. Гипоксические состояния, возникающие при значительном возрастании потребления СО2, т.е. при увеличении нагрузки на систему, выделяются в отдельный тип, обозначаемый обычно как "гипоксия нагрузки"/118, 124/.

Внутренние возмущения, проявляющиеся вследствие патологических изменений в состоянии респираторного аппарата, сердечно-сосудистой системы и системы крови, также могут приводить к развитию гипоксических состояний, и эти формы гипоксии, обьпшо обозначаются как респираторная, циркуляторная и гемическая гипоксия.

Обычно различают восемь основных типов гипоксии:

гипоксическую, циркуляторную, гипероксическую, гипербарическую, респираторную циркуляторную, гемическую, гипоксию нагрузки и первичную тканевую (цитотоксическую) гипоксию. Каждый из этих типов гипоксии может иметь несколько различных степеней, различающихся по тяжести нарушения обмена веществ /96, 106, 114, 120/.

Ка основании происхождения, проявлекия и особенкостей компенсации, гипоксия нагрузки была выделена в особый тип гипоксических состояний.

Было предложено различать четыре ее степени:

скрытую (латентную), субкомпенсированную, компенсированную и декомпенсированную пгаоксию нагрузки /61/.

Гипоксия нагрузки первой степени - скрытая (латентная) гипоксия

- проявляется в отдельных ограниченных участках мышечных волокон, а неравномерность распределершя в них pOi и избыточное снабжение кислородом в покое позволяют устранять локальную гипоксию за счет ресурсов кислорода в самом волокне без вовлечения системных компенсаторных механизмов /55, 61, 74, 206/.

Вторая степень гипоксии нагрузки - компенсированная гипоксия наиболее распространенная в обычной деятельности человека, развивается при мышечной деятельности умеренной интенсивности и в компенсацию возникающей локальной гипоксии вовлекается вся система дыхания.

Вентиляция легких, кровоток и скорость доставки кислорода к возрастают.

При увеличивающейся потребности в кислороде работающих мышц образуется дефицит Ог, и в крови появляется некоторое количество кислых продуктов, а в дальнейшем происходит их быстрая нейтрализация:

существенных сдвигов рН не происходит. При увеличении интенсивности нагрузки образование и скорость выведения СОг может увеличиваться до 3 л/мин, дыхательный коэффициент повышаться до единицы, скорость массопереноса СОг смешанной венозной кровью может достигать 1 4 - 1 5 л/мин, а артериальной кровью до 11 - 12 л/мин. При этом может накапливаться небольшой кислородный долг (3 - 5%), проявляться тенденция к сдвигу рН в кислую сторону. Вторая степень ГН характеризуется наиболее высокой экономичностью внешнего дыхания:

вентиляционщ1Й эквивалент минимален, коэффициент использования кислорода и кислородный эффект дыхательного цикла максимальны /74/.

1 ретья степень гипоксии нагрузки — быралсеиная гипоксия с наступающей декомпенсацией - развивается при нагрузках с потреблением Ог 75 - 85% от уровня МПК. Скорость доставки Ог не соответствует потребности в нем тканей, образуется кислородный долг и наблюдается избыток выделяемого СОг. Отмечается не только резкая венозная, но и артериальная гипоксемия. При высокой вентиляции (до 90 - ПО л/мин) и объемном кровотоке (у квалифицированных спортсменов до 25 - 28 л/мин), возросшем уровне доставки и потребления кислорода дальнейшее значительное повышение утилизащга кислорода из артериальной крови оказывается уже невозможным /86/. Особенностью третьей степени ГН является некоторое снижение экономичности внешнего дыхания при сохранении высокой эффективности гемодинамики. Возможность выполнения работы при третьей степени гипоксии нагрузки ограничивается несколькими десятками минут /74/. Выраженная гипоксия * с наступающей декомпенсацией может послужить пусковым механизмом для развития утомле1гая при мышечной деятельности. Усиление же вегетативных функций (дыхания и кровообращения), направленное на поддержание кислородных параметров на гомеостатическом уровне, может являться од1шм из компенсаторных механизмов преодоления утомления при мышечной деятельности /166/.

Четвертая степень гипоксии нагрузки - некомпенсированная и гипоксия - при которой наблюдается наиболее выраженное несоответствие скорости доставки Ог кислородному запросу организма. Несмотря на то, что увеличивается кислородный долг, потребление Ог при данной степени гипоксии максимально и оно, как правило, не изменяется при повышении тяжести работы. Напряжение Ог в смешанной венозной крови может падать ниже 12 мм рт. ст., насыщение кислородом снижается до 17 - 15% и содержание Ог составляет 1 - 3 об.%. Насыщение артериальной крови кислородом падает до 85 - 83%, а напряжение Ог снижается на 8 - 10 мм 9массопереноса Ог и СОг наиболее высокая, однако, так как вентиляция увеличивается в значительно большей степени, чем потребление Ог, дальнейшее ее усиление не является эффективным, так как значрггельная Д Л от кислородного прихода тратится на работу самих дыхательных ОЯ мышц.

Работа сердца так же становится менее эффективной: ударный объем крови снижается, а поддержание высокой скорости кровотока обеспечивается в большей степени за счет увеличения ЧСС. Развитие выраженной тканевой гипоксии приводит к нарушению функции компенсаторных механизмов, наступает отказ от дальнейшего выполнения работы. Продолжительность нафузки при данной форме гипоксического состояния исчисляется десятком секунд, и только отдельные тренированные люди могут выполнять ее в течение нескольких минут /74/.

Рассмотренные степени гипоксии нагрузки могут проявляться при •^ мышечной работе как повышающейся, так и постоянной интенсивности.

Гипоксия нагрузки может сочетаться с другими типами гипоксии, например с гипоксической гипоксией, а в больном организме она может развиваться при нагрузке на фоне респираторной, циркуляторной или анемической гипоксии /44, 57, 61, 125, 169/.

–  –  –

работу, требующую больших затрат энергии. С физиологической точки зрения, способность человека производить тяжелую мышечную работу зависит, прежде всего, от возможностей усиления энергетического обмена в тканях и уровня активности тех функциональных систем, которые обеспечивают этот обмен. Первые попытки провести анализ, а затем оценить энергетические процессы, происходящие в работающих мышцах в анаэробных условиях были сделаны в начале XX века. /316, 317, 352, 357, 359, 360/ Тогда же появились большие расхождения взглядов и мнений среди исследователей этой проблемы.

В своей работе датированной 1934 годом, D.Dill /270/ констатировал, что выполняемая в течение нескольких минут мышечная нагрузка только в небольшой степени определяется используемым аэробным энергетическим источником, а величина выполненной работы в большой степени * обуславливается темпом использования этого источника энергии. Впервые понятие - анаэробная работоспособность употребил в своих работах Margaria с соавт. /361/. В более поздних работах этого направления делались многократные попытки найти окончательное определение анаэробной работоспособности. Юпочевыми понятиями, объясняющими и наиболее полно описывающими процессы анаэробного характера, являются понятия нагрузки и энергии.

« В большинстве предлагаемых определений под термином энергия подразумевается способность выполнять работу за счет реакции расщепления АТФ, происходящей в клетках нашего организма. Под термином нагрузка обычно подразумевают механическую работу, выполняемую во время зада1шого упражнения. Но показатели механической работы оценивают не только количество ресинтезированного в анаэробных условиях АТФ, по изменению этих показателей учитывается также вклад аэробных источников и других факторов, связанных с преобразованием хи?уЦгчгской энергии в энергию механическую, измеряемую в виде выполненной работы. Поскольку анаэробная работоспособность определяет способность выполнять кратковременные нагрузки максимальной интенсивности, то наиболее Т Ч Ы определением этого качества служит определение, в котором под ОН М данным понятием подразумевается максимальное количество АТФ, синтезированного в анаэробных метаболических процессах, происходящих в человеческом организме во время совершения кратковременной нагрузки максимальной интенсивности. Необходимо подчеркнуть, что согласно выше представленного определения максимальная нагрузка обозначает физическое усилие, вызывающее полное исчерпание способности продолжать работу за время выполнения заданного упражнения. Время выполнения упражнения подбирается так, чтобы оно соответствовало моменту максимальной интенсификации ресинтеза АТФ в работающих •' мышцах. К сожалению, в этом определетш не до корща объясненным остается вопрос продолжительности нагрузки, а также действительной величины максимального отягощения. Определение действительной величины максимальной нагрузки, т.е. величины, которая позволяет оценить анаэробную работоспособность, требует проведения серии тестов разной продолжительности. J. Medbo /369, 371/ доказал, что максимальная величина ресинтеза АТФ в анаэробных условиях связана с выполнением «I физической нагрузки до изнеможения, продолжительность которой составляет от 40 до 60 секунд. Для оценки максимальной анаэробной мощности, согласно мнению этих авторов, надо выполнять физическую нагрузку максимальной интенсивности в течение 6-10 секунд /123, 232/. В то время как G. Camus Н. Thys /170/ и Р. di Ргашрего /194/ считают, что для установления максимальной анаэробной мощности необходимо определить ту величину ресинтезируемого в анаэробных условиях АТФ, которая позволяет выполнять максимальную работу за время нагрузки.

Наиболее полное, учитывающее все выше отмечеьшые моменты определение анаэробной работоспособности принадлежит Н. И. Волкову /45, 46, 53/.

По мнению этого автора, анаэробная работоспособность является компонентом общей работоспособности и ее можно охарактеризовать с помощью биохимических критериев трех типов:

критериев мощности, емкости и эффективности. Поскольку в анаэробных условиях мышечной работы источниками энергии могут служит различные метаболические процессы (использоваьгае внутримышечных резервов АТФ, ресинтез АТФ в ходе креатинфосфокиназной и миокиназной реакщш, анаэробный гликолиз), то общая оценка анаэробной работоспособности должна основываться на измерениях мощности, емкости и эффективности каждого из этих процессов. Практически наиболее важным здесь представляется установить значения биоэнергетических критериев мощности и емкости для креатинфосфокиназной реакции и анаэробного гликолиза. Решение такой задачи достигается с использованием батареи тестов, строго специфической направленности.

1.3.1. Анаэробные источники энергии при напряженной мышечной деятельности Энергетические потребности таких видов спортивной деятельности как бег или плавание на короткие дистанции, требующие проявления околомаксимальных или максимальных усилий, обеспечиваются системой АТФ - КрФ, если продолжительность нагрузки менее 6-ти секунд и гликолитической системой (анаэробное расщепление мышечного гликогена), если продолжительность максимальной нагрузки более 6-ти Живые клетки улавливают, сохраняют и транспортируют энергию в химической форме, главным образом в виде энергии, заключенной в молекулах АТФ. Аккумуляция энергии, выделяемой при аэробном и анаэробном окислении путем синтеза АТФ, является наиболее эффективной формой консервации и переноса энергии в клетках живых организмов, а высокоэнергетическую молекулу АТФ в этом плане можно рассматривать как "универсальную энергетическую валюту". АТФ может передавать свою энергию некоторым другим акцепторным молекулам. При этом она теряет свою коьщевую фосфатную группу. В результате богатая энергией молекула АТФ превращается в энергетически обедненную молекулу АДФ. АДФ в свою очередь может снова соединятся с фосфатной группой и превратиться в АТФ за счет химической энергии происходящих метаболических реакции. Сумму АТФ, АДФ и АМФ в клетке можно * рассматривать как постоянную величину. В таком случае энергетический статус клетки в каждый момент будет зависеть от соотношения этих трех компонентов аденилатной системы. Для оценки энергетических состояний пользуются показателем энергетического заряда аденилатной системы /247, 248, 298, 346/.

АТФ служит главным связывающим звеном между двумя основными системами ферментативных реакций в клетке. Одна из них сохраняет р энергшо, поступающую из окружающей среды в основном путем фосфорилирования молекулы АДФ и превращения ее в богатую энергией молекулу АТФ.

Другая система реакций использует энергию АТФ для:

• биосинтеза клеточных компонентов из более простых предшественников;

• выполнения механической работы в сократительном аппарате скелетных мышц;

^ • переноса веществ через клеточные мембраны.

Преобразование энер1ии в процессе мышечной деятельности происходит за счет метаболических превращений трех видов: два из них осуществляются без наличия кислорода, т.е. в анаэробных условиях, третий происходит с участием атмосферного кислорода и по этому называется аэробным. На рис.1 представлена схема метаболических процессов, связанных с преобразованием энергии при мышечной деягельности /363/.

Как видно на приведенной схеме, первыми из происходящих в анаэробных условиях процессами являются реакции распада содержащихся в мышцах фосфагенов - АТФ и КрФ. Другим анаэробным процессом является гликолиз - ферментативный распад углеводов.

Третьим метаболическим процессом, происходящим в аэробных условиях, является окисление пищевых веществ, главным образом углеводов и жиров. Каждый из перечисленных выше метаболических процессов, участвующих в преобразовании энергии, можно оценить с помощью # критериев мощности, емкости и эффективности /24/.

–  –  –

Непосредственным источником энергии для работающих мышц служит реакция расщепления АТФ, происходящая на миофибриллах.

Рабочим субстратом для этой реакции служит тот метаболический пул АТФ, который локализован непосредственно на миофибриллах.

Содержание АТФ в мышце относительно постоянно и составляет около 5 мМол/кг от сырого веса мышцы. В процессе мышечной деятельности не наблюдается существенного понижения концентрации АТФ. Такая ситуация объясняется тем, что по ходу мышечной деятельности АТФ восстанавливается из продуктов распада со скоростью, равной скорости ее расщепления в процессе мышечной деятельности.

При напряженной мышечной деятельности, когда затруднена доставка кислорода к работающим мышцам, в тканях усиливаются анаэробные процессы, связанные с быстрой регенерацией расщепляющейся АТФ /50, 100, 195, 229, 363/.

Кроме АТФ в мышцах содержится еще одно макроэргическое соединение креатинфосфат (КрФ). Это вещество локализуется на сократительных белках миофибрилл и на мембранах # саркоплазматического ретикулума (SR). Энергия, высвобождающаяся при расщеплении КрФ, в отличие от энергии, высвобождающейся при распаде АТФ, не используется непосредственно для выполнения работы на клеточном уровне, она используется только для ресинтеза АТФ /39, 56, 134/. Высвобождению энергии при расщеплении КрФ содействует фермент креатинфосфокиназа, локализируемый на сократительном белке актине. КФК - фермент, характеризирующийся высокой активностью, 0 катализирует реакцию перефосфорилирования между КрФ и АДФ.

Поскольку КрФ и АДФ это вещества, проявляющие высокое химическое сродство, усиление креатинфосфокиназной реакции наступает сразу, как только начинает расщепляться АТФ /39, 46/. Усилению реакции уже в самом начале работы способствует близкая локализация резервируемого КрФ к месту образования АДФ в миофибриллах.

Ключевой фермент креатинфосфокиназной реакции активизируется или ингибируется вместе с изменениями рН среды. При слабощелочной среде он проявляет каииольшую активкость, а значительное снижение рхА вызывает его угнетение. Креатинфосфокиназу активируют также освобождающиеся при мышечной деятельности ионы Са^^ и так же образующийся в ходе реакции свободный креатин. Как уже было сказано.

креатинфосфокиназная реакция первая включается в процесс регенерации АТФ с момента начала мышечной деятельности при появлении на миофибриллах свободных молекул АДФ. В качестве основного биохимического субстрата используются запасы креатинфосфата, локагшзуемые вблизи от мест образования АДФ на миофибриллах.

Согласно имеющимся в литературе данным, наивысшей скорости креатинфосфокиназная реакция достигает на 2-ой секунде после начала работы /39, 46/. По мере истощения запасов КрФ, адсорбированного на миофибриллах, начинается мобилизация креатинфосфата, расположенного вне мест его использования в миофибриллах. Этих резервов хватает еще на •^ несколько секунд (до 5-6 секунд) от начала работы /195/. После исчерпания запасов КрФ примерно на 1/3 скорость креатинфосфатной реакции постепенно уменьшается, а в процесс регенерации АТФ все больше включаются анаэробный гликолиз и процесс аэробного фосфорилирования. К 3-ей минуте выполнения физического усилия КФКреакция составляет лишь около 1,5% от начального ее значения /24, 53, 195/. Наибольшая мощность креатинфосфокиназной реакции составляет 9 около 3,8 кДж/кгхмин^ Общие запасы фосфагенов обеспечивают образование энергии в количестве около 840 кДж/кг мышечной ткани.

Как только скорость креатинфосфокиназной реакции становится неадекватной регенерации АТФ и в мышцах накапливается АДФ, основную роль в процессе ресинтеза АТФ начинает играть анаэробный гликолиз. Суть гликолиза состоит в ферментативном расщеплении внутримышечных запасов гликогена и глюкозы, поступающей в клетки из крови. Прежде, чем глюкоза или гликоген используются для образования энергий. Они должны фансформироваться в ихюкозо-б-фосфаг. Для превращения одной молекулы глюкозы в глюкозо-6-фосфат необходимо затратить одну молекулу АТФ. При расщеплении гликогена глюкозо-6фосфат образуется без затрат энергии. Глюкозо-6-фосфат подвергается дальнейшем превращениям, в результате которых образованные в ходе гликолиза промежуточные макроэргические соединения дифосфоглицериновая и фосфопировиноградная кислоты, передают богатую энергией фосфатную группу на АДФ, что ведет к резинтезу АТФ.

Судьбу пировиноградной кислоты определяет использование кислорода. В анаэробных условиях она превращается в молочную кислоту.

Общий итог гликолиза можно представить в виде следующих уравнений /24/:

СбНпОб + 2АДФ + 2Н3РО4 -^2СзНбОз + 2АТФ + 2Н2О # глюкоза [СбН,о05]п + ЗАДФ + ЗНзР04^ 2СзНбОз + [CeHioOsJn-l + ЗАТФ + 2Н2О гликоген В результате гликолиза образуется 3 моля АТФ на каждый моль глюкозного остатка из расщепленного гликогена. Если вместо гликогена используется глюкоза, тогда образуется всего 2 моля АТФ.

Анаэробный распад гликогена или глюкозы контролируется несколькими ферментами. Хотя эти ферменты часто называют "рассеянными ферментами" они не распределены по саркоплазме неорганизованным образом, как правило, эти ферменты тесно связаны с клеточными структурами. Регулирующими ферментами гликолиза являются фосфорилаза и фосфофруктокиназа. При мышечном сокращении оба фермента активируются одновременно и пропорциональным образом.

Обычно считается /285/ что скорость распада гликогена лимитируется фосфорилазной реакцией. Акгивность мышечной фосфорилазы увеличивается в присутствии АМФ, ионов Са, Na и ацетихолина /285/.

Количество этих активаторов возрастает с началом мышечной работы.

Снижение скорости фосфоролиза наблюдается при уменьшении концентрации гликогена и фосфорной кислоты, а так же при повышении концентрации глюкозо-6-фосфата. Механизмы, снижающие скорость фосфоролиза, препятствуют непроизводительным затратам углеводных запасов при усилении мышечной активности.

Максимальная мощность гликолиза составляет около 2,5 кДж/кгхмин. Наибольшей скорости гликолиз достигает на 20-30-й секунде от начала работы, а в конце 1-й минуты физической нагрузки он становится основным источником ресинтеза АТФ /56, 53, 231/. Размеры метаболической емкости гликолиза, определяемые внутримышечными запасами углеводов и наличием буферных систем, стабилизирующих значение внутри клеточного рН, более чем в 10 раз превышают емкость креатинофосфокиназной реакции, и они составляет около 1050 кДж на килограмм мышечной ткани. Метаболическая эффективность гликолиза оценивается значениями к.п.д. порядка 0,35-0,52 /56, 53/.

ДрЗтим вариантом восстановления АТФ в мышце является миокиназная реакция, в ходе которой происходит слияние двух молекул АДФ с образованием АТФ и АМФ. Поскольку эту реакцию катализирует фермент аденилаткиназа, ее часто называют также "аденилаткиназной реакций". Аденилаткиназная реакция происходит в мышцах при значительном увеличении в саркоплазме концентрации АДФ. Такая ситуация возникает, когда скорость процессов ресинтеза АТФ, не уравновешивает скорость расщепления АТФ. Исходя из этого аденилаткиназную реакцию можно рассматривать как "аварийный механизм", который обеспечивает постоянство скорости ресинтеза АТФ.

Результатом аденилаткиназной реакции является некоторое повышение содержания /-vj.vi»*' Б Саркоплазме, что ведет к аьстйБадии фсрмсьггов гликолиза, способствуя повышению общей скорости анаэробного ресинтеза АТФ. Аденилаткиназная реакция легко обратима, и она может использоваться для буферирования резких перепадов в скорости

–  –  –

Факторы, объединенные в группу производительности, определяют степень реализации потенций в конкретных условиях данного вида спорта.

Так, рациональная техника выполнения упражнений позволяет в большой степени и более эффективно реализовать скоростно-силовые и энергетические возможности в каждом акте движения. Совершенная тактика ведения соревновательной деятельности позволяет лучше реализовать скоростно-силовые и биоэнергетические потенции в ходе спортивного соревнования или в его отдельных эпизодах. Вклад выше указанных факторов в общий спортивный результат существенно варьирует в зависимости от типа упражнения, уровня физического развития, внешних условий и т.п. /267, 268/.

Среди главных факторов, определяющих скоростно-силовые способности человека, следует отметить общее содержание и ферментные * свойства сократительных белков мышц /240, 390, 386/. Величины усилия развиваемого в сокращающейся мышце, пропорциональны числу актиномиозиновых соединений в миофибриллах /240/. Общая величина усилия зависит от общего содержания актина и длины миозиновых нитей в пределах каждого саркомера, входящего в состав миофибрилл Скорость образования и разрыва актино-миозиновых соединений в миофибриллах скелетных мышц, и связанная с этим скорость развития напряжения и 9 сокращения мышцы зависят от АТФ-азной активности миозина /240, 299, 406/. В. Essen /281/ доказала, что выполнение изометрических упражнений вызывает более значимое повышение концентрации лактата в быстро сокращающихся волокнах. Содержание лактата, согласно мнению Р. Tesch /419/, обнаруживает линейную связь с количеством вовлекаемых в работу быстрых единиц. Соотношение быстро и медленно сокращающихся волокон в скелетных мышцах человека разное. Содержание быстро сокращающихся волокон в мышце положительно влияет на скорость Mbiuie^moro сокращения, определяет ее скоростко-силоБто характеристику. Р. Tesch /419/ выявила, что абсолютный и относительный пт мощности мышечного сокращения выше у лиц, обладающих большим количеством быстро сокращающихся волокон. Но, так как состав быстро и медленно сокращающихся волокон в скелетной мышце генетически определен, то он является фактором, лимитирующим способность спортсмена выполнять скоростно-силовые упражнения, относящиеся к нагрузкам анаэробного характера/240, 258, 300, 326, 327, 375/.

Биоэнергетические возможности организма являются наиболее существенным фактором, лимитирующим физическую работоспособность /56, 261/.

Как уже отмечалось ранее, в зависимости от характера происходящих энергетических превращений принято выделять два обобщенных физиологических свойства, отражающих возможности энергетического обеспечения мышечной деятельности в анаэробных условиях:

• алактатную анаэробную способность, связанную с процессом преобразования энергии в АТФ-азной и КрФ-киназной реакциях;

• гликолитическую анаэробную способность, отражающую возможности усиления при работе анаэробного гликолитического процесса, в ходе которого происходит накопление молочной кислоты в организме.

Все перечисленные выше компоненты анаэробной работоспособности, можно охарактеризовать с помощью биохимических критериев трех типов: мощности, емкости и эффективности /41/. В табл. 1.

представлены биоэнергетические критерии, лимитирующие анаэробную работоспособность спортсменов. При скоростном упражнении подавляющая часть энергии определяется резервом АТФ и КрФ, которые являются основой алактатной анаэробной мощности.

После окончания выполнения скоростного упражнения, концентрация АТФ в мышце очень быстро восстанавливается до уровня близкого к исходному. Степень снижения концентрации АТФ в период восстановления обычно не превышает 20% /333, 335/.

Таблица 1.

Биоэнергетические критерии физической работоспособности спортсменов.

–  –  –

где: аКрФ - скорость реакции распада КрФ; bLa - скорость образоваьшя лактата; VOi - уровень потребления О2.

При кратковременных нагрузках, уравнение приобретает следующий вид:

(АТФ)/1 = аКрФ /333, 335/.

–  –  –

уменьшается, а в процессе ресинтеза АТФ все большее значение приобретает гликолиз. Исследования R. Margaria /362/ показывают, что в нагрузках продолжительностью 4 - 15 секунд анаэробный гликолиз практически не участвует в образовании энергии. W. Н. Danforth /269/ установил, что до тех пор, пока емкость алактатного анаэробного источника в работающих мышцах не снизится на половршу от его исходного значения, не наблюдается сколь либо заметного увеличения содержания молочной кислоты, свидетельствующего об усилении анаэробного гликолиза /22, 51/. Сходные результаты при определении критической точки перехода от преимущественно алактатного анаэробного * энергообеспечения к гликолитическому зарегистрированы на спортсменах, выполнявших кратковременную работу максимальной мощности на велоэргометре /22, 51/. Некоторые авторы доказали, что анаэробной гликолиз включается даже при кратковременных зшражнениях /165, 344, 383/. Наивысшей скорости гликолиз достигает на 20-30 с после начала работы, а в конце 1-й минуты работы он становится основным источником энергии для ресинтеза АТФ. Включение гликолитической реакции, хотя и ф, содействует в определенном периоде спринтерской работы быстрому ресинтезу фосфагенов, но оно усиливает ацидотические сдвиги в мышцах и крови /231, 240, 287, 351/.

Снижение активности ключевых ферментов гликолиза под влиянием образующейся молочной кислоты и снижения внутриклеточного рН ведет к замедлению скорости гликолиза. Запасы углеводов и размеры буферных систем, определяющие метаболическую емкость гликолиза, обеспечивают выполнение упражнения с заданной мощностью в интервале от 30 до 150 секунд. Таким образом, емкость /22, 309, 401/. Ресинтез АТФ и КрФ (за счет их нефосфорилированных предшественников) поддерживает после работы повышенный уровень кислородного потребления в тканях. Для этих процессов требуется дополнительное количество кислорода. Это дополнительное количество кислорода называется алактатным кислородным долгом /242, 271, 343, 357, •' 359,364,372,389,431/.

В образовании алактатного кислородного долга кроме процессов ресинтеза КрФ и АТФ существенную роль играют также окислительные превращения накопившихся во время работы анаэробных метаболитов /271/, а также восстановление запасов кислорода в миоглобиновом и гемоглобиновом депо /48, 391/. Образование алактатного кислородного долга завершается в первые 2-3 мин работы. Величина этого компонента кислородного долга растет линейно с ростом интенсивности работы.

.* Работа с большой мощностью изменяет линейное возрастание алактатной кислородной задолженности в асимптотическое, достигая предела, определяемого размерами фонда фосфатных акцепторов в работающих мышцах /48/. Поскольку величина алактатного кислородного долга позволяет довольно точно оценить вклад креатинфосфатного механизма в энергетическом обеспечении работы, то она может служить показателем, оценивающим уровень развития скоростно-силовых качеств и скоростной ^5 выносливости /48/.

Максимальное усиление энергопродукции в гликолитическом анаэробном процессе приходится на упражнения, предельная длительность которых составляет около 30 секунд /53/. B.C. Мищенко /165/ считает, что предельные проявления гликолитической системы энергообразования имеют место при предельной физической нагрузке в течение около 45 секунд (35-90 секунд), при которой до 80% энергии может обеспечивать гликолиз. Мощность нагрузки определяется при этом, интенсивностью расходования фосфагеков и мышечного гликогена. Увелтг^екие активных резервов гликогена и гликолитических ферментов в сочетании с высокой окислительной способностью клеток, является очень важным фактором в совершенствовании специальной анаэробной работоспособности. В условиях спортивных соревновании алактатная анаэробная мощность в беге на 400м, достигает величины 50 кДж/мин при результате 44 секунды /165/. Ограничение гликолрггической анаэробной способности связано не только с исчерпанием субстратов гликолиза. После прекращения соревновательной нагрузки в мышцах остается до 70% гликогена.

Основное ограничение связано с выходом больщих количеств лактата, максимальная скорость образования которого составляет около 45 мМол/ьсгхмин /333/. Поэтому для точной оценки анаэробной работоспособности определение концентрации лактата в крови имеет важное значение /47/. Размеры максимального накопления лактата в крови * определяются соотношением скоростей ее образования и устранения, которая зависит от гемодинамических факторов и от скорости окислительного устранения этого анаэробного метаболита в тканях /235, 333/. Лактат легко диффундирует из работающих мышц в кровь /228, 317/.

Накопление лактата в крови при мышечной деятельности достаточно точно описывается следующим уравнением:

–  –  –

концентрации лактата в крови ( 6 - 8 кратное превышение уровня покоя), она свидетельствует об остром усилении гликолиза /32, 47, 323, 418/. В то же время многие известные авторы /255, 297, 311, 329/ критически относятся к значению концентрации лактата в крови как показателя оценивающего анаэробную работоспособность человека.

Существенную роль в оценке анаэробной работоспособности спортсменов играет соотношение степени накопления лактата и сдвигов рН крови. Усиление анаэробного гликолиза ведет к снижению или прекращению выполнения нагрузки из-за понижения рН в мышцах /240, 318/. Значительное снижение рН мышц угнетает энзиматическую функцию *' фосфорилазы и фосфофруктокиназы, а затем вызывает снижение окислительных процессов в клетках. Существует высокая корреляция между уровнем лактата в крови и рН во время работы и в период восстановления после нагрузки /312, 336, 378/. При 10-кратном увеличении концентрации лактата с 1 до 10 ммол/л, концентрация Н^ увеличивается только на 40%. Наблюдаемый сдвиг рН в кислотную сторону составляет от 7,43 до 7,27 /165/. Поскольку рН мозговой ткани зависит от рН крови, то ф^ торможение корковых центров в результате понижения рН во время выполнения физической нагрузки является защитным механизмом, противодействующим чрезмерной нагрузке /27, 266/. Проведенные B.C.

Мищенко /165/ исследования рН крови, показывают, что этот фактор не влияет на биохимическое состояние мышечной клетки и тем самым не лимитирует работоспособности спортсмена. Н. Kirch /318/ считает, что аккумуляция лактата в мышечной клетке и увеличение концентрации Н^ в ней, является решающим ограничивающим фактором для интенсивной мышечкой работы, тормозящим гликолитическую активность: Таким образом, только при нагрузке до 90 секунд тканевый ацидоз является ведущим фактором ограничения работоспособности /165, 333, 385/.

Во время интенсивной физической нагрузки, когда в организме спортсмена накапливается лак тат вьппе 5 мМол/л появляется кислородный долг, связанный с окислительным устранением лактата /360/.

Ресинтез гликогена за счет молочной кислоты, происходящий в печени и почках, получил название цикла Cori. Образующийся в этом процессе АДФ исполняет функцию "дыхательного контроля" в период оплаты Огдолга, во время отдыха /385/. Количество молочной кислоты устраняемое во время оплаты Ог-долга, обычно меньще, чем общее количество выполненной работы. Это связано с использованием молочной кислоты в окислительном ресинтезе креатинфосфата, остальная часть устраняется с потом и мочой. Образование лактатного кислородного долга находится на уровне 1,5 - 2,5 л/мин. С того же момента кислородный долг возрастает экспоненциально относительно интенсивности работы /47/. L. Hermansen, J. Medbo /313/ провели исследования максимальной величины кислородного долга. На основе этих исследований они оценили максимальную анаэробную емкость /304, 368, 369, 370, 371/ и установили, что величина лактатного кислородного долга может быть использована как параметр, отражающий общее количество АТФ, ресинтез которого происходит в анаэробных условиях во время работы /370, 371, 432/. У спортсменов, характеризующихся высоким уровнем работоспособности, величины 02-долга составляют 150 - 300 мл/кг массы тела. Уменьщение величины лактатного кислородаого долга на У наблюдается после 15-25 г мин, а полная ликвидация наступает в течение 1,5-2 часа /61/.

Кроме биоэнергетических факторов в числе причин лимитирующих анаэробную работоспособность спортсменов, существенное значение имеют также возраст, пол и генетические факторы /254, 354, 399, 402, 407, 408, 410/. С возрастом увел11чивается общая метаболизируюшая масса тела, количество ключевых ферментов анаэробного обмена в скелетных мыпщах, а также активность и стабильность этих ферментов во время работы, повыщаются запасы энергетических веществ в тканях.

совершенствуется работа вегетативных систем. Все эти показатели обычно достигают максимума к 20 - 25 годам /22, 283, 284/. МАМ у мужчин быстро увеличивается к 20 годам и сохраняется до 30-летнего возраста. У женщин этот показатель максимума достигается к 18 годам. Самые высокие значения максимума накопле1шя молочной кислоты в крови у мужчин и женщин отмечаются к 22 годам и быстро снижаются после 30 лет. Показатели емкости и эффективности биоэнергетических процессов характеризует более медленный темп развития, своего максимума эти показатели так у мужчин так и у женщин достигают к 25 - 30 годам и они могут удерживаться до 40 - 45 лет /53, 274, 303, 325/.

Способность выполнять физические нагрузки анаэробного характера в большей степени детерминируется генетически /253, 254, 257, 353, 407/.

Р. Ата с соавт. /234/ доказали в своих исследованиях на лицах белой и черной расы, что первые характеризуются повышенным на 8% количеством медленно сокращающихся мышечных волокон и пониженным на 6 - 7% количеством быстро сокращающихся мышечных волокон. Также уровень ключевых ферментов, таких как креатинфосфокиназа, фосфоглицерокиназа, дегидрогеназа фосфоглицеринового альдегида выше у лиц черной расы. В то же время не обнаружено различий в уровне окислительных ферментов, связанных с расовым признаком.

J. Simoneau с соавт. /407/ показали, что кратковременная анаэробная производительность, оцениваемая на основе МАМ, характеризуется значительным генетическим влиянием примерно на 70%, когда эти данные были представлены в значениях на килограмм обезжиренной массы.

Malina /353/ проанализировал исследования, проведенные на спортсменах, специализирующихся в спринтерском беге с участием близнецов и членов их семей. Оценка наследственности для результата в спринте колебалась в пределах от 0,5 до 0,8. Buchard с соавт. /253, 254/ получили данные о генетическом влиянии на распределение типов волокон и ферментативную активность скелетной мышцы. J. Simoneon /409/ определил, в какой степени фенотип спортсмена детерминирует анаэробную работоспособность. Оказалось, что фенотип спортсмена в области его анаэробной работоспособности только в 15% зависит от влияния тренировочных нагрузок.

1.3.3. Средства и методы тренировки, направленные на развитие анаэробной работоспособности спортсменов #' Основной целью тренировочного процесса в спорте, является достиже1гае наибольшего кумулятивного адаптационного эффекта, который должен отражаться в приросте показателей работоспособности и улучшении спортивных результатов. По направленности биоэнергетических изменений в организме, применяемые средства и методы тренировки разделяются на четыре категории. /218, 411/:

- нагрузки преимущественно аэробного воздействия с интенсивностью, не превышающей значения порога анаэробного обмена;

- нафузки смешанного аэробно-анаэробного воздействия, среди которых выделяются нагрузки субкритической интенсивности (уровень энергетического запроса ниже МПК) и надкритической интенсивности (превышающая значение критической мощности);

- нагрузки анаэробного гликолитического воздействия, при которых достигаются наибольшие сдвиги в сфере анаэробного обмена;

- пагр'зк1{ анаэробного алактатного воздействия, выполняемые близко к значениям МАМ.

Величина и характер метаболических превращений в работающих мышцах определяется временем выполнения упражнения /413/. Моментом достижения максимальной мощности для алактатного, гликолитического и аэробного источников энергии соответствуют значения 10, 60 и 180 секунд времени выполнения упражнения.

Правильность выбора критических значений продолжительности выполняемого упражнения находит подтверждение в динамике биохимических и физиологичесьсих показателей, непосредственно связанных с энергетическими превращениями в работающих мышцах. W.

Н. Danfort /370/ определил динамику изменения концентрации КрФ и молочной кислоты. До тех пор, пока емкость алактатного анаэробного источника в работающих мышцах не снизится наполовину от исходного значения, не обнаруживается заметного увеличения содержания молочной кислоты в мышцах, свидетельствующее об усилении анаэробного гликолиза. Исследования Н. И. Волкова /53/, Н. И. Волкова и Н. И.

Яружного /51/ привели к выявлению динамики содержания КрФ и молочной кислоты при выполнении на велоэргометре упражнений с максимальной ьштенсивностью.

Установление оптимальной длительности упражнения в интервальной тренировке, главной целью которой является улучшение гликолитических анаэробных способностей, требует отслеживания динамики показателей связанных с усилением гликолитической активности мышц, т.е. концентрации молочной кислоты в мышцах и крови, а также рН /413/. Динамика максимума молочной кислоты, отражает анаэробную емкость, а скорость ее накопления - мощность метаболического потока в анаэробном гликолизе /396/. Наивысшая скорость гликолитического образования молочной кислоты отмечается в т1ра51а1гкиях продолжительностью от 30 до 40 секунд. По данным В.

Saltin, J. Karlsson /398/ в упражнениях с продолжительностью 150 секунд происходит исчерпание резервов гликогена в мышцах и достигается наибольшее тренирующее воздействие на анаэробную гликолитическую емкость.

Критические моменты смены метаболических источников в работающих мышцах позволяют выделить значения времени выполнения тренировочных упражнений, обеспечивающих направленное воздействие на определенный метаболический параметр организма /413/:

- продолжительность упражнения 7-10 секунд обеспечивает выраженное воздействие на мощность и емкость алактатной анаэробной системы;

- продолжительность упражнения 30-60 секунд обеспечивает направленное воздействие на мощность гликолитической анаэробной системы;

- продолжительность упражнения 150 - 180 секунд обеспечивает преимущественное воздействие на емкость гликолитической анаэробной системы.

Кроме продолжительности упражнения, другим параметром, позволяющим обеспечить направленное воздействие на отдельные метаболические системы, является мощность упражнения. Значения эффективной мощности определяется на основе анализа изменений скорости образования энергии в каждом из трех метаболических источников. На рис. 2 представлено изменения скорости образования энергии в различных метаболических процессах в зависимости от мощности выполняемого упражнения /53/.

В качестве критерия относительной мощности, используются единицы максимального метаболического уровня (MMR), которые определяются как отношение уровня общего Ог-запроса упражнения к уровню индивидуального максимума Ог-потребления /51, 53/.

J. Simonean с соавт. /409/ изучали различия в реакции спортсмена на конкретный режим анаэробной тренировки. Эти исследователи установили, что после 15-недельной высокоинтенсивной прерывистой тренировки прирост показателей анаэробной работоспособности оказался существенным. Общее количество выполненной работы в 10-секундном тесте повысилось в группе мужчин на 15%, а в группе женщин на 29%, в 90-секундном тесте соответственно - 30% и 40%. Пиковая 1-секундная мощность увеличилась на 10% и 25%, а 5-с пиковая мощность на 28% и 27%.

Рис.2. Изменение скорости образования энергии в различных метаболических процессах в зависимости от относительной мощности выполняемого упражнения (по Н. И. Волкову) /53/.

На ординате - уровень энергопродукции [кгхмин];

На абсциссе - относительная мощность [ед. MMR].

Интенсивность ресинтеза АТФ во время анаэробной нагрузки зависит от возможностей данного метаболического процесса аккумулировать энергию, которая запасена в КрФ или гликогене. Перенос фосфата из КрФ на АДФ катализируется ферментом креатинфосфокиназной (КФК). КФК проявляет очень высокую активность в скелетной мышце у животных, способных к взрывной скорости. В реальных условиях организма КФК быстро реагирует на изменения в концентрации К'^Ф./420/. Интенсивность гликолиза — второго анаэробного пути образования энергии при интенсивной мыщечной нагрузке - в значительной степени определена каталитическими и регуляторными свойствами двух ферментов: фосфофруктокиназы (ФФК) и фосфорилазы.

Высокоинтенсивная нагрузка ведет к повышению концентрации Н^ и понижению рН мышцы. Повышается также концентрация аммиака, который является производным в процессе дезаминирования АМФ, и оно более выражено у испытуемых с высоким процентом БС-волокн /414/.

Аммиак является активатором ФФК и может буферировать изменения внутриклеточного рН /415/. Исследования J. MacDougall с соавт. /366/ обнаружили значительное увеличение содержания КрФ, АТФ и гликогена в результате тренировки. Работа Ф. Голлник., Л. Хермансен /84/, указывает на увеличение количества АТФ клетки под воздействием тренировки. Р.

Clarkson с соавт. /263/ и Р. Gollnick с соавт. /301/ сообщают об увеличении на 6% волокон ВС - типа под влиянием 4 - 6 недельной тренировки в велосипедном спринте. Особого внимания заслуживает тот факт, что при увеличении содержания миоглобина в мышцах, возрастает резерв кислорода, который может использоваться для замедления продукции лактата. Н. Н. Яковлев /230/ и Б. А. Никитюк, Н. Г. Самойлов /171/ доказали, что под влиянием упражнений высокой интенсивности, повышается интенсивность ферментных систем, способствующих извлечению кислорода из крови. Этот процесс связан с увеличением количества митохондрий, и с повышением способности генерировать АТФ в процессе окисления пирувата, и он носит локальный характер (отмечается только в мышцах, непосредственно участвующих в работе) /171,404/.

На этапе специализированной подготовки весь тренировочный процесс четко ориентирован на тот диапазон интенсивности нагрузки, который совпадает с планируемой соревновательной нагрузкой.

Целесообразным тем самым является подбор такого спектра средств тренировки (по длительности и рштенсивности упражнении) который стимулирует развитие факторов, лимитирующих соревновательную нагрузку.

Развитие адаптащюнных процессов в результате тренировочного воздействия с возрастающими физическими нагрузками описывает зависимость "доза - эффект" /22, 178, 252/. В качестве "дозы" рассматриваются параметры тренирзтощего воздействия, а как "эффект" величина изменения тренируемой функции. Зависимость "доза-эффект" представлена на рис.3.

Диапазон 1 - представляет зависимость тренировочного эффекта при использовании средних по величине значений интенсивности упражнения.

Если зависимость представлена прямой линией, то пределы адаптации еще не достигнуты и можно продолжать наращивать "дозу" упражнения (диапазон 2).

100Рис. 3. Зависимость "доза - эффект" и возможные связи между показателями срочного тренировочного эффекта и параметрами выполняемого упражнения /22/.

На ординате - изменение тренируемой функции (%);

На абсциссе - объем выполненной работы.

Когда нагрузка, применяемая в тренировке близка предельной, зависимость "доза-эффект" превращается в экспоненту "с насыщением" (диапазон 3). Такого типа зависимость указывает на необходимость осторожности в дальнейшем увеличении параметров дозы нагрузки из-за опасности перенапряжения и срыва адаптации /24, 53, 178/. В диапазоне 4 зависимость "доза-эффект" имеет вид параболической кривой, и, наконец, прирост тренируемой функции прекращается в диапазоне 5, где необходимо прекратить дальнейшее наращивание объема выполняемого упражнения /24, 53/.

По данным Н. И. Волкова /24, 53, 64/ - вершина параболической зависимости указывает на значение объема нагрузок позволяющего в наибольшей степени воздействовать на анаэробные функции спортсмена.

Дальнейшее увеличение объема нагрузки, не ведет к развитию анаэробной емкости. Небольшие по величине нагрузки, которые не достигают порогового значения стимула, не вызывают адаптационных изменений в организме и относятся к категории "неэффективных нагрузок". Для обеспечения выраженного прироста тренируемой функции величина определенного вида физической нагрузки, должна превышать "пороговые" значения. "Пороговые" значение нагрузки и "сверхотягощение" /53, 64, 178/ в процессе тренировки связано с тем, что развитие адаптационных изменений в организме в ответ на любое новое достаточно сильное воздействие обеспечивается двумя различными функциональными системами: системой внутриклеточного энергетического обмена и гормональными симпатоадреналовой и гипофизарноадренокортикальной системами, которые не специфически реагируют на различные раздражители, когда их сила превышает определенный "пороговый уровень". Раздражители, вызывающие такую реакцию были названы стресс

- факторами или стрессорами /53, 156/.

Тренировочная нагрузка, достигающая "стрессорного" уровня, вызывает в организме генерализованную реакцию мобилизации, пблегчяютттую возникновение апаптаиионных изменений тоениоуемой фз^кции. Как показывают исследования А. А. Виру /39/, пороговая нагрузка достаточная для активации симпатоадреналовой и гипофизарноадренокортикальной системы, составляет около 50 - 60% от МПК, и это обозначает, что нагрузка не должна быть ниже значений порога анаэробного обмена /49/. У каждого спортсмена существует индивидуальный предел адаптации в отношении данной фунющи или организма в целом. По мере приближения к этому пределу, темпы прироста "ведущей" функции замедляются, и при определенной величине нагрузки прекращаются. Выше этого уровня любое з^еличение степени воздействия нагрузки, вызывает снижение ответной реакции организма.

Наступает срыв адаптации, т.е. развивается состояние перетренированности.

Последовательность развития процессов адаптации основывается на гетерохронизме (разновременности) биохимических изменений в организме, возникающих под воздействием тренировки. При однократном действии физической нагрузки наиболее быстрые адаптационные изменения в сфере энергетического обмена обнаруживаются в алактатной анаэробной системе, затем в системе анаэробного гликолиза /426/. В период восстановления после окончанР1я упражнения наиболее быстро развивающаяся суперкомпенсация отмечается в содержании креатинфосфата в мышцах, затем гликогена /426/. В процессе долговременной адаптации, наиболее быстрые изменения происходят в показателях мощности биоэнергетических процессов, затем емкости и эффективности /53, 218, 266/.

Последовательность развития адаптации при интервальной тренировке исследовали Н. И. Волков /53/, Н. Н. Яковлев /229/. Согласно полученным данным, первыми увеличиваются возможности систем аэробного метаболизма и содержание гликогена в мышцах, затем интенсивность анаэообного гликолиза и соаепжание миофибрильных белков, а затем содержание креатинфосфата и активность креатинфосфокиназы в мышцах. Прекращение тренировочного процесса вызывает понижение адаптации, все происходит в обратном направлении /321,365/.

В табл. 2 приведены допустимые в одном тренировочном занятии, сочетания нагрузок разной направленности /53, 64/. Из данных, полученных Н. И. Волковым /53/, следует, что увеличение аэробной нагрузки в течение года тренировки снижает показатель анаэробной емкости (Ог-долг), а выполнение большого объема нагрузок гликолитической анаэробной направленности ведет к заметному понижению показателей аэробной мощности.

Таблица 2.

Допустимые сочетания в одном тренировочном занятии нагрузок разной направленности, обеспечивающих положительное взаимодействие срочных тренировочных эффектов /199/.

–  –  –

Исследования Н. И. Волкова /47, 49/ и С. М. Кузнецова /137/ обнаружили, что допустимый объем нагрузок гликолитической анаэробной направленности и прироста показателей максимального Ог-долга обнаоуживаемого пол влиянием тоениоовки в беге, зависит от исходного уровня максимального потребления кислорода.

В соответствии с характером применяемых средств и методов тренировки, в организме спортсменов развиваются лишь те функциональные свойства и качества, которые имеют решающее значение для спортивных достижений. И так в тренировке спринтеров преимущественное развитие получает мощность и емкость алактатной анаэробной системы /199, 291/. Подтверждением вышесказанного являются данные о влиянии многолетней тренировки на показатели мощности, емкости и эффективности биоэнергетических процессов у спортсменов специализирующихся в разные видах спорта /53, 199, 337/.

Для того чтобы добиться выраженного адаптационного эффекта в процессе тренировки, следует, во-первых, обеспечить необходимую меру воздействия на каждую из ведущих функций. В каждом тренировочном занятии должны применятся нагрузки одного и того же воздействия.

Планируя тренировочную работу, согласно мнениям многих авторов, надо составить несколько занятий, связанных в один цикл /64, 199, 249, 427/.

Общее воздействие нагрузки в отдельных тренировочных занятиях или микроциклах, не должно превышать допустимого объема из-за опасности появления невосполнимого исчерпания адаптационного резерва и замедления скорости протекания восстановительных процессов в организме. Полная адаптация к воздействию недельного тренировочного микроцикла определенной направленности, вознрпсает только после 3 - 4 кратного его повторения /53/.

Исследования Н. Mellerowicz с соавт. /374, 373/ выявили, что эффективность адаптации в ходе тренировки снижается с увеличением объема нагрузки и повышением уровня тренированности, а повышается при увеличении интенсивности на коротких промежутках времени (от 3 до 4 недель). С ростом спортивного мастерства эффективность оазвиваюшейся в птэопессе тоениповки апаптапии понижается тяк кяк ее кинетическая характеристика генетически обусловлена /64, 224/. В табл. 3 приведены величины воздействия разных методов тренировки на биоэнергетические системы организма спортсмена по данным исследования Е. Fox и D. Mathews /290/.

–  –  –

Согласно мнениям многих авторов /53, 64, 178, 252/ физические нагрузки применяемые в тренировочном процессе можно разделить на следующие группы:

• Нагрузки преимущественно аэробного воздействия (интенсивность ниже ПАНО, энергетическое обеспечение - за счет процессов аэробного метаболизма);

• Нагрузки смешанного аэробно-анаэробного воздействия (интенсивность не выше МПК/ одновременно воздействуют как на развитие аэробных, так и анаэробных функций;

• Нагрузки анаэробного гликолитического воздействия (интенсивность соответствует мощности истоще1тея), позволяют достигать наибольшие сдвиги в анаэробном гликолитическом образовании энергии, развивают специфическую адаптацию к работе в условиях кислородного дефицита;

• Нагрузки анаэробного алактатного воздействия (интенсивность близка значениям максимальной анаэробной мощности): увеличивают емкость фосфагенных резервов и повышают активность миофибриллярной АТФ-азы, активизирует синтез сократительных белков в работающих мышцах.

Сложным вопросом в разработке систем учета выполненных тренировочных нагрузок является оценка их объема и интенсивности.

Исходя из принципа специфичности следует использовать в качестве показателя интенсивности нагрузки отношение зфовня энергетического запроса упражнения к уровню индивидуального МГЖ выраженного в единицах MMR /64, 433/. Оценка объема нагрузки требует определения величины происходящих в организме адаптационных изменений в зависимости от времени действия раздражителя (табл. 4) /64, 252/.

–  –  –

единицу времени /199/. Выделяют общую и специальную работоспособность пловца. Общая работоспособность отражает уровень здоровья и функционального состояния всех органов и систем организма.

Специальная работоспособность пловца проявляется при выполнении основного соревновательного упражнения или упражнения сходного с ним по динамической структуре движений и режиму мышечной деятельности /199/.

Характер проявления специальной работоспособности зависит от трех компонентов биоэнергетических возможностей /45, 46/:

- алактатной анаэробной способности, связанной с процессами преобразования энергии в АТФ-фазной и КрФ-киназной реакциях;

- гликолитическую анаэробную способность, отражающую возможность усиления анаэробного гликолитического процесса, в ходе которого происходит накопление молочной кислоты в организме;

- аэробную способность, связанную с возможностью усиления аэробных процессов в митохондриях клеток при одновременном увеличении доставки и утилизации кислорода в работающих тканях.

Каждый из вышеназванных компонентов, в свою очередь, принято характеризовать с помощью биохимических критериев трех типов /45, 46/:

- критериев мощности, отражающих скорость освобождения энергии в метаболических процессах;

- критериев емкости, в которых отражаются размеры доступных для использования субстратных фондов или общий объем метаболических изменений, происходяпдах в организме за время упражнения;

- критериев эффективности, определяющих, в какой степени высвобождаемая в метаболических процессях энергия используется для специфической мышечной работы.

Относительная значимость отдельных биоэнергетических компонентов специальной работоспособности при проплывании

–  –  –

Значимость условно обозначена как большая(+++), средняя(++), малая (+) В спортивном плавании спринтерскими считаются дистанции 50 м и •' 100 м. На самой короткой дистанции - 50 м (суперспринт), доминируют анаэробные процессы. В течение первых 8 - 1 0 секунд плавания работа обеспечивается за счет фосфагенов (внутримышечные запасы АТФ и КрФ). Далее дистанция преодолевается при значительном усилении анаэробного гликолиза. Следует отметить, что у победителей отмечается большая степень активизации КрФ-киназной реакции и меньшие величины накопления лактата. Высококвалифицированные спортсмены преодолевают дистанцию 50 м примерно за 22 - 28 секунд в зависимости от способа плавания и кислородная задолженность организма пловца на финише не превышает 8 л, т.е. за столь короткое время работы уровень Огпотребления не успевает возрасти значительно /174/.

На дистанции 100 м (длинный спринт) также преобладают анаэробные процессы энергообеспечения, причем вклад суммарной мощности креатинфосфатного и гликолитического механизмов составляет 80% необходимых энергозатрат, в 4 раза превышая долю аэробного метаболизма. Высококвалифицированные пловцы преодолевают дистанцию 100м примерно за 47 - 60 секунд в зависимости от способа плавания и кислородная задолженность на финише может превышать 16л, причем на долю алактатного компонента (связанного с восстановлением после работы запасов КрФ) приходится 3 - 4 л, а на долю лактатного компонента (обусловленного ресинтезом гликогена из молочной кислоты) может превышать 12 л.

Несмотря на то, что в работе со спортсменами акцент делается в основном на технику плавания, выполняемая тренировочная работа направлена на развитие таких физических качеств, как скорость и скоростная выносливость. С этой целью проводятся тренировки для развития анаэробной алактатной и анаэробной гликолитической энергетических систем организма /92/.

Из таблицы 5 видно, что для эффективного проплывания дистанций 50 и 100 м наибольшее значение имеют алактатная анаэробная мощность, емкость и 3(hflieKTHBH0CTb^ а так же янаэгобная гликолитическая мощность и для дистанции 100 м - анаэробная гликолитическая емкость и эффективность. Очевидно, что тренировочный процесс спринтера должен быть направлен преимущественно на проработку вышеуказанных значимых компонентов специальной работоспособности. В спортивном плавании это проплывание отрезков 15, 25, 50, 75 и 100 м с максимальной и околомаксимальной скоростью. Преимущественно это интервальное и повторное плавание с интервалами отдыха достаточными для восстановления/92, 174, 199/.

1.3.5. Эргогенические средства для повышения анаэробной работоспособности спортсменов Эффекты анаэробной тренировки могут быть заметно изменены и усилены за счет направле1шого подбора специальных эргогенических средств /64, 280, 291, 308, 435/. Установление наилучшего варианта сочетания той или иной формы тренировочной работы, специально регламентируемых условий ее выполнения и определенных эргогенических средств, возможно лишь на основе знания физиологических механизмов воздействия применяемых средств и эффекта их взаимодействия с избранной формой анаэробной тренировю!

/22, 64, 252, 290/.

Метод аутогемотрансфузии, как показывают исследования Волкова Н.И. /64/ положительно влияет на факторы лимитирующие анаэробную работоспособность спортсменов. Величина показателя Ог-долга оценивающего анаэробную гликолитическую емкость повышает свое значение в 1,8 раза за сезон /239, 296/. При выполнении повторт1х нагрузок алактатной анаэробной направленности, эксфузия крови резко снижает уровень метаболической мощности. В упражнениях такого типа, выполняемых в первые дни после реинфузии крови, существенно снижается величина образованного кислородного долга. Вместе с уменьшением общей производительности, это указывает на ограничение анаэробной гликолитической емкости при выполнении данного типа работы /64/. При выполнении нагрузок анаэробного гликолитического характера уменьшение мощности отмечено только в первые дни после эксфузии крови. Параметр Ог-долга существенно не изменялся в разные сроки после эксфузрш и реинфузии крови. В первые дни после эксфузии и реинфузии возрастает скорость накопления молочной кислоты и снижается уровень ее стащюнарных концентращш в конце упражне1шя, свидетельствуя о том, что все эти процедуры ограничивают анаэробную емкость /22/.

Изменение кислотно-щелочного равновесия организма (рН), влияет в значительной мере на протекание физиологических и биохимических процессов /265, 328, 330, 400, 428/. Появление эргогенического эффекта вследствие введения фармакологических субстанций отражается в улучшении показателей мощности и выносливости /54, 256, 322/. Заметное изменение рН внутренней среды организма вызывает введение соляного аммония и бикарбоната нитрия. Предварительное (до нагрузки) защелачивание уменьшает размеры анаэробных гликолитических сдвигов.

Применение алкализирующих препаратов рекомендуется перед выполнением кратковременных истощающих упражнений таких, как бег от 400м, плавание 100 - 200м. По мнению J. Willmor, D. Costill /430/ применение средств, повышающих концентрацию двууглекислого натря может привести к повыше1шю рН крови, что по выдвинутой гипотезе увеличивает буферную способность к более высокой концентрации лактата в крови. Это может задерживать возникновение утомления при спринтерской нагрузке. D. Roth, G. Brooks /394/ обнаружили увеличение тоанспоота лактата чепез клеточные мембпяны в ответ на повышение- рН градиента. Увеличение внеклеточной буферной способности вследствие употребления двууглекислой соли повышает внеклеточный рН, что ведет к увеличению транспорта лактата из мышечного волокна в плазму крови и таким образом улучшает анаэробную производительность спортсмена в таких видах зшражнешш, где продолжительность воздействия нагрузки не превышает 120 секунд. J. Linderman, Т. Fahey /350/ обнаружили зависимость между употреблением бикарбоната (оптимальная доза 300 мг/кг массы тела) и повышением уровня анаэробной производительности.

По данным D. Costilla и соавт. /265/ увеличение количества бикарбонатов в крови привело к снижению концентрации свободш1Х Н^ во время нагрузки, после ее окончания и повысило рН крови. Те же авторы сделали вывод, что улучшение буферной способности ускоряет выведение ионов Н^ из мышечных волокон, предотвращая тем самым снижеьше внутриклеточного рН. Это подтвердили исследования D. Roth, G. Brooks /394/. Похожее влияние на буферную способность и мышечную деятельность обнаруживает введение лимонокислотного натрия.

Активизация процессов свободнорадикального окисления в условиях напряженной мышечной деятельности, нарушает процессы тканевого дыхания, что ведет к быстрому утомлению и снижению переносимости гипоксических состоянии, возникающих в процессе упражнения /25, 63, 73, 156/. Применение препаратов обладающих антиокислительным и антигипоксическим действием, ведет к разрушению перекисных продуктов, стабилизирует работу дыхательных ферментов (на митохондриальных мембранах) и снижает скорость развития утомления в процессе работы /64, 217/.

Выраженный эргогенический и анаболический эффект в условиях напряженной мышечной деятельности обеспечивает применение препаратов креатина и креатинфосфата /64, 172, 388, 395/. Экзогенный 1феаткк легко проходит через наружную клеточнз^ю мембрану и может заметно изменять внутриклеточный креатиновый фонд /395/.

Эргогенические эффекты препаратов креатина и креатинофосфата проявляются в увеличении максимальной мощности /356/, алактатной анаэробной емкости и внутримышечных буферных резервов /395/, а также в повышении скорости транспорта энергии от митохондриальных центров окисления к миофибриллам /345/. Исследования проводимые Н. И.

Волковым с соавт. /64, 434/ доказали, что применение препаратов креатина и аминокислотных смесей повышает максимальную мощность усилий и увеличивает буферные резервы организма. В наиболее заметной степени эти эффекты проявляются при повторном выполнении упражнений максимальной мощности, где не обнаруживается значительного усиления гликолиза, и отсутствует заметное закисление внутренней среды организма /64/.

В качестве эргогенического средства повышающего анаэробную работоспособность спортсмена используется полилактат - полимер углеводной природы с переменной степенью полимеризации, зависящей от значения рН среды /58, 188, 429/. В кислой среде, степень полимеризации увеличивается, и полимер связывает свободные молекулы лактата, которые могут быть использованы для ресинтеза внутримышечных запасов гликогена в процессе глюконеогенеза /282/. Прием полилактата оказывает положительный эргогенический эффект при выполнении упражнений максимальной мощности, когда вознрпсает опасность преждевременного закисления от усиления анаэробного гликолиза в работающих мышцах и угнетения активности миофибриллярной АТФ-азы и ключевых ферментов энергетического цикла/188, 282, 384/.

Кроме вышеуказанных эргогенических средств, в тренировке направленной на развитие анаэробной работоспособности используются также "кислородное насыщение" и введение солей щелочных металлов /324, 429/. Соли щелочных металлов препятствует повышению концентрации водородШ)1Х ионов в мышечных клетках во время выполнения физических нагрузок, способствуя поддержанию оптимального значения рН необходимого для обеспечения эффективного функционирования ферментативных систем и образова1шя энергии /429/.

Научные исследования, связанные с изучением влияния солей щелочных металлов на анаэробную работоспособность до сих пор не дали определенного ответа /64, 429/. Многие научные данные свидетельствуют о том, что соли щелочных металлов способны положительно влиять на улучшение показателей анаэробной работоспособности./64, 350/ И, напротив, в ряде исследовании не удалось установить существенного благоприятного влияния солей щелочных металлов на анаэробную работоспособность /341, 367/.

Хотя проведено много исследований, связанных с изучением влияния "кислородной поддержки", применяемой в условиях спортивной тренировки и соревновательной борьбы на анаэробиз^о работоспособность, до сих пор нет точных рекомендации по какой программе применять "кислородную поддержку" чтобы получить наиболее благоприятный эффект т.е. повысить уровень предельной мощности и ускорить утилизацию продуктов анаэробного гликолиза.

Поскольку в спорте высших достижений напряженные физические нагрузки по уровню энергетических затрат превышают максимальное потребление кислорода и выполняются на фоне значительной кислородной недостаточности, педагоги, тренеры и специалисты в области медицины направили свои усилия на поиск изменения условий выполнения напряженной работы с тем, чтобы улучшить биоэнергетические возможности спортсменов, расширить их функциональные возможности, повысить их работоспособность и потенцировать кумулятивный тренировочный эффект нагрузок. В числе новых эргогенических методов, года в Г. Мехико, расположенного на высоте 2240 м над уровнем моря, была предложена гршоксическая тренировка, которая проводилась и проводится в условиях среднегорья и высокогорья /6, 87, 102, 126, 131, 150,202,212,286,295,355/.

Поначалу интересы специалистов ограничивались проблемами акклиматизации в условиях среднегорья, так как было ясно, что значрггельное уменьшение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе не может не сказываться на работоспособности спортсменов, переносимости ими нагрузок, деятельности важнейших функциональных систем организма. Влияние спортивной тренировки, проводимой в условиях среднегорья (высотная или гипоксическая гипоксия) изучено в процессе работы со спортсменами многих стран /49, 51, 66, 71, 173, 241, 311, 383, 421/.

В горной местности организм человека испытывает воздействие абиотических, т.е. не связанных с живой материей факторов окружающей среды. Главными из них являются климатические условия, оказывающие физиологический эффект. Они зависят от широты и высоты местности над уровнем моря, степени расчлененности ее рельефа и других физикогеографических особенностей. Факторы горного климата: пониженное атмосферное давление и связанное с ним пропорциональное снижение давления кислорода в воздухе, резкие смены дневных и ночных температур, низкая абсолютная влажность воздуха, интенсивная солнечная радиация, сильные ветры, усиливающие охлаждающий эффект, высокая ионизация воздуха с преобладанием отррщательно или положительно заряженных ионов, а также, возможно, и другие, пока недостаточно изученные физические и химические модификаторы. Все они, являясь потенциально стрессорными, действуют на организм не изолрфованно, а в комплексе, причем их сочета1ше варьируется. Высказывается мнение, что riiVlVXanV/ LLKJ^ LXJV/iy ~l\/J i.KJDS,^М\. kL^J~yJ€Л^Ll.\JLVl.J Lk\^LJ\,/Ll.\J\^ML 1. Vy/J,rU J.IAAVV/UXX4/ UAJ1.\/\J t. J A J ГУ разных горных районах и, наоборот, одинаковые функциональные сдвиги могут отмечаться на разных высотах.

Низкогорье, или предгорье (от 600 до 1200м над уровнем моря).

Пребывание и тренировка в этой местности требуют от спортсменов определенного зфовня адаптащ1И. В первые дни в этих климатических условиях при выполнении длительных упражнений, с мощностью близкой к МПК, наблюдаются некоторые трудности, что ведет к возникновению более раннего утомления. Однако уже с 3 - 4 дня пребывания на такой высоте тренировку можно проводить без ограничений. Низкогорье дает эффект после возвращения на равнину, главным образом не за счет адаптации к гипоксическому фактору, а в связи с воздействием комплекса климатических модификаторов, характерных для этих высот. Предгорья используются в подготовке спортсменов во многих странах. На этих высотах проводится много соревнований по разным видам спорта.

Среднегорье, или умеренные высоты (от 1300 до 2500м над уровнем моря). Эти высоты используются для подготовки к важнейшим соревнованиям, проводящимся на равнине. Эти высоты можно условно разделить на два пояса: низкий - до 2000м, наиболее часто применяемый для проведения занятий; и верхний - 2000-2500м, реже используемый в практике. В условиях среднегорья к организму предъявляются повышенные требования при выполнении напряженной мышечной работы в связи с действием комплекса климатических факторов, главный из которых - пониженное парциальное давление кислорода в окружающем воздухе.

Высокогорье (свыше 2500м над уровнем моря). Высокогорье предъявляет к организму еще более высокие требования. Комплекс климатических факторов, главным из которых остается и приобретает ведущее значение пониженное парциальное давление в окружающем возду1Сс, что. Вместе с пониженной влажностью и перепадом температур, представляет определенную опасность для здоровья спортсменов, выполняющих напряженную и длительную физическую работу.

В практике приняты три варианта использования подготовки спортсменов в условиях гор: тренировка в горах с целью выступления в соревнованиях на такой же или близкой к ней высоте; тренировка с целью повышения спортивных достижений на равнине или в предгорьях (до 1000м); тренировка для участия в серии соревнований, проводящихся на разных высотах. После окончания тренировки в горных условиях организм спортсмена оказывается в состоянии более высокой работоспособности, чем до подъема в горы. Подготовка в условиях среднегорья и высокогорья при сочетанном использовании тренировочных и соревновательных нагрузок существенно повышает уровень как фз^нкциональной, так и специальной подготовки спортсменов. Это находит отражение в улучшении кислородно-транспортной функции крови, экономизации процессов метаболизма и ускорении процессов корковой нейродинамики.

Так же отмечается снижение ЧСС и уменьшение метаболической стоимости работы. Повышается индивидуальная устойчивость к гипоксической гипоксии. Величина показателя "излишка" выделяемой COi, как показателя анаэробной гликолитической мощности, в первые две недели пребывания в горах не обнаруживает сколь либо существенных отличий от значений зафиксированных на уровне моря, но заметно улучшается на третьей неделе /33/. Влияние анаэробных форм интервальной тренировки в условиях среднегоря не отличается от наблюдаемых на уровне моря /17, 33, 215/.

С развитием исследований в этой области естественные гипоксические условия среднегорья и высокогорья, стали моделировать в различных методах гипоксической тренировки: в специально оборудованных барокамерах, в специальных упражнениях с задержкой дыхания ^^при нормоиарии^, с использованием дыхания через мертвое пространство и, наконец, с использованием метода вдыха1гая гипоксической смеси во время, до и после выполнения спортивных упражнений /6, 87, 102, 126, 131, 150, 202, 212, 286, 295, 355/.

Однако в каждом из этих методов имеются определенные недостатки. На раннем этапе развития методов гипоксической тренировки использовались в основном упрощенные способы создания гипоксических условий, не требующие применения специальной аппаратуры. К таким способам относятся: задержка дыхания, дыхание в замкнутом пространство, дыхание с дополнительным мертвым пространством и т.д.

Некоторые усовершенствованШ)1е модификащш этих способов применяются на практшсе и в наши дни. Основной недостаток упрощенных способов связан с невозможностью создания условий респиращ1И, необходимых для дозировки гипоксического воздействия.

Этого недостатка лишены стационарные способы создания гипоксических условий с использованием барокамер /177/. Барокамерный способ создания гипоксии имеет давние традиции, и он хорошо отработан на практике.

Метод выполнения дозированной физической нагрузки в условиях умеренной высотной гипоксии и повышенной температуры, моделируемой в термобарокамере, приводит к значительным изменениям параметров кровообращеггая, терморегуляции, усилению процессов обмена веществ /138/. Но его недостатком является высокая стоимость, громоздкость, сложность в эксплуатации и невозможность быстрого изменения параметров гипоксического стимула. Кроме того, при адаптации к гипоксической гипоксии заметное воздействие кислородного голодания достигается за счет достаточно долгого (до нескольких часов и более) /133/ нахождения в барокамере или (до нескольких суток и более) при пребывании в горах /162/. Так же не следует забывать, что в этих случаях при развитии состояния гипоксии имеет место так же и снижение общего барометрического давления, что, как известке, может вызвать целый ряд декомпрессионных расстройств.

Все вышеперечисленные недостатки устранены в более совершенных аппаратах - гипоксикаторах, где для создания гипоксической смеси определенного состава используется принцип мембранного разделения газовых смесей /21/. С появлением гипоксикаторов стала возможной разработка методов адаптации к гипоксии за счет дыхания газовыми смесями с пониженным содержаьшем кислорода при нормальном барометрическом давлении (нормобарическая гипоксия) /20, 55, 74/.

Исследованию эффективности выполнения тренировки в условиях искусственно вызванной гипоксии посвящено достаточно большое количество работ /19, 20, 66, 77, 112, 352/. Установлено, что искусственно вызываемая гипоксия заметно увеличивает вклад анаэробного гликолиза в общую энергетику при выполнении 30-секундных упражнений на уровне "критической" мощности через 30-секундные интервалы отдыха и при выполнении 10-секундных упражнений максимальной мощности через 1минутные интервалы отдыха /33/. У женщин по сравнению с мужчинами при выполнении анаэробных нафузок в условиях гипоксии наблюдается меньшее усиление гликолиза /33/. В гипоксических условиях уровень ExcCOi по ходу работы непрерывно увеличивается, свидетельствуя о прогрессивно возрастающей доле гликолиза в энергетическом балансе упражнеьшя. Сочетание различных форм интервальной тренировки и искусственно вызываемой гипоксической гипоксии заметно модифицирует тренировочный эффект нагрузок и приводит к увеличению доли анаэробного гликолиза при работе /193/.

Исследования последних лет /7, 15, 16, 17, 18, 98, 142, 153, 157/ показали, что мобилизация функциональных резервов организма спортсмена может быть достигнута путем проведения тренировки в условиях кислородной недостаточности. Такая тренировка оказывает положительное влияние на рост спортивных результатов, особенно в видах спорта, где требуется максимальное проявление выносливости. Это объясняется тем, что в основе приспособления организма к гипоксической гипоксии и гипоксии и к гипоксии, возникающей при напряженной мышечной работе на выносливость, есть много общих физиологических механизмов /70, 125, 142/. По этому физиологический эффект отдельно проведенной гипоксической тренировки по воздействию на системы дыхания и кровообращения близок к эффекту спортивной тренировки.

Кроме того, тренировочный эффект физических упражнений может усиливаться, при единовременном применении гипоксических воздействий.

1.4. Интервальная гипоксическая тренировка спортсменов

Кратковременное воздействие умеренных степеней гипоксии стимулирует аэробный обмен в большинстве органов и тканей, повышает общую неспецифическую резистентность организма, способствует развитию адаптации к различного рода неблагоприятным воздействиям /60, 62, 100, НО/. Периодически возникающая гипоксия той или иной степени обычна для большинства форм трудовой, воинской и спортивной деятельности /60, 65, 102, 126, 141, 142/. С учетом этого обстоятельства пребывание в условиях гипоксии или повторное использование ее кратковременных воздействий могут быть использованы в целях увеличения адаптационного резерва организма, лечения и профилактшси различного рода заболеваний, а также специальной подготовки к условиям профессиональной деятельности.

С тем, чтобы обеспечить успешную деятельность в указанных условиях и поддержать высокую работоспособность, необходима специальная i ипоксическая подготовка. Основным средством такой гипоксической подготовки являются эпизодически повторяющиеся сеансы искусственно вызываемой гипоксии (подъемы в барокамерах, дыхаьше в замкнутое пространство или просто задержки дыхания, вдыхания смесей с низким содержанием Ог и т.п.), варьирующие по продолжительности и величине снижения рОг/30, 66, 67, 68, 101, 111, 130, 127, 151, 157,422/.

Достигаемый эффект гипоксического воздействия определяется суммарной продолжительностью сеанса гипоксии и величиной снижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе /60, 126, 145, 421/. При резком падении рОг, сопровождающемся острым развитием тяжелых гипоксических состояний, поддержание заданного уровня функционирования организма возможно только в течение нескольких десятков секунд или минут. При менее резком падении рОг развитие гипоксии и нормальная функциональная активность распространяются на период времени, исчисляемый многими минутами или даже часами.

При установлении оптимальных режимов гипоксической тренировют следует придерживаться одного общего принципа: сила и продолжительность гипоксического воздействия должны ограничиваться той физиологической нормой, при которой еще возможна эффективная компенсация происходящих функциональных сдвигов и быстрое восстановление после прерывания сеанса гипоксии /60, 421, 424/.

Развитие адаптации к условиям гипоксии и повыщение общей неспецифической резистентности организма существенно ускоряются в том случае, если общая доза гипоксического воздействия разделяется на несколько отдельных периодов гипоксической экспозиции, совершаемых повторно, через определенные периоды нормобарической респирации /66, 111, 422, 294/. Такая форма организации гипоксической подготовки обозначается как импульсная, прерывистая или рштервальная гипоксическая тренировка (ИГТ) /59, 60, 110, 111, 127, 198/.

При обсуждении проблемы ИГТ в качестве исходных посылок следует принять следующие определения:

однократное непрерывное и прерывистое гипоксическое воздействие следует обозначать терминами "непрерывная" и "прерывистая гипоксия" соответственно;

- термином "интервальная гипоксическая тренировка" (ИГТ) обозначается многократное повторение сеансов прерывистой гипоксии с заданным соотноше1шем длительности периодов гипоксического и нормоксического воздействия с целью возбуждения адаптационных изменений в определенных органах и тканях /101, 193/.

При установлении основных параметров ИГТ следует принять во внимание, что развитие ответной реакции организма на острое воздействие гипоксии требует определенного времени: необходимая продолжительность для отдельного ггатоксического воздействия находится в пределах от 0,5 до 10 минут. Общая продолжргтельность ежедневного сеанса гипоксии должна быть достаточной для развития адаптационной реакции на такое воздействие. Эта суммарная доза гипоксии будет зависеть от ее степени и состояния общей неспецифической реакции организма. Как правило, общая продолжительность гипоксических сеансов в течение одного дня не должна превышать 1,5-2 часа.

Выбор эффективного режима ИГТ осуществляется в зависимости от избранной цели подготовки, конкретного состава спортсменов и их функционального статуса, а также специфических условий спортивной деятельности, в которых применяется данный метод /193/.

Для такого выбора на сегодняшний день могут быть предложены следующие хорошо изученные режимы ИГТ:

Втягивающий тренировочный режим. Продолжительность отдельного периода гипоксической экспозиции - 1 минута, пауза нормобарической респирации - 1 минута. Количество повторных экспозиций в одной серии от _ до и раз. хчоличестБО серии Б одном сеансе ИГТ - 3-4 повторения. Пауза нормобарической респирации между сериями

- 5 минут. Содержание Oi во вдыхаемом воздухе 12 объемных %.

Этот режим применяется на начальном этапе тренировки, при возобновлении занятий после вынужденного перерыва, а также при всяком резком изменении условий и образа жизни спортсмена.

Базовый тренировочный режим. Продолжительность отдельного периода гипоксической экспозиции - 3-5 минут, пауза нормо барической респирации - 5 минут. Содержание О2 во вдьгхаемом воздухе 14-15 объемных %. В течение одного тренировочного дня возможно применения одного или двух сеансов ИГТ в данном режиме.

Применяется на протяжении 3-4 недель, 4-5 раз в неделю при регулярном медицинском контроле.

Активизирующий тренировочный режим. Продолжительность отдельного периода гипоксической экспозиции - 30 секунд, пауза нормобарической респирации - 30 секунд. Количество повторных экспозиций в одном сеансе ИГТ - 12-16 повторений. Паузы нормобарической респирации между сериями - 1,5-2 минуты. Содержание 02 во вдыхаемом воздухе 10 объемных %.

Обязательные условия применения режима: отсутствие каких-либо серьезных заболеваний, хорошая переносимость гипоксических условий.

Профилактический режим. Продолжительность отдельного периода гипоксической экспозиции - 45 секунд, паузы нормобарической респирации - 45 секунд. Количество повторных экспозиций 10-12 раз.

Количество серий в одном сеансе ИГТ - 3-4 повторения. Паузы нормобарической респирации между сериями - 1,5-2 минуты. Содержание 02 во вдыхаемом воздухе 12-14 объемных %. Режим используется в периоды, когда не применяются какие-либо методы физиотерапии /193/.



Pages:   || 2 | 3 |
Похожие работы:

«Л.В. Аюшеева. Деятельностный подход в обучении бурятскому языку в начальной национальной школе Новая стратегия обучения становится стабильной только в том случае, если "она имеет организационную схему, систему ролей и поощрений, те...»

«5 СТРАН: ПЕРУ – БОЛИВИЯ – ЧИЛИ – АРГЕНТИНА – БРАЗИЛИЯ Лима – Куско – Пуно – Ла Пас – Сантьяго-де-Чили – Буэнос-Айрес – Фоз-деИгуасу – Рио-де-Жанейро Групповой тур 5 стран на майские праздники 28.04.2017-13.05.2017 Групповая...»

«МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 3 Г.МАРКСА САРАТОВСКОЙ ОБЛ. "СТРУКТУРНОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ № 1" Принято на совете педагогов Утверждаю Рабочая программа старшей группы на 2015-2016 учебный год Разработана в соответствии с Федеральным государ...»

«Воспитатель: Плотникова Татьяна Егоровна Проект "ЯМАЛ – мой край родной"Актуальность темы: Родина, Отечество.В корнях этих слов близкие каждому образы: мать и отец, родители, те, кто дает жизнь новому существу. Воспитание чувства патриотизма у дошкольников – процесс сложный и длительный. Любовь к близким людям, к детскому саду, к ро...»

«БАЛТИЙСКАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ Секция управленческой деятельности НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ ВЕСТНИК БАЛТИЙСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕКОЙ АКАДЕМИИ Вып. 99 2010 САНКТ-ПЕТЕРБУРГ Теория и практика управления образ...»

«Аналог теоремы Маккензи для решёток топологий конечных алгебр А. В. КАРТАШОВА Волгоградский государственный педагогический университет e-mail: kvk@vspu.ru УДК 512.567.5+512.579 Ключевые слова: решётка топологий алгебры, унарная алгебра. Аннотация В работе показано, что решётк...»

«АНТИСЕПТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА В ДЕТСКОЙ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЙ СТОМАТОЛОГИИ Лекция подготовлена с использованием материалов сайта "Консультант врача", www.rosmedlib.ru КЛАССИФИКАЦИЯ Окислители (калия перманганат и водорода...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А.КОСТЫЧЕВА" Методические указания для проведения практических занятий по дисциплине системы...»

«"Проектирование развивающей предметно-пространственной среды современного детского сада " Проект разработан творческой группой Муниципального казенного дошкольного образовательного учреждения города Новосибирс...»

«УДК 796.02 ББК 75.1 C-24 Свечкарёв Виталий Геннадьевич, доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой физического воспитания Майкопского государственного технологического университета", e-mail:vital@mail.ru; Черкесов Тимур Юрьевич, кандидат педагогических наук, доцент, заведующий кафедр...»

«Рабочая программа по музыке 5 8 классы на 2016-2017 учебный год ( перешедшие на ФГОС ООО) Автор-составитель: учитель музыки высшей квалификационной категории МОАУ СОШ №1 имени В.И.Басманова Киндиченко Татьяна Валентиновна. БУЗУЛУК, 2016 1. Планируемые результаты освоения обучающимися основной образовательн...»

«Николай Селиванов Детство Земли Комментарий к экспозиции Природный, архитектурно – археологический музей-заповедник "Дивногорье" Николай Селиванов Детство Земли Комментарий к экспозиции палеонтология геология философия искусство Дивногорье Музей-заповедник "Дивногорье" Воронежская область, Лискинский район, хутор Дивногорье...»

«Муниципальное образование Плавский район Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение муниципального образования Плавский район "Плавская средняя общеобразовательная школа №2" Принято на заседании Утверждено пед...»

«ГАЗ Е ТА М Е Ж ВУЗ О В С КО ГО ССТУДЕНЧЕСКОГОГО Р ОД К А В СА Н К Т-П Е Т Е Р БУ Р Г Е ЖУРНАЛ МЕЖВУЗОВСКОГО Т УД Е Н Ч Е С КО ГО ГОРОДКА В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ В МСГ ПОЙМУТ 2017 ГОД | М А Р...»

«Мультиварка POLARIS Модель PMC 0571AD Руководство по эксплуатации Благодарим Вас за выбор продукции торговой марки POLARIS. Наши изделия разработаны в соответствии с высокими требованиями качества, функциональности и дизайна. Мы уверены, что Вы будете довольны...»

«Літопис історії Бердянська очима кореспондентів 1 "Одеського Вісника" (1876 – 1893 рр.) Бердянський осередок Запорізького наукового товариства ім. Я. Новицького Бердянська міська рада Бердянський державний педагогічний університет Невинномиський державний гуманітарно-технічний інститут "Повітова столи...»

«ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОБЩЕСТВЕННОГО РАЗВИТИЯ (2014, № 6) УДК 159.99 Гнедова Светлана Борисовна Gnedova Svetlana Borisovna кандидат психологических наук, PhD in Psychology, доцен...»

«Кабанова С.П., учитель ГУО "Белодубровская средняя школа Костюковичского района" СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ ДЕТЕЙ И МОЛОДЁЖИ На современном этапе развития Республики Бел...»

«Выпуск № 3-2013 СТУДЕНЧЕСКИЙ МЕРИДИАН Проект студенческого сообщества Обособленного структурного подразделения "ЛЯХОВИЧСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ КОЛЛЕДЖ" учреждения образования "Барановичский государств...»

«Борис Владимирович Заходер Избранное Стихи, сказки, переводы, пересказы -Книга: Б.В.Заходер. Избранное Издательство Детская литература, Москва, 1981 Рисунки В.Иванюка и Л.Шульгиной -В книге напечатаны произведения известного детског...»

«Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования "ДЕТСКО-ЮНОШЕСКАЯ СПОРТИВНАЯ ШКОЛА № 4" Принято на педагогическом совете УТВЕРЖДЕНО протокол от 15.04. 2015 г. № 7 приказом от 15.04.2015г № 53 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПРЕДПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА ХУДОЖЕСТВЕНН...»

«УДК 378 -37.013.83-023 ФОРМИРОВАНИЕ АНДРАГОГИЧЕСКОЙ ГОТОВНОСТИ БУДУЩИХ БИБЛИОТЕЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ РАБОТНИКОВ В ВУЗЕ Н.А.Бирюкова, Н.В.Спесивцева В статье анализируется проблема подготовки библиотечно-информацио...»

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ _ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" Методические материалы для председателей и членов регионал...»

«ISSN 2070-0970 НЕЛИНЕЙНЫЙ МИР № 3, т.8,2010 Тел./факс: (495) 6 2 5 9 2 4 1 E-mail: info@radiotec.ru •ШЗЗ Http://www. radiotec.ru ПОДПИСНОЙ ИНДЕКС 8 2 6 5 1 В КАТАЛОГЕ АГЕНТСТВА РОСПЕЧАТЬ: ГАЗЕТЫ И ЖУРНАЛЫ УДК 616...»

«Уровень психологической подготовки к итоговой аттестации современного выпускника Гришина С. А.1, Ерофеева И. А.2 Гришина Светлана Александровна / Grishina Svetlana Aleksandrovna – учитель математики; Ерофеева Ирина Алексеевна / Erofeeva Irina Alekseevna – учитель русского...»

«Секция 14 "РАЗВИТИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЫ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ МОДЕРНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ". Круглый стол № 4 "Проблемы и перспективы социогуманитарной подготовки со...»

«Рубрика: Восхождение к личности Власова Елена Ивановна, шеф-редактор журнала "Здравница", кандидат педагогических наук ПОДВИЖНИКИ БЛАГОЧЕСТИЯ НАСТОЯТЕЛИ БЛАГОВЕЩЕНСКОГО МУЖСКОГО МОНАСТЫРЯ (середина ХIХ – начало ХХ веков) "Есть имена, при одном только произнесении которых так ясно предстают нам лица, их носившие, и пред...»

«http://www.shadowscapes.com Стефани Пуй-Мун Ло и Барбара Мур О художнике и авторе: Стефани Пуй-Мун Ло Стефани Пуй-Мун Ло рисует фантастический Иной мир с раннего детства, хотя ее карьера художника не начиналась до 1998 года, когда она получила образование в области компьютерного программирования. После трех лет работы программистом для к...»

«1 Содержание I. ЦЕЛЕВОЙ РАЗДЕЛ 1. Пояснительная записка 3-5 1.1. Цели и задачи реализации Программы 6 1.2. Принципы и подходы к формированию Программы 7-9 1.3.Значимые для разработки Программы хара...»

«Муниципальное дошкольное образовательное учреждение "Детский сад №2" г. Ясногорска Тульской области ПУБЛИЧНЫЙ ДОКЛАД ЗАВЕДУЮЩЕГО за 2012-2013 учебный год Общая характеристика заведения Муниципальное дошкольное образовательное учреждение "Детский сад №2" г. Ясногорска Тульской области является у...»








 
2017 www.ne.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.