Скачиваний:
242
Добавлен:
25.04.2015
Размер:
2.33 Mб
Скачать

повышение мощности и эффективности (экономичности) внешнего дыхания;

повышение диффузионной способности легких.

Система крови

Многие показатели крови могут существенно влиять на аэробную выносливость. Прежде всего, от объема крови и содержания в ней гемоглобина зависят кислородтранспортные возможности организма.

Объем и состав крови. Тренировка выносливости ведет к значительному увеличению объема циркулирующей крови (ОЦК). У спортсменов он значительно больше, чем у нетренированных людей (табл. 10). Причем увеличение ОЦК является специфическим эффектом тренировки выносливости его не наблюдается у представителей скоростносиловых видов спорта. С учетом размеров (веса) тела разница между ОЦК у выносливых спортсменов, с одной стороны, и нетренированных людей и спортсменов, тренирующих другие физические качества, с другой, в среднем составляет более 20%.

Таблица 10. Объем циркулирующей крови и ее составных частей у спортсменов, тренирующих выносливость, и нетренированных мужчин (Л. Рёккер, 1977)

Показатели

Спортсмены

Неспортсмены

ОЦК (л)

6,4

5,5

ОЦК (мл/кг веса тела)

95,4

76,3

Объем циркулирующей плазмы (ОЦКл), л

3,6

3,1

ОЦКл (мл/кг веса тела)

55,2

43,0

Объем циркулирующих эритроцитов (ОЦЭр), л

2,8

2,4

ОЦЭр (мл/кг веса тела)

40,4

33,6

Гематокрит

42,8

44,6

Как следует из данных, приведенных в таблице, прирост ОЦК у спортсменов в большей степени обусловлен увеличением объема плазмы, чем объемом эритроцитов. Соответственно показатель гематокрита (вязкости крови) у них имеет тенденцию быть ниже, чем у неспортсменов.

Увеличение объема плазмы у спортсменов, тренирующих выносливость, с,вязано с повышением общего содержания белков в циркулирующей крови. Это повышение отражает стимулируемый тренировкой выносливости усиленный синтез белков в печени (главным образом, альбуминов и глобулинов). Увеличение концентрации белков в плазме крови повышает ее коллоидно-осмотическое давление, что автоматически ведет к абсорбции дополнительного количества жидкости извнесосудистых (межклеточных, тканевых) пространств в кровь. В результате объем циркулирующей плазмы увеличивается, а концентрация белка в плазме крови поддерживается на нормальном уровне - около 7 г%. Более того, у спортсменов концентрация белков в плазме крови может быть даже несколько меньше и соответственно кол-лоидно-бсмотичёскбё давление плазмы крови ниже, чем у нетренированных людей (табл. 11).

Таблица 11. Содержание белка, объем и коллоидно-осмотическое давление плазмы крови у спортсменов (велосипедистов, бегунов на средние и длинные дистанции) и у нетренированных мужчин (данные Л. Рёккера и др., 1976)

Показатели

Спортсмены (n = 40)

Внутрисосудистое (общее) содержание белка (г/кг 3,75 веса тела)

ОЦКл (мл/кг веса тела)

54,6

Концентрация белка в плазме крови (г %)

6,8

Коллоидно-осмотическое давление (мм рт. ст)

30,0

Неспортсмены (n =49)

3,09

42,7

7,1

38,0

Увеличение ОЦК имеет очень большое значение для повышения кислородтранспортных возможностей спортсменов, тренирующих выносливость. Прежде всего, благодаря увеличению ОЦК растет центральный объем крови и венозный возврат к сердцу, что обеспечивает большой систолический объем крови.. Увеличенный ОЦК позволяет направлять большое количество крови в кожную сеть и таким образом увеличивает возможнбсти организма для теплоотдачи во время длительной работы. "Излишек" плазмы дает также резерв для ее дополнительной потери во время работы (гемоконцентрации) без значительного повышения гема-токрита крови. Это облегчает работу сердца при "прокачивании" больших количеств кроди с высокой скоростью во время нагрузки большой аэробной мощности. Кроме того, увеличенный объем плазмы обеспечивает большее разведение продуктов тканевого обмена,. поступающих в кровь во время работы (например, молочной кислоты), и тем самым снижает их концентрацию в крови.

Красная кровь (эритроциты и гемоглобин). Содержание гемоглобина в крови определяет ее кислородную емкость и, следовательно, ее кислородтранспортные возможности. Поэтому на первый взгляд неожиданно, что концентрация эритроцитов и гемоглобина в крови у представителей видов спорта, требующих проявления выносливости, в среднем такая же (или даже несколько ниже), как у неспортсменов или у спортсменов других видов спорта (табл. 12).

Таблица 12 Показатели красной крови у спортсменов и неспортсменов (данные разных авторов)

 

 

 

Общее

Среднее

Исследуемая группа

Концентрация

Концентрация

содержание

содержание

и авторы

эритроцитов,

гемоглобина,

гемоглобина

гемоглобина в

исследований

млн/мм3

г%

г

г/кг веса

 

 

 

эритроците, г%

 

 

 

 

тела

 

Бегуны на средние и

 

 

 

 

 

длинные дистанции

4,77

14,6

840

13,6

 

(n=40)

 

 

 

 

 

Неспортсмены

 

 

 

 

 

(n=12) (данные Б.

4,97

15,1

747

11,3

 

Бразерхуда и др.,

 

 

 

 

 

 

1975)

 

 

 

 

 

Лыжники и бегуны

 

 

 

 

 

на средние и

 

16,0

1061

15,6

34,2

длинные дистанции

 

 

 

 

 

 

(n=7)

 

 

 

 

 

Борцы (n=14)

 

 

 

 

 

(данные Я. М. Коца

 

15,6

984

13,2

34,3

и В. Д. Городецкого,

 

 

 

 

 

1978)

Вместе с тем поскольку у выносливых спортсменов ОЦК увеличен, у них пропорционально выше и общее количество эритроцитов и гемоглобина в крови. Так, у нетренированных мужчин и у представителей скоростно-силовых видов спорта общее содержание в крови гемоглобина равно в среднем 700 - 900 г, или 10-12 г/кг (у женщин - около 500 г, или 8-9 г/кг), а у выносливых спортсменов соответственно 1000-1200 г, или 1316 г/кг (у женщин 800 г, или 12 г/кг).

Таким образом, общая продукция эритроцитов и гемоглобина у спортсменов, тренирующих выносливость, превышает таковую у неспортсменов. Однако усиленный эритропоэз и гемоглобинообразо-вание лишь обеспечивают поддержание "нормальной" концентрации эритроцитов и гемоглобина в увеличенном ОЦК- У таких спортсменов сохраняется и нормальное соотношение между эритропбэзом и гемоглобинообразованием, так что средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах заметно не отличается от обычных величин (см. табл. 12).

Одним из механизмов, стимулирующих усиленный зритропоэз (и гемоглобинообразование), служит рабочий гемолиз, происходящий во время напряженных тренировок и соревнований (особенно в беге). Об этом можно судить по сниженной концентрации гаптоглобина у тренирующихся бегунов (в среднем около 100 мг%) по сравнению с неспортсменами (200 мг%). Причем в отдельных случаях после очень тяжелых нагрузок гаптоглобин в крови может вообще не обнаруживаться.

 

В условиях покоя несколько сниженная концентрация эритроцитов

 

(уменьшенный гематокрит) у спортсменов имеет определенные

 

преимущества, так как уменьшает нагрузку на сердце. Во время

 

мышечной работы гемоконцентрация обеспечивает повышение,

Рис. 37.

содержания гемоглобина и потому увеличивает кислородную емкость

крови пропорционально мощности нагрузки. В этом отношении

Концентрация

хорошо тренированный спортсмен с более низкими в условиях покоя

гемоглобина,

показателями красной крови (пониженной концентрацией эритроцитов

показатель

и гемоглобина) и значительным ОЦК имеет определенные

гематокрита и

функциональные преимущества: диапазон рабочих изменений у него в

вязкость крови в

крови увеличен, а следовательно, и функциональный резерв для

покое (/) и при

повышения кислородтранспортных возможностей больше, чем у

максимальной

малотренированного человека (рис. 37).

аэробной работе

 

(//) у

Содержание О2 в артериальной крови. У спортсменов, как и у

нетренированных

мужчин и

неспортсменов, при аэробной нагрузке любой мощности содержание

О2 в артериальной крови не только не снижается, но становится даже

спортсменов (Я.

выше, чем в условиях покоя. Например, при аэробной работе

М. Код и др.,

максимальной мощности небольшое уменьшение кислорода в

1981)

артериальной крови (около 0,2 мл О2/100 мл крови), связанное главным

 

образом со снижением процентного насыщения гемоглобина кислородом, с избытком компенсируется за счет повышения концентрации гемоглобина (на 2,5 мл О2 /100 мл крови) в результате рабочей гемоконцентрации (см. рис. 37).

Концентрация 2,3-ДФГ в эритроцитах у спортсменов, тренирующих выносливость, на 1520% выше, чем у неспортсменов. Благодаря этому у выносливых спортсменов облегчена отдача гемоглобином кислорода в тканевых капиллярах, что повышает эффективность кислородтранспортной функции крови.

Рис. 39.
Концентрация лактата в мышце и крови при различных аэробных нагрузках на велоэргом.етре до {1), после трех (2) и семи
(3) месяцев тренировки выносливости (Б. Салтин и Д. Каржсон, 1971)

Молочная кислота в крови. В упражнениях на выносливость между

 

длиной соревновательной дистанции и концентрацией лак-тата в крови

 

имеется обратная нелинейная зависимость: чем длиннее дистанция

 

(большевремя ее прохождения), тем меньше концентрация лактата в

 

крови (рис. 38).

 

Содержание молочной кислоты в крови во время выполнения

Рис. 38.

мышечной работы зависит от трех основных факторов: 1) способности

Концентрация

кислородтранспортной системы удовлетворять потребности

молочной

работающих мышц в кислороде; 2) возможностей работающих мышц

кислоты в конце

для аэробной и анаэробной (гликолитической) энергопродук-Ции и 3)

бега на разные

способности организма Утилизировать молочную кислоту,

дистанции

поступающую из работающих мышц в кровь.

 

В процессе систематической тренировки выносливости содержание лактата в мышцах и кро-ви при выполнении одной и той же немаксимальной аэробной нагрузки прогрессивно снижается (рис. 39). Концентрация лактата в артериальной крови у спортсменов ниже, чем у неспортсменов, при любой, одинаковой абсолютной аэробной.нагрузке (см. рис. 8). Несколько факторов определяют это снижение.

Во-первых, у выносливых спортсменов .повышен аэробный потенциал скелетных мышц, благодаря чему мышцы у них продуцируют меньше молочной, кислоты, чем у нетренированных людей, так как в большей степени используется аэробный путь энерго-образования. Об этом свидетельствует тот факт, что при одинаковой работе концентрация лактата в мышцах после тренировок, снижается (см. рис. 39).

Во-вторых, у спортсменов происходит более быстрое врабаты-вание- кислородтранспортной системы. Как известно, при длительных аэробных упражнениях наибольшая концентрация лактата в крови обнаруживается в первые минуты работы, что связано с кислородным

.дефицитом. По сравнению с нетренированными у выносливых спортсменов повышение концентрации лактата в крови в, начале работы значительноменьше.

В-третьих, у спортсменов, тренирующих выносливость, обнаруживается усиленная утилизация образующейся в мышцах молочной, к.ислоты.. Этому способствует повышенный аэробный потенциал всех мышечных волокон и особенно высокий, процент медленных мышечных волокон, а также увеличенная масса сердца. Медленные мышечные волокна, как и миокард, способны активно использовать молочную кислоту, в качестве энергетического субстрата. Кроме того, при одинаковых аэробных нагрузках (равном потреблении О2) кровоток через печень у спортсменов-выше, чем у нетренированных, что также.может способствовать более интенсивной экстракции печенью молочной кислоты из крови и ее дальнейшему превращению в глюкозу и гликоген (цикл Кори).

В-четвертых, увеличенный объем циркулирующей крови у спортсменов снижает концентрацию лактата, поступающего из мышц в кровь, за счет большего разведения, чем у неспортсменов.

Таким образом, тренировка выносливости не только повышает аэробные возможности (МПК), но и развивает способность выполнять большие длительные аэробные нагрузки без значительного увеличения содержания молочной кислоты в крови. Это один из важнейших механизмов, повышения выносливости у спортсменов, специализирующихся в упражнениях относительно большой продолжительности.

В качестве общего показателя описанных изменений в последние годы широко используется измерение лактацидемического анаэробного порога, (ЛАП), т. е. определение той наименьшей нагрузки, при которой или впервые достигается концентрация лактата в артериальной крови 4 ммоль/л (ЛАП4), или начиная с которой при дальнейшем повышении нагрузки концентрация лактата в артериальной крови быстро нарастаетЛАПИ (см. рис. 35). Лактациде-мический' анаэробный порог близок к вентиляционному анаэробному порогу - ВАП. Иначе анаэробный порог называют порогом анаэробного обмена (ПАНО).

Рис. 40.

Корреляционная связь МПК с анаэробным порогом (А), который определен по мощности нагрузки, выраженной как скорость потребления О2. Корреляционная связь средней дистанционной скорости в беге на

400 (Б), 800 и 1500 м

(В) и в марафонском беге (Г) с лактацидемическим анаэробным порогом, который определен в беге на тредбане и выражен как скорость, при которой достигалась концентрация лактата в крови 4 ммоль/л. Видно, что чем длиннее дистанция, тем теснее связь снортивного результата (скорости бега) с лактацидемическим порогом (выше коэффициент корреляции - r).

 

Анаэробный порог служит показателем аэробных возможностей

 

организма: чем больше последние, тем выше этот порог. Между МПК и

 

спортивным результатом на длинных дистанциях, с одной стороны, и

 

анаэробным порогом, с другой, имеется прямая зависимость (рис. 40).

 

Анаэробный порог неодинаков у представителей разных

 

специализаций: наибодее высокий он у спортсменов, тренирующих

 

выносливость (рис. 41). У высококвалифицированных выносливых

 

спортсменов он достигается лишь при нагрузках с потреблением О2

 

более 7080% от МПК, а у нетренированных людей - уже при

 

нагрузках с потреблением О2, равном 45-60% от МПК. Выдающиеся

Рис. 41.

марафонцы пробегают дистанцию со скоростью потребления

Анаэробный

кислорода, соответствующей 80-85% от их индивидуального МПК, на

порог у

уровне ниже анаэробного порога (концентрация лактата в крови менее

спортсменов

4 ммоль/л).

разных

Иначе обстоит дело при выполнении относительно кратковременных

специализаций,

определяемый

максимальных аэробных нагрузок с потреблением кислорода на уровне

при беге на

МПК и предельной продолжительностью до нескольких минут (бег на

тредбане (А и Б)

1500 м, академическая гребля и т. п.). При выполнении таких

и при работе на

упражнений существенную долю в энергопродукцию мышц вносит

ведоэргометре (В

анаэробный гликогенолиз, что ведет к образованию большого

и Г). В первом

количества молочной кислоты в работающих мышцах. У спортсменов

случае он

мощность максимальной аэробной работы (критическая аэробная

выражен как

мощность) значительно больше, чем у неспортсменов. Отсюда и

пороговая

концентрация лактата в крови при работе на уровне МПК У

скорость (м/с),

спортсменов выше, чем у неспортсменов, - соответственно .около 140 и

во втором - как

90 мг%, или 15 и 10 ммоль/л. Чем выше результат в тСаких

абсолютная

упражнениях, т. е. чем выше максимальная аэробная мощность,

мощность

которую спортсмен может поддерживать на дистанции, тем выше

пороговой

концентрация лактата в крови на финише дистанции.

нагрузки или

Кислотно-щелочное равновесие крови. Концентрация водородных

мощность

пороговой

ионов в крови (рН) в наибольшей степени зависит от содержания в ней

нагрузки в

молочной кислоты, а также от парциального напряжения СО2 и

ваттах,

буферных возможностей крови. В состоянии покоя рН артериальной

отнесенная к

крови у спортсменов практически такой же, как и у иеспортсменов.

весу Тела (Г).

Поскольку во время мышечной работы он почти исключительно

Черные

определяется концентрацией молочной кислоты, все, что было сказано

прямоугольники

об эффектах тренировки в отношении лактата крови, справедливо и для

- средние данные

рН. У спортсменов, тренирующих выносливость, снижение рН

для всей группы,

происходит при более значительных нагрузках, и оно меньше, чем у

светлые - для 5

нетренированных. Вместе с тем при максимальных аэробных нагрузках

лучших аз

снижение рН у спортсменов больше, чем у неспортсменов. В

группы. Числа в

предельных случаях рН артериальной крови у

прямоугольниках

высококвалифицированных спортсменов может падать до 7,0 и даже

указывают

несколько ниже (особенно часто у гребцов).

количество

 

спортсменов

Буферные соединения крови являются важнейшим механизмом в

данной

регуляции ее кислотно-щелочного равновесия. В условиях покоя

специализации

содержание стандартного бикарбоната в крови У спортсменов в

 

среднем такое же, как и нетренированных - соответственно 24,3 и 24,4

мэкв/л. Однако снижение его у спортсменов происходит при более значительных