1.3. Морфофункціональні основи витривалості

Основними факторами, що зумовлюють прояв витривалості, є структура м’язів, внутрішньом’язова та міжм’язова координація, продуктивність роботи серцево-судинної (СС), дихальної та нервової систем, запаси енергоматеріалів в організмі, рівень розвитку інших рухових якостей; технічна та тактична економічність рухової діяльності (М.М.Липець, 1997).

Структура м’язів. Співвідношення м’язових волокон різного типу генетично детерміноване. Тому люди, у м’язах яких переважають червоні м’язові волокна (І тип), мають генетичні задатки до роботи на витривалість. Недарма у м’язах видатних спортсменів, що спеціалізуються в стаєрських дисциплінах, переважають червоні м’язові волокна (Н.А.Фомін, 1982).

Прояв швидкісної та силової витривалості значною мірою обумовлюється відносною кількістю волокон типу ІІ, а у м’язах людини вони поєднують у собі якості чисто швидкісних (типу ІІ в.) та витривалих (типу І в.) м’язових волокон.

Внутрішньом’язова та міжм’язова координація. Внутрішньом’язова координація проявляється у почерговому залученні до роботи рухових одиниць м’язів при тривалому виконанні вправ з неграничною інтенсивністю. Вона добре розвивається при виконанні вправ на фоні помірно втоми. У той же час при жорстких режимах навантаження та відпочинку внаслідок значної втоми до роботи залучається все більша кількість рухових одиниць м’язів, що несуть основне навантаження у відповідній вправі. А це, в свою чергу, прискорює розвиток втоми (R.Komi, P.Texh, 1979; B.Maton, 1981).

Внаслідок раціональної міжм’язової координації до роботи залучаються лише ті м’язи, що несуть основне навантаження при виконанні певної вправи. Це сприяє меншим витратам енергії на одиницю роботи, що виконується, а отже, і зумовлює можливість виконати більшу роботу як за обсягом, так і за інтенсивністю Добре треновані люди відрізняються хорошою міжм’язовою координацією, що зовні проявляється у плавності, злитті рухів, відсутності їх скутості. І навпаки, при недостатній тренованості на фоні втоми відбувається зниження активності основних м’язових груп і посилення активності м’язів, які не повинні приймати участь у виконанні конкретної рухової дії. Це призводить до зниження ефективності рухів, збільшення енерговитрат, поглиблення втоми і, як наслідок, зниження працездатності. Міжм’язова координація найбільш ефективно вдосконалюється також при виконанні тренувальних завдань лише на фоні помірної втоми (В.С.Міщенко, 1990).

Продуктивність роботи систем енергозабезпечення. Важливе значення в досягненні високих показників витривалості мають фактори енергозабезпечення м’язової діяльності (табл. 1.1).

Вирішальним фактором прояву високого рівня витривалості у тривалій роботі є ефективність функціонування системи постачання кисню до організму (аеробне енергоджерело).

Рівень аеробної продуктивності обумовлюється можливостями кисневотранспортної системи, яка абсорбує кисень із повітря і транспортує його до працюючих м’язів та інших активних органів і тканин тіла, і системи утилізації кисню, тобто м’язової системи, екстрагуючої і утилізуючої кисень, що постачається (В.М.Платоном, М.М.Булатова, 1995).

Таблиця 1.1.

Питома вага анаеробних та аеробних процесів в енергозабезпеченні максимального фізичного навантаження різної тривалості

(P.D.Gollnick, L.Hermansen, 1973)

Практична тривалість	Енергетична вартість, ккал			Питома вага, %
10 с	20	4	24	83	17
1 хв	30	20	50	60	40
2 хв	30	45	75	40	60
5 хв	30	120	150	20	80
10 хв	25	245	270	9	91
30 хв	20	675	695	3	97
60 хв	15	1200	1215	1	99

Характерними показниками ефективності роботи системи постачання кисню є її потужність, ємність, рухливість та економічність. Узагальненим показником потужності аеробного енергоджерела є рівень максимального поглинання кисню (МПК) (В.В.Розенблат, 1975). Провідні атлети світу (В.Куц) у видах спорту, що пов’язані з переважним проявом витривалості, мають показники МПК понад 70 мл/кг/хв – жінки та понад 80 мл/кг/хв – чоловіки. Потужність аеробного енергоджерела має суттєвий взаємозв’язок зі спортивними результатами у бігу на середні та довгі дистанції. При цьому чим триваліша фізична робота, тим тісніший взаємозв’язок її ефективності з показниками МПК. Аналогічний взаємозв’язок спостерігається і в інших циклічних видах спорту. Поряд з цим, наприклад, у бігунів світового рівня показник МПК за останні 50 років мало змінився, а результати неймовірно зросли. Це свідчить про те, що потужність аеробного енергоджерела є лише одним із факторів, що обумовлюють прояв витривалості (Л.П.Матвєєв, 1977).

Рівень витривалості до роботи аеробного характеру залежить також від ємності аеробної системи енергозабезпечення. Під нею розуміється об’єм запасів субстратів окислювальних реакцій, що можуть бути використані при тривалому виконанні напруженої роботи (В.Д.Моногаров, 1994). Так, нетреновані люди здатні виконувати фізичну роботу на рівні 70 % від МПК до 30 хв, а добре треновані спортсмени, що спеціалізуються у стаєрських дисциплінах – понад 2 год. Аеробну ємність можна покращити широким застосуванням методу безперервної стандартизованої вправи. Інтенсивність навантажень повинна бути в межах аеробно-анаеробного порогу конкретної людини.

Утворення енергії, необхідної для виконання м’язової роботи, відбувається в результаті хімічних реакцій, заснованих на використанні трьох видів джерел: алактатних анаеробних, лактатних анаеробних і аеробних (В.М.Платонов, М.М.Булатова, 1995). Можливості кожного із цих джерел визначаються потужністю, тобто швидкістю вивільнення енергії в метаболічних процесах, і ємністю, тобто величиною досяжних для використання субстратних фондів (табл. 1.2).

Таблиця 1.2.

Енергозабезпечення м’язової роботи

Джерело	Шлях утворення	Час утворення	Термін дії	Тривалість максимального виділення енергії
Алактатне анаеробне	Креатинфосфокіназна і міокіназна реакція, АТФ м’язів	0	до 30 с	до 10 с
Лактатне анаеробне	Гліколіз з утворенням лактату	15-20	від 30 с до 5-6 хв	від 30 с до 1 хв 30 с
Аеробне	Окислення вуглеводів і жирів киснем	90-180	до кількох годин	2-5 хв

Використання запасів АТФ тканин, а також креатинфосфокіназна і, менше, міокіназна реакції здатні за мінімальний час забезпечити працюючі органи великою кількістю енергії. Анаеробні алактатні джерела відіграють вирішальну роль в енергозабезпеченні роботи максимальної інтенсивності, тривалість якої коливається в діапазоні 15-30 с (рис. 1, табл. 1.2).

Енергозабезпечення, %	100 50 0
		20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 тривалість роботи, с

Рис. 1 Затрата енергетичних ресурсів під час м’язової діяльності різної тривалості: 1 – АТФ; 2 – КФ; 3 – лактатні; 4 – аеробні (І.Holmer, 1979)

Важливе значення в результативності роботи на витривалість має економічність рухових дій. Чим менше енергії витрачає людина на одиницю виконаної роботи, тим економніше вона здійснює рухову діяльність, і тим продуктивнішою вона. Так, наприклад, киснева вартість бігу зі стандартною швидкістю у марафонців одного класу має коливання до 20 % (B.Siodin, I.Svedenhag, 1985 P.O.Acтранд, 1994). Економічність рухових дій – це комплексний показник, що обумовлюється функціональною економічністю, технічною економічністю та оптимальним рівнем розвитку гнучкості (М.М.Липець, Г.М.Андрієнко, 1993).

Функціональна економічність обумовлюється ступенем узгодженості в роботі вегетативних систем та здатністю тривалий час працювати у стійкому стані при високому рівні поглинання кисню. Так порогова інтенсивність (початок накопичення лактату у крові) фізичного навантаження у нетренованих людей становить близько 50 %, а у висококваліфікованих спортсменів – понад 85 % від максимальної аеробної продуктивності (P.O.Астранд, 1994).

Технічна економічність обумовлюється раціональною біотехнічною структурою рухів і їх автоматизацією.