Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные физкультурно-оздоровительные технологии (высокоинтенсивные интервальные тренировки). Учебное пособие
.pdf
11
высоким функциональным возможностям (например, силе и выносливости),
которые могут быть достигнуты в результате физических тренировок (фитнестренировок). Следует отметить, что высокие уровни таких компонентов двигательной подготовленности, как скорость, мощность и ловкость, не считаются
необходимыми для поддержания физической подготовленности, связанной со
здоровьем.
Концепции двигательной подготовленности и физической подготовленности, связанной со здоровьем, не всегда четко отличались друг от друга. На
самом деле исторически сложилось так, что как специалисты, так и любители
в отрасли физической культуры и спорта стремились объединить эти два понятия. Часто кажется, что преподаватели физической культуры и другие люди,
стремящиеся достичь целей, связанных со здоровьем, при этом программируют
процесс физической подготовки вокруг двигательной подготовленности. Только в последние годы этот парадокс стал очевидным.
В 80-х гг. прошлого века было показано, что физическая подготовленность состоит из широкого диапазона двигательных способностей (таких как
ловкость, мощность, скорость, равновесие и т. д.) и только небольшая часть
компонентов физической подготовленности связана со здоровьем, а именно:
аэробная производительность, максимальная сила и силовая выносливость,
композиция (состав) тела и гибкости [90].
1.1. АЭРОБНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
Среди факторов физической подготовленности, связанных со здоровьем,
аэробная производительность может быть наиболее значимой. Под аэробной
производительностью (АП) понимают функциональные свойства организма,
которые обеспечивают поступление в организм, транспорт и утилизацию кислорода при мышечной деятельности.
«Аэробный механизм ресинтеза АТФ связан с аэробными процессами
окисления энергетических субстратов. Аэробные возможности организма определяются запасами в нем субстратов, которыми являются гликоген в мышцах
и печени и жиры, находящиеся как в самих мышечных волокнах, так и в жировых депо организма (подкожной жировой ткани, сальниках и др.). При длительных физических нагрузках, обеспечиваемых энергией за счет аэробных
процессов, липиды являются основными энергетическими источниками для
скелетных мышц» [149, с 34]. Кроме того, аэробные процессы в большой степени зависят от кислородтранспортных возможностей обеспечения работаю-
12
щих мышц кислородом. Они определяются способностью дыхательной, сердечно-сосудистой систем и системой крови доставлять кислород к работающим
мышцам и утилизировать его в них. При этом большое значение имеет активность ферментных систем, обеспечивающих утилизацию кислорода в тканях.
На протекание аэробных процессов оказывают влияние продукты анаэробного обмена, действуя угнетающе на механизмы аэробного ресинтеза аденозинтрифосфата (АТФ). Накопившиеся продукты анаэробного метаболизма замедляют процессы окисления в митохондриях мышечных волокон, нарушают
проницаемость мембран на уровне тканевого дыхания.
«Субстратами аэробного ресинтеза АТФ являются углеводы, жиры и
кислород. Соотношение между этими энергетическими ресурсами определяется мощностью выполняемой работы. При работе невысокой интенсивности
(до 50 % от уровня максимального потребления кислорода (МПК)) энерготраты обеспечиваются главным образом за счет окисления жиров. При более интенсивной работе нарастает доля углеводов в энергообеспечении и уменьшается доля жиров. При работе на уровне 90 % МПК около 90 % энергопродукции обеспечивается за счет углеводов. При максимальной интенсивности
работы практически вся энергопродукция обеспечивается за счет углеводов»
[149, с. 35].
Аэробная производительность характеризуется в первую очередь состоянием кардиореспираторной системы, что наряду с другими функциональными свойствами организма определяет физическую работоспособность человека,
а также уровень его здоровья.
В целом следует выделять следующие четыре группы факторов, опреде-
ляющих уровень аэробной работоспособности:
1) факторы, ответственные за поступление кислорода в организм (такие
как система вентиляции);
2) факторы, определяющие связывание кислорода кровью (такие как си-
стема крови);
3) факторы, обеспечивающие транспорт кислорода в ткани (такие как си-
стема циркуляции);
4) факторы, обусловливающие утилизацию кислорода тканями (такие как
система утилизации кислорода).
Аэробная производительность характеризуется критериями мощности,
емкости, подвижности и эффективности этого способа энергопродукции.
Мощность аэробного механизма отражает величина максимального потребления кислорода МПК, важнейшая качественная сторона аэробного спосо-
13
ба энергообеспечения. Абсолютный показатель выражается в л/мин, относительный — в мл/кг/мин. Для представителей, например, циклических видов
спорта величины МПК/вес для тренированных спортсменов достигают 65–
80 мл/кг/мин.
Емкость аэробного механизма рассматривается как способность удерживать максимально долгое время состояние, при котором организм поглощает
околопредельное (95 ± 5 %) количество кислорода. В качестве показателей емкости используется время удержания МПК или суммарное количество кислорода, поглощаемого за это же время. Хорошо подготовленные спортсмены способны работать на уровне МПК до 30–40 мин и более.
Подвижность аэробного механизма энергообеспечения — это время
выхода этого механизма на 100 %-ную мощность, т. е. время выхода организма
на МПК. Более подготовленные спортсмены могут выходить на этот уровень за
2,5–3 мин, в то время как спортсмены низкой квалификации достигают МПК
только за 5–6 мин. Эта способность позволяет избегать излишнего анаэробиза
в начальном периоде работы, быстрее выйти на уровень устойчивого состояния
и в итоге обеспечить более высокую работоспособность.
Эффективность аэробного механизма энергообеспечения — коэффициент полезного действия этого механизма, т. е. то, сколько энергии, даваемой
путем окислительного фосфорилирования, идет на сокращение самих работающих мышц. Эффективность аэробного механизма составляет от 30 до 60 %
и с ростом тренированности повышается. Одним из простых показателей эффективности является коэффициент использования кислорода из вдыхаемого
воздуха на уровне МПК, который повышается с тренированностью. Наиболее
часто в качестве показателей аэробной эффективности используется величина
порога анаэробного обмена (ПАНО) в процентах МПК или величине частоты
сердечных сокращений (ЧСС). Так, у нетренированных величина ПАНО составляет 50–60 % от МПК и ЧСС равно 130 уд/мин, а у спортсменов — до 70–
90 % от МПК при ЧСС до 160–170 уд/мин.
Степень развития аэробных процессов энергообразования характеризует
МПК. Величина МПК выражает максимальные возможности физиологических
систем, участвующих в кислородном обеспечении мышечной работы, а именно:
внешнего дыхания, кровообращения, крови и тканевой утилизации кислорода.
Систематические занятия физическими упражнениями способствуют повышению величин доступного для данного индивидуума МПК [149]. Аэробная производительность является важнейшим условием для развития всех основных
физических качеств, основой способности организма к перенесению высоких
14
специфических нагрузок, возможности реализовать функциональный потенциал для интенсивного протекания процессов восстановления.
Во многих эпидемиологических исследованиях изучалась связь между
аэробной производительностью (АП) и смертностью или развитием заболеваний, связанных с образом жизни [111]. Например, Kodama [69] провел эпидемиологическое исследование, целью которого являлось определение количественных взаимосвязей между АП и ишемической болезнью сердца (ИБС), сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) или смертностью от всех причин у
здоровых мужчин и женщин. Были включены исследования, в которых сообщалось о связи исходного уровня АП с ИБС, ССЗ или со смертностью от всех
причин у здоровых участников. Два автора независимо получили соответствующие данные. АП оценивали как мощность аэробного механизма (MAМ), выраженную в единицах метаболического эквивалента (MET). Участники были
классифицированы как с низкой (< 7,9 MET), средней (7,9–10,8 МЕТ) или высокой АП (≥ 10,9 MET).
Данные были получены из 33 подходящих исследований (смертность от
всех причин, 102 980 участников и 6 910 случаев; ИБС/ССЗ, 84 323 участника
и 4 485 случаев). Установлено, что улучшение АП было связано с более низким
риском смертности от всех причин и ИБС/ССЗ. Участники с МАМ 7,9 МЕТ или
более имели существенно более низкие показатели смертности от всех причин
и ИБС/ССЗ по сравнению с участниками с МАМ менее 7,9 MET.
1.2. МАКСИМАЛЬНАЯ СИЛА И СИЛОВАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ
Максимальная сила, мощность и силовая выносливость являются компонентами силовых способностей человека.
Максимальная сила — это величина внутренней силы, позволяющая
при помощи максимального произвольного сокращения полностью задействовать нервно-мышечную систему для противодействия внешним силам. Максимальная сила проявляется в относительно медленных движениях с большим
внешним отягощением и при изометрических усилиях. Выделяют:
− максимальную изометрическую (статическую) силу — показатель
силы, определяемый временем предельного отягощения или сопротивления с
максимальным напряжением мышц;
− медленную динамическую (жимовую) силу — сила, которая проявля-
ется во время перемещения предметов большой массы, когда скорость не имеет
значения, а прилагаемое усилие достигает максимальных значений.
15
Максимальную силу рассматривают в абсолютном и относительном отношении к массе тела. Проявление максимальной силы зависит от поперечника
мышцы, но в большей степени — от производительности центральной нервной
системы (ЦНС). Регуляция силы сокращения мышц осуществляется ЦНС посредством трех основных механизмов регуляции: числа активных двигательных единиц, частоты их импульсации и активности отдельных двигательных
единиц во времени (синхронизации частоты) [138]. При выполнении силовых
движений, которые практически всегда предполагают задействование большого
количества мышечных групп, большое значение в их результативности имеет
сформированный навык его выполнения (межмышечная координация) [137].
Силовая выносливость — это способность нервно-мышечной системы
в течение определенного времени развивать как можно большую сумму силовых импульсов в качестве сопротивления достаточно высокому уровню физической нагрузки (динамическую) или с удерживанием мышечного напряжения
в течение длительного времени (статическую) без заметного снижения ее параметров [147]. Выделяют кратко- (от 30 с до 2 мин), средне- и долгосрочную
силовую (свыше 2 мин) выносливость [137]. Показатели максимальной силы и
силовой выносливости положительно взаимосвязаны в группе здоровых молодых мужчин и женщин в возрасте 18–21 года.
Проявление силовой выносливости, особенно краткосрочной, достаточно
сильно зависит от анаэробной производительности, под которой понимается
способность совершать напряженную мышечную работу в условиях дефицита
снабжения тканей кислородом за счет анаэробных механизмов энергообеспечения. В анаэробном пути ресинтеза АТФ различают два основных механизма:
1. Анаэробный алактатный или креатинфосфокиназный механизм. Алак-
татные возможности организма спортсмена зависят от способности использовать энергию в бескислородных условиях, что в значительной степени определяется запасами макроэргических фосфорных соединений (АТФ и креатинфосфат (КрФ)), мощностью соответствующих им ферментных систем и скоростью
их расходования.
2. Анаэробный гликолитический механизм. Этот механизм более медлен-
ный по скорости развертывания, чем креатинфосфокиназный. Гликолитические, или лактатные, возможности организма зависят от запасов углеводов,
находящихся в основном в виде гликогена мышц (около 400 г), гликогена печени (около 70 г) и в виде свободной глюкозы в крови и во внеклеточной жидкости (около 30 г). Кроме того, гликолитические возможности зависят от способности организма противостоять неблагоприятным изменениям в нем в связи
16
с накоплением значительного количества молочной кислоты. Окисление лактата (молочной кислоты) происходит в «красных» скелетных мышечных волокнах, в сердечной мышце, в печени и в некоторых других органах. В печени,
кроме того, осуществляется ресинтез молочной кислоты в гликоген. Нейтрализация лактата осуществляется буферными системами и зависит от буферной
емкости крови. К буферным системам крови относятся бикарбонатная (13 %),
фосфатная (1 %) и белковая, в том числе гемоглобиновая (86 %).
Каждый механизм ресинтеза АТФ характеризуется четырьмя качественными и количественными характеристиками: мощностью, емкостью, подвижностью и эффективностью.
Мощность каждого из механизмов характеризует максимальное количество энергии, которое может дать данный механизм для организма во время
максимальной мобилизации. Так, мощность креатинфосфокиназного механизма
энергообеспечения может быть оценена по максимальной мощности кратковременной работы.
«Емкость анаэробных механизмов характеризует суммарное количество энергии, которое может дать данный механизм для работы. Чаще используют для характеристики емкости время работы организма на данном механизме. Анаэробная емкость измеряется величиной суммарного кислородного долга, образуемого после субмаксимальной работы. Он составляет 4–5 л у нетренированных и до 20 л и более у тренированных. В кислородном долге выделяют алактатную (1/3) и лактатную фракции (2/3).
Анаэробную емкость можно измерять и величиной максимального лактата после специальных изнуряющих тестов. Энергетическая емкость КрФ механизма составляет около 600 кДж/кг, а временная — 5–6 с у нетренированных
и до 6–8 с у тренированных. Алактатный кислородный долг составляет до
20 мл/кг, а у тренированных — до 55 мл/кг и выше. Энергетическая емкость
гликолитического механизма составляет около 1 050 кДж/кг, а временная —
до 30–60 с у нетренированных и до 90–120 с у тренированных. Лактатный кислородный долг составляет до 40 мл/кг у нетренированных и до 110 и более
у тренированных. Емкость гликолитического механизма, определенная максимальной концентрацией лактата, составляет до 0,8 г/кг у нетренированных
и до 2,2 г/кг и выше у тренированных» [149, с. 39].
«Подвижность анаэробных механизмов отражает скорость выхода каждого из механизмов на 100 %-ную мощность. КрФ-механизм имеет этот показатель в 2–3 с у нетренированных и до 1–2 с у тренированных, а затем быстро
и прогрессивно уменьшает свой вклад в работу. Гликолитический механизм до-
17
стигает 100 %-ной мощности у нетренированных за 40–60 с, а у тренированных — за 20–40 с. Эффективность анаэробных механизмов характеризует КПД
(в %) вклада каждого механизма в ресинтез АТФ. У КрФ-механизма он составляет около 70–80 %, а у гликолиза — около 35 % у нетренированных и до 50 %
у тренированных. Для анаэробной работоспособности имеет значение степень
совершенства компенсаторных механизмов, позволяющих выполнять напряженную работу, несмотря на возникающие резкие сдвиги во внутренней среде.
Как уже отмечалось, показателем емкости анаэробной производительности является величина кислородного долга. С ростом тренированности этот показатель увеличивается, что говорит об адаптации организма спортсменов к напряженной работе в условиях недостаточного снабжения мышц кислородом.
Анаэробные способности весьма нестойки, и при прекращении специальной тренировки их уровень быстро снижается. При этом следует учитывать, что
на долю наследственного фактора изменчивости анаэробного механизма энергообеспечения приходится до 90 %» [149, с. 40].
Vaara и др. [14] провели перекрестное исследование с целью изучения ассоциации максимальной силы и силовой выносливости с отдельными и групповыми сердечно-сосудистыми факторами риска у 686 молодых мужчин в возрасте 25 ± 5 лет. Силовая выносливость была обратно связана с триглицеридами, холестерином s-LDL, глюкозой и артериальным давлением (β = от –0,09
до –0,23, p < 0,05) и положительно с холестерином s-HDL (β = 0,17, p < 0,001)
независимо от аэробной производительности. Силовая выносливость была отрицательно связана с кластерным фактором сердечно-сосудистого риска, независимым от аэробной производительности (β = 0,26, p < 0,05), тогда как максимальная сила не была связана ни с одним из факторов сердечно-сосудистого
риска или кластерным фактором сердечно-сосудистого риска, независимым от
аэробной производительности. Это перекрестное исследование показало, что
у молодых мужчин силовая выносливость и аэробная производительность независимо связаны с кластеризацией сердечно-сосудистых факторов риска, тогда
как максимальная сила нет.
Напротив, Leong и др. [103] провели проспективное эпидемиологическое
исследование в городских и сельских районах 17 стран с разным уровнем дохода и различными социокультурными условиями, в котором показали, что снижение максимальной силы, измеряемой силой хвата, связано с повышенным
риском смертности от всех причин и сердечно-сосудистой смертности. Сила
хвата была обратно пропорционально связана со смертностью от всех причин
(коэффициент риска на 5 кг снижения силы хвата 1,16; 95 % ДИ 1,13–1,20;
18
p < 0,0001), с сердечно-сосудистой смертностью (1,17; 95 % ДИ 1,11–1,24;
p < 0,0001), несосудистой смертностью (1,17; 95 % ДИ 1,12–1,21; p < 0,0001),
инфарктом миокарда (1,07; 95 % ДИ; p = 0,002) и инсультом (1,09; 95 % ДИ
1,05–1,15; p < 0,0001). Сила хвата была более сильным предиктором смертности
от всех причин и сердечно-сосудистых заболеваний, чем систолическое артериальное давление. Авторами не обнаружено существенной связи между силой
хвата и заболеваемостью диабетом, риском госпитализации по поводу пневмонии или хронической обструктивной болезни легких, травмы при падении или
перелома.
Стоит отметить, что максимальная сила является важным фактором здоровья опорно-двигательного аппарата у взрослых и пожилых людей. Так, в исследовании Zengin и др. [124], целью которого являлось изучение связи мышечной силы и показателей костной ткани большеберцовой кости у стареющих
мужчин (n = 301) в возрасте 40–85 лет, авторами установлено, что мышечная
сила положительно прогнозировала состояние костей у взрослых и пожилых
мужчин.
1.3. КОМПОЗИЦИЯ (СОСТАВ) ТЕЛА
Масса тела включает многочисленные компоненты, относительные пропорции которых колеблются. Общая масса тела включает кости, мышцы, жировую ткань, кровь и т. д. Одной из самых распространенных является двухкомпонентная модель описания композиции тела, включающая жировую и безжировую массу. Масса тела увеличивается пропорционально длине тела. Соотношение массы и длины тела определяют посредством индекса массы тела
(ИМТ), рассчитываемого как соотношение массы тела в килограммах и длины
тела в метрах в квадрате (кг/м2).
ИМТ — несовершенный показатель композиции тела. Тем не менее
наибольший прирост массы тела может осуществляться за счет жировой ткани
и в меньшей степени — мышечной ткани. У девушек масса тела имеет значительную динамику в зависимости от фазы менструального цикла, что связано
с накоплением жидкости в организме. Для определения точной композиции тела используют биоимпедансный метод исследования, основанный на различном
электрическом сопротивлении тканей тела.
Компоненты жировой ткани тесно связаны со здоровьем, например, висцеральная жировая ткань связана с чувствительностью тканей к инсулину, метаболическим синдромом и сахарным диабетом II типа. Эпидемиологичес-
19
кие исследования показали повышение заболеваемости и смертности при
ИМТ > 30 кг/м2. Прогрессирующая избыточная смертность выше диапазона
ИМТ 22,5–25 кг/м2 обусловлена главным образом сосудистыми заболеваниями
и, вероятно, в значительной степени причинно-следственной связью. На каждые
пять единиц ИМТ > 25 кг/м2 общая смертность увеличивается на ~ 30 % [140].
Не менее важным является влияние высоких значений ИМТ на состояние
психики человека. Nieśpiałowski и Terelak [87] провели исследование с целью
определения взаимосвязи между самооценкой и стилями преодоления стресса
у людей с ожирением. Авторами установлено, что регуляция и защита когнитивных ресурсов от влияния стресса, связанного с ожирением, выражаются
в концентрации на негативных эмоциях и внешних компенсаторных проявлениях, направленных на мысленное бегство от неприемлемого образа тела. Было
обнаружено, что люди с ожирением характеризуются более низким уровнем
самооценки, чем люди с нормальным весом. Более того, люди с ожирением
предпочитают эмоционально-ориентированные и избегающие стили преодоления трудностей.
1.4. ГИБКОСТЬ
Гибкость — свойство, присущее тканям тела, которое характеризуется
доступным диапазоном движения в суставе или группе суставов без нарушения
целостности тканей [60]. Диапазон движения в суставе зависит от двух ком-
понентов: собственного диапазона движения, ограниченного типом сустава,
индивидуальными анатомическими особенностями строения костей и их сочленений; связками, длиной и податливостью мышц [34], характеризующейся
мышечным тонусом, и жесткостью. На протяжении многих лет она считается
основным компонентом физической подготовленности, связанным со здоровьем, и находится в одном ряду с аэробной производительностью, силовой выносливостью, максимальной силой, композицией (составом) тела.
Тем не менее в последнее время авторы приходят к выводу, что гибкость — наименее значимый компонент физической подготовленности, связанный со здоровьем. Например, Nuzzo [89] в своем широкомасштабном обзорном
исследовании формулирует следующий вывод: «Гибкость исследуется более
100 лет. Ее послужной список не впечатляет, особенно если рассматривать его
в свете других компонентов физической подготовленности. Гибкости не хватает прогностической ценности и одновременной валидности со значимыми результатами для здоровья и работоспособности. Следовательно, от нее следует
20
отказаться как от основного компонента физической подготовленности, связанного со здоровьем».
Традиционно для поддержания и развития гибкости как важной составляющей физического здоровья используются специальные техники растяжки.
Однако, как показывают исследования, функционально значимые уровни гибкости могут быть поддержаны или восстановлены с помощью физических упражнений, которые обеспечивают более значимую пользу для здоровья и работоспособности [89] или при достаточной по объему и разнообразной по содержанию физической активности [81].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАЗДЕЛУ
Рассмотренные компоненты физической подготовленности связаны преимущественно со снижением риска развития метаболических нарушений, сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний опорно-двигательного аппарата
и смертности от всех причин. Наиболее важными факторами физической
подготовленности в контексте здоровья человека являются аэробная производительность, максимальная сила, силовая выносливость и композиция тела, в то
время как гибкость, по данным современных исследований, является достаточно спорным компонентом, связанным со здоровьем.
Аэробная производительность определяется функциональными свойствами организма, которые обеспечивают поступление в организм, транспорт
и утилизацию кислорода при мышечной деятельности и характеризуется критериями мощности, емкости, подвижности и эффективности. Высокие уровни
аэробной производительности снижают риски ишемической болезни сердца,
сердечно-сосудистых заболеваний и смертности от всех причин у здоровых
мужчин и женщин.
Максимальная сила и силовая выносливость являются компонентами силовых способностей человека. Максимальная сила — важный фактор здоровья
опорно-двигательного аппарата. Силовая выносливость связана со снижением
сердечно-сосудистых факторов риска.
Композиция (состав) тела описывает пропорции различных компонентов тела. Двухкомпонентная модель описания композиции тела, включающая
жировую и безжировую массу, является одной из самых распространенных.
Компоненты жировой ткани тесно связаны со здоровьем, например, висцеральная жировая ткань связана с чувствительностью тканей к инсулину, метаболическим синдромом и сахарным диабетом II типа. На каждые пять единиц
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]