Профилактика гиподинамии

Очевидно, что меры профилактики должны быть направлены на увеличение физической активности у каждого человека. Детей необходимо с раннего детства приучать к ежедневному выполнению утренней зарядки, активным играм на свежем воздухе, обязательному посещению уроков физической культуры в школе, очень полезно посещение спортивных секций.

В последнее время стали широко распространены спортивные центры и фитнес-клубы, регулярное посещение которых – отличная профилактика гиподинамии. Тем не менее отсутствие возможности посещать спорткомплексы не должно быть причиной недостаточной физической активности. Ежедневные пешие прогулки и пробежки на свежем воздухе может совершать каждый человек. Кроме того, полезно иметь дома любой тренажер, необязательно дорогой и большой, в каждом доме найдется место для простой скакалки, эспандера или гантелей.

Вопрос 5

Аэробная и анаэробная работоспособность. Пути их повышения.

Определение анаэробной работоспособности. Определение аэробной работоспособности. Факторы, определяющие аэробную и анаэробную работоспособности. Работоспособность организма в зависимости от обеспечения его кислородом. Способы повышения работоспособности в разных зонах мощности. Максимальная, субмаксимальная, большая, умеренная зоны мощности физической работы.

Определение анаэробной работоспособности.

Работоспособность организма – это способность совершать работу, требующая затраты (выделения) энергии. Энергия в организме высвобождается в процессе дыхания – окисления органических веществ (белков, жиров и углеводов) кислородом воздуха. Физическая работоспособность анаэробная — это способность человека выполнять кратковременную работу с максимально мощным сокращением мышц.

Следовательно, в анаэробных (бескислородных) условиях на фоне снижения уровня кислорода будет наблюдаться уменьшение интенсивности окисления органических веществ и, как следствие, снижение количества выделяемой энергии, а значит и уменьшение работоспособности организма.

В аэробных условиях, наоборот, на фоне возрастания уровня кислорода будет наблюдаться повышение интенсивности окисления органических веществ и, как следствие, увеличение количества выделяемой энергии, а значит и повышение работоспособности организма.

Анаэробная работоспособность - один из главных факторов, определяющих достижения во многих видах спорта. Способность выполнять работу при недостаточном снабжении тканей кислородом зависит от ряда функциональных свойств, связаных с активацей анаэробных метаболических процессов в работающих мышцах. Среди реакций анаэробного метаболизма наибольшое значение в качестве источноков энергии для мышечной деятельности имеют креатинофосфокиназная реакция и ферментативнй анаэробный распад углеводов (гликолиз). Каждый из этих анаэробных источников энергии может быть оценен по трем критериям - критериям мощности, критериям емкости, критериям эффективности. Установление биоэнергетического профиля анаэробной работоспособности спортсменов требует применения адекватных тестов и наиболее информативных критериев. Анаэробные упражнения – это быстрый спринт, тяжелая атлетика, прыжки со скакалкой, занятия на силовых тренажерах, преодоление крутого подъема, а также любая активность, связанная с тяжелыми нагрузками.

Тесты на физическую работоспособность:

1. Тесты на восстановление;

2. Субмаксимальные тесты на усилие;

3. Гарвардский степ-тест;

4. Субмаксимальные нагрузочные тесты;

5. Субмаксимальный тест Валунда-Шестранда;

6. Определение максимального потребления кислорода;

Тестирование анаэробной производительности:

1. Тест со ступеньками;

2. Велоэргометрия;

(все тесты посмотреть и уметь рассказать методику проведения данных тестов)

Тестирование анаэробной производительности:

Тестирование анаэробной производительности: при выполнении интенсивных нагрузок кислородный запрос превышает величину его максимальной доставки. При этом в организме накапливается недоокисленные продукты гликолиза (главным образом молочной кислоты), что приводит к резким сдвигам во внутренней среде (понижение рН до 7,0), заставляя спортсмена прекратить работу или снизить ее интенсивность. Kислородный долг, который образуется при выполнении интенсивной физической работы, «оплачивается» после нагрузки, что проявляется в увеличенном (по сравнению с уровнем покоя) потреблении кислорода.

Анаэробная производительность имеет большое значение при выполнении предельных нагрузок продолжительностью от 30 с до 2 мин. Такая работа характерна для хоккеистов, бегунов на средние дистанции, конькобежцев и представителей других видов спорта, тренирующих скоростную выносливость.

Среди разных показателей анаэробной производительности (максимальный кислородный долг, максимальная анаэробная мощность и др.). Kонцентрация молочной кислоты (лактата) в артериальной крови наиболее доступна для измерения. Лактат определяют в процессе тренировки и сразу после ее окончания. Kровь берется из кончика пальца или мочки уха. Молочная кислота определяется по методу Баркера-Саммерсона в модификации Штром или ферментативным методом. В норме концентрация молочной кислоты в крови 0,33—1,5 ммоль/л. После выполнения физической нагрузки лактат колеблется от 4—7 до 14—21 ммоль/л. Показатели зависят от характера физической нагрузки, возраста, пола и физической (функциональной) подготовленности спортсмена. Под влиянием систематических интенсивных физических нагрузок лактат снижается.

Определение аэробной работоспособности

Аэробные упражнения - это такие упражнения, которые требуют большого количества кислорода в течение продолжительного времени и неизбежно заставляют организм совершенствовать свои системы, отвечающие за транспорт кислорода, то есть упражнения, которые выполняются организмом в так называемом устойчивом состоянии.

Термин аэробная работоспособность используется в физиологии мышечной деятельности для обозначения способности выполнять высокоинтенсивную физическую нагрузку, энергообеспечение которой осуществляется преимущественно аэробным путем. Проблема увеличения аэробной работоспособности актуальна для спорта.

Известен способ диагностики аэробной работоспособности спортсменов, основанный на оценке по уровню физической работоспособности (ФР). Наиболее известными методами исследования ФР у спортсменов являются двигательные тесты, с помощью которых определяется величина PWC₁₇₀ (Physical Work Capacity - физическая работоспособность при пульсе 170 уд/мин) В спортивной и медицинской практике применяются тесты, выполняемые до отказа, со ступенчато и непрерывно повышающейся нагрузкой, которые позволяют более адекватно моделировать физиологические процессы, происходящие в активных мышцах при выполнении циклических упражнений .

Рассмотрим это под несколько иным углом зрения. Следует знать, что спокойно сидя и читая, вы находитесь в аэробном устойчивом состоянии: вы регулярно и ритмично дышите, и будете продолжать вдыхать и выдыхать воздух, пока вы живы. Основное ваше отличие, скажем, от марафонца заключается в том, что его устойчивое состояние сопровождается более значительным выделением энергии, чем у вас. Уровень его энергопродукции в 12-15 раз выше уровня вашего основного обмена, или уровня выделения энергии в состоянии покоя.

Аэробная нагрузка – нагрузка, носящая длительный характер с низкой или средней интенсивностью, которая основана на способности мышц получать энергию с помощью кислородного окисления. Большинство видов тренировок относятся именно к этому типу. Аэробная тренировка помогает сжечь жир и  одновременно сохранить (если не выполняется в слишком больших объемах) мышечную массу, а также способствует укреплению сердечно-сосудистой системы.

Аэробных нагрузок очень много. К ним относятся езда на велосипеде, катание на лыжах и роликовых коньках, бег, плавание, баскетбол, спортивная ходьба. Аэробные упражнения связаны с преодолением длинных дистанций в медленном темпе, а не с выполнением скоростных рывков. Но даже у спортсменов, специализирующихся в анаэробных видах спорта, результаты улучшаются, если они повышают свои аэробные возможности с помощью бега на длинные дистанции. Наиболее доступный и распространённый тест на аэробную производительность Тест Ку́пера. (Тест Ку́пера — общее название ряда тестов на физическую подготовленность организма человека, созданных американским доктором Кеннетом Купером в 1968 году для армии США. Наиболее известна разновидность, заключающаяся в 12-минутном беге: пройденное расстояние фиксируется, и на основе этих данных делаются выводы в спортивных или медицинских целях. Кеннет Купер создал более 30 подобных тестов, однако именно этот широко используется в профессиональном спорте. При выполнении теста задействуется 2/3 мышечной массы. Учитывая, что в беге на 5000 м мировой рекорд принадлежит Кененисе Бекеле и равен 12:37.35, то при беге на 12 минут он преодолел бы около 4800 м. Также тест Купера может подразумевать 12-минутную езду на велосипеде или 12-минутное плавание ). Оценка результатов теста даётся для каждой возрастной группы (таб. 1)

Таблица 1

Результаты физической подготовленности по 12-минутному беговому тесту

Купера для разных возрастным категорий

По пройденному расстоянию косвенно рассчитывается МПК. Зная свои результаты в тесте Купера можно посредством формулы косвенно рассчитать максимальное потребление кислорода (МПК).

МПК мл/мин/кг = (дистанция (м) — 505)/45

МПК мл/мин/кг = (22,351 x км) — 11,288

Максимальное потребление кислорода пожалуй один из самых объективных показателей, по которому можно судить о здоровье человека. В таблицах 2 и 3 приведены рекомендации Американского Колледжа Спортивной Медицины по значениям МПК.

Таблица 2

Показатели МПК для мужчин (мл/мин/кг)

Уровень МПК	ВОЗРАСТ
	18-25	26-35	36-45	46-55	56-65	65+
Отличный	>60	>56	>51	>45	>41	>37
Хороший	52-60	49-56	43-51	39-45	36-41	33-37
Выше среднего	47-51	43-48	39-42	35-38	32-35	29-32
Средний	42-46	40-42	35-38	32-35	30-31	26-28
Ниже среднего	37-41	35-39	31-34	29-31	26-29	22-25
Низкий	30-36	30-34	26-30	25-28	22-25	20-21
Очень низкий	<30	<30	<26	<25	<20	<20

Таблица 3

Показатели МПК для женщин (мл/мин/кг)

Уровень МПК	ВОЗРАСТ
	18-25	26-35	36-45	46-55	56-65	65+
Отличный	>56	>52	>45	>40	>37	>32
Хороший	47-56	45-52	38-45	34-40	32-37	28-32
Выше среднего	42-46	39-44	34-37	31-33	28-31	25-27
Средний	38-41	35-38	31-33	28-30	25-27	22-24
Ниже среднего	33-37	31-34	27-30	25-27	22-24	19-22
Низкий	28-32	26-30	22-26	20-24	18-21	17-18
Очень низкий	<28	<26	<22	<20	<18	<17

Факторы, определяющие аэробную и анаэробную работоспособности и работоспособность организма в зависимости от обеспечения его кислородом.

Работоспособность - это свойство человека в течение   заданного  времени и с определенной эффективностью выполнять  максимально возможное  количество работы. Работоспособность человека зависит  от уровня его подготовки, степени  закрепленности навыков и опыта (техника и стаж занятия спортом), его физического и психического состояния и других причин и обстоятельств.

Изменения в сфере энергетического обмена служат основным фактором, определяющим работоспособность спортсменов в разных видах упражнения. Как известно образование энергии при мышечной деятельности осуществляется за счет метаболичесих процессов трех видов: алакгатного анаэробного процесса, связанного с использованием внутримышечных резервов АТФ и КрФ, гликолитического анаэробного процесса, который представляет собой многоступенчатый процесс анаэробного ферментативного распада углеводов приводящего к образованию молочной кислоты в работающих мышцах, и аэробного процесса, связанного с потреблением кислорода и окислительной деградацей пищевых веществ, главным образом, углеводов и жиров.

Традиционно физиологей и биохимией физических упражнений подробно изучались процессы окислительного метаболизма и связанная с этим эргометрическая феноменология - измерениея максимального потребления 02, критической мощности, порога анаэробного обмена.

Совершенно  очевиден факт, что в  повышении эффективности процесса подготовки спортсменов международного класса наряду с совершенствованием средств и методов спортивной тренировки важнейшую роль играют факторы, способствующие росту работоспособности и ускоряющие восстановительные процессы после значительных мышечных нагрузок. К числу подобных факторов в первую очередь следует отнести массаж, электростимуляцию, а также анаболизаторы - вещества различной химической природы, усиливающие происходящие в организме биосинтетические процессы и прежде всего синтез белка.

VO2 max – показатель характеризующий способность поглощать и усваивать кислород воздуха. Если говорить о спорте, то Vo2max отражает потенциал организма вырабатывать энергию путём аэробного метаболизма. "Аэробный " - это происходящий со значительным участием кислорода. Аэробный метаболизм является более эффективным  путем выработки энергии, нежели анаэробный (бескислородный), хотя оба между собой тесно взаимосвязаны.

Анаэробный порог (АнП)- это  порог интенсивности выполнения упражнения, при котором количество выработанного мышцами лактата (побочного  продукта углеводного обмена при нагрузке), попавшего в кровь превышает его нейтрализацию из крови.  Лактат- это молочная кислота, которая образуется в процессе анаэробного расщепления глюкозы в тканях. При физической нагрузке лактат, образующийся в мышцах, поступает в кровь и утилизируется.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

1. Компоненты  спортивной работоспособности. 

С биологической точки зрения спортивную работоспособность можно определить как структурно-функциональный потенциал или состояние организма спортсмена, позволяющее ему выполнять специфические физические нагрузки определенной мощности и продолжительности.

Спортивная работоспособность качество интегральное, проявление которого зависит от многих факторов. Можно выделить следующие факторы ограничивающие работоспособность спортсмена:

1. Возможности энергетического обеспечения мышечной деятельности;

2.Функциональное состояние и развитие основных систем организма (мышечной кардиореспираторной, нервной, эндокринной, пищеварительной, выделительной, иммунной и т. д.) ;

3. Техника выполнения физических нагрузок характерных для данного вида спорта;

4. Тактика ведения спортивной борьбы;

5. Психологическая подготовка спортсмена;

Первые два фактора  определяют преимущественно физическую подготовку спортсмена или физическую работоспособность. Их обычно называют факторами внутренних возможностей. Остальные факторы – техника, тактика, психологическая подготовка – являются факторами производительности, от которых зависит проявление факторов возможностей. Только при высоких показателях факторов производительности могут проявиться факторы возможности.

Из всех перечисленных факторов наибольшее значение имеет состояние биоэнергетики, так как невозможно выполнить какую-либо работу без затрат энергии.

В энергообеспечении организма решающую роль играет ресинтез АТФ. В зависимости от доминирования алактатного, лактатного или аэробного пути ресинтеза АТФ в энергообеспечении выполняемой работы выделяют три компонента работоспособности: алактатную, лактатную и аэробную .

Часто первые два вида работоспособности объединяют и называют  анаэробной работоспособностью.

Аэробная работоспособность проявляется при выполнении длительных физических нагрузок, а анаэробная работоспособность обеспечивает возможность выполнения кратковременных нагрузок высокой и максимальной интенсивности.

Выделенные компоненты работоспособности в равной мере относятся, как к общей, так и специальной работоспособности. 

Мы рассмотрим, главным образом, общую работоспособность, так как биохимические механизмы лежат, прежде всего, в ее основе .

2. Алактатная работоспособность.

Алактатная работоспособность проявляется при выполнении нагрузок в зоне максимальной мощности, то есть нагрузок , которые можно сохранит в пределах 15 – 20 сек. Такие нагрузки, преимущественно обеспечиваются креатинфосфатным способом образования АТФ, то есть алактатными способами. Поэтому мощность этих нагрузок в значительной степени зависит от содержания в мышцах креатинфосфата и активности фермента креатинкиназы, который отвечает за синтез креатинфосфата.

К основным структурным факторам, которые ограничивают алактатную работоспособность, является количество миофибрилл и развитие саркоплазматической сети. Чем меньше миофибрилл, тем медленнее и слабее мышечное сокращение. Чем хуже развита саркоплазматическая сеть, те хуже проведение мышцей нервного импульса.

К структурным факторам можно отнести количество нервно-мышечных синапсов, обеспечивающих передачу нервных импульсов от нервов к мышцам. Еще одним структурным фактором можно считать содержание в мышцах белка коллагена, участвующего в мышечном расслаблении.

Наиболее важным функциональным фактором, лежащим в основе лактатной работоспособности, является активность ферментов, участвующих в мышечной деятельности. От АТФазной активности миозина зависит количество энергии АТФ, преобразованной в механическую работу, то есть мощность выполняемых физических нагрузок. Активность кальциевого насоса определяет быстроту мышечной релаксации, от которой зависят скоростные качества мышцы .

Перечисленные структурные и функциональные факторы действуют неодинаково в мышечных волокнах разных типов. Выделяют три типа волокон в мышцах.

1. Тонические (красные, медленные, S-волокна) содержат относительно большое количество митохондрий, много миоглобина, но мало миофибрилл. Они сокращаются медленно, развивают небольшую мощность, но длительное время.

2.Фазические (белые, быстрые, F-волокна) имеют много миофибрилл, хорошо развитую саркоплазматическую сеть, к ним подходит много нервных окончаний. Митохондрий в них значительно меньше. Это волокна, рассчитанные на высокую скорость и силу сокращения, но при этом они не могут сокращаться долго, так как работают на запасах креатинфосфата и гликогена.

3. Переходные мышечные волокна занимают по своему строению и функционированию промежуточное положение.

Соотношение между различными типами мышечных волокон генетически предрасположено. Хотя все же при усиленных тренировках можно увеличить количество миофибрилл в быстрых волокнах, увеличив тем самым их работоспособность и вызвав гипертрофию мышцы, но все же этот сдвиг не может из стайера сделать спринтера .

3. Лактатная работоспособность.

Лактатная работоспособность реализуется, как правило, при выполнении физических нагрузок в зоне субмаксимальной мощности продолжительностью до 5 минут. Такие нагрузки в основном обеспечиваются лактатным ресинтезом АТФ. Эти нагрузки так и называютлактатные. Их абсолютная мощность зависит от дорабочей концентрации мышечного гликогена и активности ферментов, участвующих в гликолизе.

Возможности лактатного компонента работоспособности обусловлены практически теми же структурными и функциональными факторами, описанными выше в отношении алактатной работоспособности. Однако их влияние менее выражено, так как за счет лактатного компонента выполняется работа с меньшей силой и скоростью по сравнению с лактатными нагрузками.

В отличие от алактатного компонента, очень важным фактором, влияющим на лактатную работоспособность, являются компенсаторные возможности организма, обеспечивающие устойчивость к возрастанию кислотности.

При бурном течении гликолиза происходит образование и накопление в мышечных волокнах больших количеств лактата. Происходит сдвиг рН в кислую сторону. При этом происходят конфирмационные изменения мышечных белков-ферментов, что приводит к снижению их активности. Отрицательно меняется и сократительная способность мышечных клеток.

Нейтрализация молочной кислоты осуществляется буферными системами за счет щелочных компонентов. Однако буферная емкость организма и особенно крови под влиянием тренировок практически не меняется. В настоящее время считается, что развитие резистентности к повышению кислотности у высокотренированных спортсменов связано не с увеличением щелочного резерва организма, а с выработкой новых, более устойчивых к изменению рН изоферментов и с формированием комплекса приспособительных механизмов, дающих организму возможность работать в условиях значительного закисления.

Еще один функциональный фактор, влияющий на лактатную работоспособность - это наличие в мышцах фермента лактатдегидрогеназы. Этот фермент предпочтительно катализирует превращение пировиноградной кислоты в молочную и наоборот. Лактатдегидрогеназа является причиной высокой работоспособности скелетных мышц с большим содержанием быстрых волокон .

4. Аэробная работоспособность. 

Внутримышечными структурными факторами, лежащими в основе аэробной работоспособности, являются количество митохондрий в мышечных клетках и содержание в них миоглобина. Аэробные нагрузки, прежде всего, связаны с аэробным способом ресинтеза АТФ, которое протекает в митохондриях. Миоглобин же хранитель и переносчик кислорода в мышечных клетках, то есть от его концентрации завит снабжение этим газом митохондрий. Связь между концентрацией миоглобина и аэробной способностью мышечной ткани уже стала аксиомой.

Но аэробная способность мышцы к работе в большей мере обусловлено внемышечными факторами: функциональным состоянием вегетативных и регуляторных систем организма, запасами внемышечных источников энергии.

В обеспечении аэробных нагрузок активное участие принимает нервная система., формирующая и направляющая мышцы, система кровоснабжения , доставляющая в мышцы, пожалуй, главный лимитирующий фактор – кислород. Последнее означает, что количество эритроцитов в крови во многом определяет способность организма к аэробной работе .

Большой вклад в обеспечение аэробных возможностей организма вносит и печень. Печень обеспечивает мышцы внемышечными источниками энергии .

Важную роль в процессах аэробного обмена играют гормоны. Наибольший вклад в эти процессы вносят гормоны надпочечников. Процессы аэробного и анаэробного ресинтеза АТФ взаимосвязаны, так как анаэробные процессы многократно повторяются во время мышечной работы, а для пополнения запасов креатинфосфата и удаления лактата из мышц необходимы процессы аэробного дыхания. И в значительной мере эти процессы связаны с работой печени.

Еще раз необходимо подчеркнуть, что все виды работоспособности зависят также от технической, тактической и психологической подготовки. Хорошая технико-тактическая подготовка позволяет спортсмену экономно и рационально использовать энергетические резервы и тем самым дольше сохранять работоспособность. За счет высокой мотивации, большой силы воли спортсмен может продолжить выполнение работы даже в условиях наступления в организме значительных биохимических и функциональных изменений.

5. Специфичной спортивной работоспособности.

Спортивная работоспособность характеризуется специфичностью, проявляющейся в значительной мере при выполнении нагрузок характерных для данного вида спорта, которым занимается конкретный спортсмен.

Специфичность работоспособности в значительной мере обусловлена тем, что ряд факторов, лимитирующих качества двигательной деятельности являются сугубо специфическими для каждой спортивной дисциплины. Специфичность работоспособности ещё связана с тем, что при выполнении упражнений, используемых в данном виде спорта, совершенствуется техника движений, повышается их эффективность. 

Более высокая специфичность характерна для аэробных компонентов работоспособности, связанных преимущественно с внутримышечными факторами возможностей (количеством миофибрилл, концентрацией мышечного креатинфосфата и гликогена, активность внутримышечных ферментов). Развитие этих факторов в отдельных мышцах у спортсменов разных специализаций неодинаково, так как при выполнении упражнений, свойственных конкретному виду спорта, в основном функционируют только определенные группы мышц. Поэтому за счет тренировок именно у этих мышечных групп повышается работоспособность. 

Аэробная работоспособность менее специфична. Эта работоспособность аэробного компонента обусловлена тем, что наряду с внутримышечными факторами (количество митохондрий, внутримышечные запасы источников энергии, активность внутримышечных ферментов энергетического обмена ) важнейшее значение для проявления аэробной работоспособности имеют внемышечные факторы. Эти факторы требуют хорошего функционирования сердечнососудистой и дыхательной систем, печени, высокой емкости крови, а также запасы легкодоступных для использования энергетических субстратов. Поэтому спортсмен , имеющий высокий уровень работоспособности, может проявить аэробную работоспособность не только в том виде деятельности, где он прошел специализированную подготовку, но и в других видах мышечной работы. Например, квалифицированный лыжник может показать неплохие результаты при беге на длинные дистанции.

6. Возрастные особенности работоспособности.

Хорошо известно, что физическая работоспособность зависит от возраста . По мере роста и увеличения массы тела работоспособность возрастает, но развитие отдельных компонентов работоспособности происходит неодинаково.

Анаэробные способы образования АТФ у детей развиты недостаточно, содержание креатинфосфата в их мышцах значительно ниже, чем у взрослого, что существенно ограничивает алактатную работоспособность ребенка. С возрастом, с увеличением мышечной массы возможности этого пути ресинтеза АТФ увеличиваются. Особенно быстро развиваются возможности креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ в 15 – 17 лет и достигают наибольшего развития к 19 – 20 годам. Сохраняется высокая алактатная работоспособность до 30-летнего возраста, после чего наблюдается снижение.

Лактатная работоспособность у детей и подростков тоже находится на более низком, чем у взрослого человека уровне. Это обусловлено меньшими запасами гликогена в мышцах и высокой чувствительностью детского организма к повышению кислотности вследствие накопления лактата.

Величина кислородного долга и концентрации молочной кислоты в крови у детей и подростков после выполнения максимальных нагрузок на уровне индивидуального рекорда намного меньше, чем у людей в зрелом возрасте. Так, у 9-летненего ребенка мощность работы, при которой наблюдается наибольшее развитие гликолиза, на 60% меньше, чем у зрелого человека, а максимальное накопление молочной кислоты в крови в 2 раза меньше.

Начиная с 15 – 16 лет возможности лактатного пути ресинтеза АТФ увеличиваются пропорционально нарастанию веса тела, и наибольшая лактатная работоспособность отмечается в 20 – 22 года.

Аэробная работоспособность у детей невысокая, хотя в детском организме тканевое дыхание протекает в покое с более высокой скоростью, чем у взрослых. Это обусловлено тем, что рост и развитие детского организма требуют значительных энергозатрат. Поэтому в растущем организме процесс аэробного окисления протекает более интенсивно, чем у взрослого человека. Причем, чем возраст меньше, тем выше скорость тканевого дыхания в состоянии покоя. Об этом свидетельствует поглощение кислорода, рассчитанное на 1 кв. м поверхности тела. У трехлетнего ребенка поглощение кислорода на 1 кв. м поверхности тела больше, чем у взрослого человека – на 95%, у шестилетнего – на 66%, а у девятилетнего – на 36%.

Однако резервы аэробного энергообразования у детей и подростков не велики. Это связано с тем, что системы организма, отвечающие за энергообеспечение (дыхательная, сердечнососудистая, эндокринная и др.), функционируют почти на уровне своих физиологических возможностей.

С 9 – 10- летнего возраста наблюдается интенсивное развитие аэробного пути ресинтеза АТФ, его возможности увеличиваются пропорционально массе тела. Наибольшее развитие аэробной работоспособности отмечается только к 20 – 25 годам – в период физиологической зрелости организма . За счет регулярных тренировок высокий уровень аэробной работоспособности можно сохранить до 40 – 45 лет.

7. Биохимия и педагогические методы развития работоспособности.

Все виды биохимической работоспособности связаны с определенными двигательными качествами .

Например, алактатная работоспособность  связана с быстротой и силой, а аэробная работоспособность – с выносливостью.

Быстрота  – это комплекс функциональных свойств организма, непосредственно и преимущественно определяющих время двигательного действия.

Сила – это способность преодолевать внешнее сопротивление либо противодействовать ему посредством мышечных напряжений.

Сила и быстрота – непосредственно связаны с количеством креатинфосфата в мышце. Чтобы увеличить количество креатинфосфата необходимо выполнять кратковременные (не более 10 сек) упражнения, выполняемые с предельной мощностью (бег на 50 – 60 м, прыжки, заплыв на 10 – 15 м, упражнения на тренажерах, подъем штанги и т д.).

Хороший эффект дают интервальные тренировки, состоящие из серии упражнений максимальной мощности. Упражнения делаются 8 – 10 сек, а отдых между ними составляет 20 – 30 сек. Именно при таком режиме часть гликолитического ресинтеза АТФ идет на восстановления креатинфосфата. Многократное применение таких тренировок ведет к повышению в мышцах креатинфосфата и положительно сказывается на развитии скоростно-силовых качеств.

Для развития силы часто используется метод повторных упражнений с напряжением 80 – 90% максимальной силы. Наиболее эффективным считается отягощение 85% . в этом случае число повторений «до отказа» обычно 7 – 8. Каждое упражнение на определенные мышцы выполняется сериями по 5 – 10 повторений. Скорость выполнения упражнений зависит от цели тренировки. Для одновременного развития силы и быстроты упражнения проводятся в взрывчато-плавном режиме начальная фаза движения выполняется с большой скоростью, а завершается оно как можно более плавно.

Время восстановления после скоростно-силовой тренировки составляет 2-3 дня.  

Спортивно-педагогическими критериями лактатного компонента работоспособности являются величины скоростных и силовых нагрузок, выполняемых с субмаксимальной мощностью. (их продолжительность не более 5 минут).

Главными биохимическими критериями такой тренировки является:

1. тренировка должна приводить к резкому снижению содержания гликогена в мышцах.

2. во время тренировки в мышцах и крови должна накапливаться молочная кислота.

Для достижения этой цели могут быть использованы методы повторной и интервальной работы. Это предельные нагрузки продолжительностью несколько минут. Хороший эффект дает постепенное снижение времени отдыха между рабочими интервалами.

Промежутки отдыха между упражнениями короткие, их недостаточно для восстановления запасов гликогена, его запасы сильно снижаются, а это является обязательным условием суперкомпенсации.  

Главной целью тренировок направленных на повышение аэробной выносливости является улучшение работы кардиореспираторной системы.

С этой целью применяются различные варианты повторной и интервальной тренировки, а также непрерывная длительная работа равномерной и переменной мощности. Например, для повышения в мышцах миоглобина может быть использована миоглобиновая интервальная тренировка. Спортсменам предлагается очень короткие (не более 5 – 10 сек.) нагрузки средней интенсивности, чередуемые с такими же короткими промежутками отдыха. Выполняемые в таких условиях нагрузки в основном обеспечиваются кислородом, который депонирован в мышечных клетках в форме миоглобина. Короткий отдых между упражнениями достаточен для восполнения запасов кислорода в мышцах.

Использование тренировок на среднегорье и использование неспецифических нагрузок, типа подвижных игр способствует развитию аэробных возможностей организма.

Дополнительно: ссылки в Интернете ( de referun.com/n/factory, skaya-medicyna.ru/index.php/, referun.com/n/faktory- )

Способы повышения работоспособности в разных зонах мощности.

Физическую работоспособность связывают с определенным объемом мышечной работы, который может быть выполнен без снижения заданного (или установившегося на максимальном уровне для данного индивидуума) уровня функционирования организма. При недостаточном уровне физической активности наступает атрофия мышц, что неизбежно влечёт за собой ряд болезней. Физическая работоспособность понятие комплексное и определяется следующими факторами:

- морфофункциональным состоянием органов и систем человека;

- психическим статусом, мотивацией и др.

Заключение о ее величине Ф.Р. можно составить только на основе комплексной оценки. На практике физическая работоспособность определяется с помощью функциональных проб. С этой целью наукой предложено более 200 различных тестов. Наиболее широкое распространение получили пробы с 20 приседаниями за 30-40 с; 3- х минутный бег на месте. Однако объективно судить о физ. работоспособности человека на основании полученных результатов трудно. Это объясняется следующими причинами: во-первых, получаемая информация позволяет лишь качественно характеризовать ответную реакцию организма на нагрузку; во-вторых, точное воспроизведение любой из проб невозможно, что приводит к ошибкам в оценке; в-третьих, каждая из проб, при оценке работоспособности, связана с включением ограниченного мышечного массива, что делает невозможной максимальную интенсификацию функций всех систем организма. Установлено, что наиболее полное представление о мобилизированных функциональных резервах организма может быть составлено в условиях нагрузок, при которых задействовано не менее 2/3 мышечного массива. Количественное определение работоспособности имеет большое значение при организации процесса физического воспитания и учебно-тренировочной работе, при разработке двигательных режимов для тренировок, лечения и реабилитации больных, при определении степени утраты трудоспособности и т.д. Для оценки физической работоспособности в спортивно-медицинской и педагогической практике используются спец. приборы; велоэргометры, степэргометры (восхождение на ступеньку-вышагивание), бег на тредмиллях Наиболее часто об изменениях уровня физической работоспособности судят по изменению максимального потребления кислорода. (МПК). [Или по мощности нагрузки, при которой частота сердечных сокращений (ЧСС) устанавливается на уровне 170 ударов в 1 минуту (РWС 170)]. Существует много разнообразных методов определения МПК, в том числе как прямого, так и непрямого (прогнозтического) характера определения МПК. Прямой метод оценки достаточно сложен, т.к. требуется специальная аппаратура и высокой квалификации персонал, проводящий измерения. Более простой непрямой метод оценки МПК, который осуществляется с помощью номограмм, но он недостаточно точный. В последнее время наряду с термином “физическая работоспособность” широко используют понятие “физическое состояние”, под которым понимают готовность человека к выполнению физической работы, занятиям физическими упражнениями и спортом. Трактовка “физического состояния” обусловила выбор МПК как наиболее объективного показателя физического состояния. Однако следует отметить, что физическое состояние не может определяться одним каким-либо показателем, а определяется совокупностью взаимосвязанных признаков, в первую очередь такими факторами, как физическая работоспособность, функциональное состояние органов и систем, пол, возраст, физическое развитие, физическая подготовленность. Понятие “физическое состояние” равнозначно термину “физическая кондиция” (за рубежом). Чем выше уровень физического состояния, тем существеннее различия в показателе МПК. Определить МПК (показатель физического состояния) в естественных условиях можно с помощью 12я1 минутного теста (Купера), предусматривающего измерение максимального расстояния, которое преодолевает за это время человек. Установлено, что между длиной дистанции и потреблением кислорода существует взаимозависимость. Методы повышения физической работоспособности Рассматривая физические упражнения как одно из основных средств оптимизации двигательной активности, следует признать, что на современном этапе реальная физическая активность населения не отвечает взросшим социальным запросам физкультурного движения и не гарантирует эффективного повышения физического состояния населения. Системы специально организованных форм мышечной деятельности, предусматривающие повышение физического состояния до должного уровня (“кондиции”), получили название “кондиционных тренировок” “оздоровительных”. Методы таких тренировок различаются по периодичности, мощности и объему. Существуют три метода таких тренировок: Первый метод предусматривает преимущественное использование упражнений циклического характера (ходьба” бег, плавание, велосипед), проводимых непрерывно 30 и более минут. Второй метод предполагает применение упражнений скоростно-силового характера (бег в гору, спортигры, упражнения с оттягивающими, сопротивлением, тренажеры), деятельность работы от 15 сек до 3 минут с числом повторений 3-5 раз с периодами отдыха. Третий метод использует комплексный подход к применению физических упражнений, стимулирующих как аэробную, так и анаэробную производительность, совершенствующих двигательные качеств. Основу работоспособности составляют специальные знания, умения, навыки, а также определенные психофизические особенности, например, перцепции (перцепция - психологический термин, означающий восприятие, непосредственное отражение объективной действительности органами чувств) памяти, внимания, мышления и др.; физиологические состояние сердечнососудистой, дыхательной, мышечной, эндокринной и других систем; физические - уровень развития выносливости, силы, быстроты движений и др.; совокупность специальных качеств, необходимых в конкретной деятельности. Работоспособность зависит от возможностей человека адекватных уровню мотивации и поставленной цели. Работоспособность человека определяется его стойкостью к различным видам утомления - физическому, умственному и др. и характеризуется продолжительностью качественного выполнения соответствующей работы. Утомление - это физиологическое состояние организма, проявляющееся во временном снижении его работоспособности в результате проведенной работы. Многочисленные исследования показывают, что физическая культура и спорт могут оказывать исключительно эффективное влияние на факторы работоспособности и противодействовать преждевременному наступлению утомления. Для повышения работоспособности в течение учебного дня целесообразно использовать так называемые формы физического воспитания -физкультурные паузы - т.е. выполнения физических упражнений в перерывах между занятиями. Средства физической культуры, обеспечивающие повышение умственной и физической работоспособности. Основное средство физической культуры - физические упражнения. Существует физиологическая классификация упражнений, в которой вся многообразная мышечная деятельность объединена в отдельные группы упражнений по физиологическим признакам. Устойчивость организма к неблагоприятным факторам зависит от врожденных и приобретенных свойств. Она весьма подвижна и поддается тренировке как средствами мышечных нагрузок, так и различными внешними воздействиями (температурными колебаниями, недостатком или избытком кислорода, углекислого газа). Отмечено, например, что физическая тренировка путем совершенствования физиологических механизмов повышает устойчивость к перегреванию, переохлаждению, гипоксии, действию некоторых токсических веществ, снижает заболеваемость и повышает работоспособность. Тренированные лыжники при охлаждении их тела до 350 С сохраняют высокую работоспособность. Если нетренированные люди не в состоянии выполнять работу при подъеме их температуры до 37-380С, то тренированные успешно справляются с нагрузкой даже тогда, когда температура их тела достигает 390С и более. У людей, которые систематически и активно занимаются физическими упражнениями, повышается психическая, умственная и эмоциональная устойчивость при выполнении напряженной умственной или физической деятельности. К числу основных физических (или двигательных) качеств, обеспечивающих высокий уровень физической работоспособности человека, относят силу, быстроту и выносливость, которые проявляются в определенных соотношениях в зависимости от условий выполнения той или иной двигательной деятельности, ее характера, специфики, продолжительности, мощности и интенсивности. К названным физическим качествам следует добавить гибкость и ловкость, которые во многом определяют успешность выполнения некоторых видов физических упражнений. Многообразие и специфичность воздействия упражнений на организм человека можно понять, ознакомившись с физиологической классификацией физических упражнений (с точки зрения спортивных физиологов). В основу ее положены определенные физиологические классификационные признаки, которые присущи всем видам мышечной деятельности, входящим в конкретную группу. Так, по характеру мышечных сокращений работа мышц может носить статический или динамический характер. Деятельность мышц в условиях сохранения неподвижного положения тела или его звеньев, а также упражнение мышц при удержании какого-либо груза без его перемещения характеризуется как статическая работа (статическое усилие). Статическими усилиями характеризуется поддержание разнообразных поз тела, а усилия мышц при динамической работе связаны с перемещениями тела или его звеньев в пространстве. Значительная группа физических упражнений выполняется в строго постоянных (стандартных) условиях как на тренировках, так и на соревнованиях; двигательные акты при этом производятся в определенной последовательности. В рамках определенной стандартности движений и условий их выполнения совершенствуется выполнение конкретных движений с проявлением силы, быстроты, выносливости, высокой координации при их выполнении. Есть также большая группа физических упражнений, особенность которых в нестандартности, непостоянстве условий их выполнения, в меняющейся ситуации, требующей мгновенной двигательной реакции (единоборства, спортивные игры). Две большие группы физических упражнений, связанные со стандартностью или нестандартностью движений, в свою очередь, делятся на упражнения (движения) циклического характера (ходьба, бег, плавание, гребля, передвижения на коньках, лыжах, велосипеде и т.п.) и упражнения ациклического характера (упражнения без обязательной слитной повторяемости определенных циклов, имеющих четко выраженные начало и завершение движения: прыжки, метания, гимнастические и акробатические элементы, поднимание тяжестей). Общее для движений циклического характера состоит в том, что все они представляют работу постоянной и переменной мощности с различной продолжительностью. Многообразный характер движений не всегда позволяет точно определить мощность выполненной работы (т.е. количество работы в единицу времени, связанное с силой мышечных сокращений, их частотой и амплитудой), в таких случаях используется термин "интенсивность". Предельная продолжительность работы зависит от ее мощности, интенсивности и объема, а характер выполнения работы связан с процессом утомления в организме. Если мощность работы велика, то длительность ее мала вследствие быстро наступающего утомления, и наоборот. При работе циклического характера спортивные физиологи различают зону максимальной мощности (продолжительность работы не превышает 20-30 с, причем утомление и снижение работоспособности большей частью наступает уже через 10-15 с); субмаксимальной (от 20-30 с до 3-5 мин.); большой (от 3-5 до 30-50 мин) и умеренной (продолжительность 50 мин и более). Особенности функциональных сдвигов организма при выполнении различных видов циклической работы в различных зонах мощности определяет спортивный результат. Так, например, основной характерной чертой работы в зоне максимальной мощности является то, что деятельность мышц протекает в бескислородных (анаэробных) условиях. Мощность работы настолько велика, что организм не в состоянии обеспечить ее совершение за счет кислородных (аэробных) процессов. Если бы такая мощность достигалась за счет кислородных реакций, то органы кровообращения и дыхания должны были обеспечить доставку к мышцам свыше 40 л кислорода в 1 мин. Но даже у высококвалифицированного спортсмена при полном усилении функции дыхания и кровообращения потребление кислорода может только приближаться к указанной цифре. В течение же первых 10-20 с работы потребление кислорода в пересчете на 1 мин достигает лишь 1-2 л. Поэтому работа максимальной мощности выполняется "в долг", который ликвидируется после окончания мышечной деятельности. Процессы дыхания и кровообращения во время работы максимальной мощности не успевают усилиться до уровня, обеспечивающего нужное количество кислорода, чтобы дать энергию работающим мышцам. Во время спринтерского бега делается лишь несколько поверхностных дыханий, а иногда такой бег совершается при полной задержке дыхания. При этом афферентные и эфферентные отделы нервной системы функционируют с максимальным напряжением, вызывая достаточно быстрое утомление клеток центральной нервной системы. Причина утомления самих мышц связана со значительным накоплением продуктов анаэробного обмена и истощением энергетических веществ в них. Главная масса энергии, освобождающаяся при работе максимальной мощности, образуется за счет энергии распада АТФ и КФ. Кислородный долг, ликвидируемый в период восстановления после выполненной работы, используется на окислительный ресинтез (восстановление) этих веществ. Снижение мощности и увеличение продолжительности работы связано с тем, что помимо анаэробных реакций энергообеспечения мышечной деятельности разворачиваются также и процессы аэробного энергообразования. Это увеличивает (вплоть до полного удовлетворения потребности) поступление кислорода к работающим мышцам. Так, при выполнении работы в зоне относительно умеренной мощности (бег на длинные и сверхдлинные дистанции) уровень потребления кислорода может достигать примерно 85% максимально возможного. При этом часть потребляемого кислорода используется на окислительный ресинтез АТФ, КФ и углеводов. При длительной (иногда многочасовой) работе умеренной мощности углеводные запасы организма (гликоген) значительно уменьшаются, что приводит к снижению содержания глюкозы в крови, отрицательно сказываясь на деятельности нервных центров, мышц и других работающих органов. Чтобы восполнить израсходованные углеводные запасы организма в процессе длительных забегов и проплывов, предусматривается специальное питание растворами сахара, глюкозы, соками. Ациклические движения не обладают слитной повторяемостью циклов и представляют собою стереотипно следующие фазы движений с четким завершением. Чтобы выполнить их, необходимо проявить силу, быстроту, высокую координацию движений (движения силового и скоростно-силового характера). Успешность выполнения этих упражнений связана с проявлением либо максимальной силы, либо скорости, либо сочетания того и другого и зависит от необходимого уровня функциональной готовности систем организма в целом. К средствам физической культуры относятся не только физические упражнения, но и оздоровительные силы природы (солнце, воздух и вода), гигиенические факторы (режим труда, сна, питания, санитарно-гигиенические условия). Использование оздоровительных сил природы способствует укреплению и активизации защитных сил организма, стимулирует обмен веществ и деятельность физиологических систем и отдельных органов. Чтобы повысить уровень физической и умственной работоспособности, необходимо бывать на свежем воздухе, отказаться от вредных привычек, проявлять двигательную активность, заниматься закаливанием. Систематические занятия физическими упражнениями в условиях напряженной учебной деятельности снимают нервно-психические напряжения, а систематическая мышечная деятельность повышает психическую, умственную и эмоциональную устойчивость организма при напряженной учебной работе.

Максимальная, субмаксимальная, большая, умеренная зоны мощности физической работы.

Работа в зоне максимальной мощности в среднем продолжатся в течение 15-20 секунд. Только в конце работы креатинфосфатная реакция замещается гликолизом.  Примером физических упражнений, выполняемых в зоне максимальной мощности, является бег на короткие дистанции, прыжки в длину и высоту, некоторые гимнастические упражнения, подъём штанги.

Работа в зоне субмаксимальной мощности имеет продолжительность до 5 минут. Ведущий механизм ресинтеза АТФ - гликолитический. В начале работы, пока гликолиз не достиг максимальной скорости, образование АТФ идет за счет креатинфосфата, а в конце работы гликолиз начинает заменяться тканевым дыханием. Работа в зоне субмаксимальной мощности характеризуется самым высоким кислородным долгом - до 20 л. Примером физических нагрузок в этой зоне мощности является бег на средние дистанции, плавание на короткие дистанции, велосипедные гонки на треке.

Работа в зоне большой мощности имеет предельную продолжительность 30 минут. Для работы в этой зоне характерен примерно одинаковый вклад гликолиза и тканевого дыхания. Креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ функционирует только в самом начале работы и поэтому его доля в общем энергообеспечении данной работы мала. Примером упражнений в этой зоне мощности является бег на 5000 м, бег на коньках на стайерские дистанции, лыжные гонки по пересеченной местности, плавание на средние и длинные дистанции.

Работа в зоне умеренной мощности продолжается свыше 30 мин. Энергообеспечение мышечной деятельности происходит преимущественно аэробным путем. Примером работы такой мощности является марафонский бег, легкоатлетический кросс, спортивная ходьба, шоссейные велогонки, лыжные гонки на длинные дистанции, турпоходы.

В ациклических и ситуационных видах спорта ( гимнастические упражнения, единоборства, спортивные игры) мощность выполняемой работы многократно меняется. Так, у футболиста бег с умеренной скоростью (зона большой мощности) чередуется с бегом на короткие дистанции со спринтерской скоростью (зона максимальной или субмаксимальной мощности), можно найти и такие отрезки игры, когда мощность работы значительно снижается (зона умеренной мощности). Такие примеры можно привести в отношении многих других видов спорта. Понимание процессов работы вашего организма позволит продуктивнее строить тренировочный процесс.