11.4.6. Характеристика различных метаболических состояний организма

Кроме указанных выше, существуют и другие подходы к классификации физических упражнений, в основе которых также лежат особенности их энергетического обеспечения. При изменении характера энергетического обеспечения в зависимости от мощности и продолжительности упражнения обнаруживаются существенные различия в происходящих биохимических изменениях – возникают различные метеболические состояния. При этом наблюдается несколько переходных зон от одних метаболических состояний к другим – критических состояний, когда происходит изменение характера энергетического обеспечения.

Для характеристики мощности упражнения важно знать не только внешние параметры выполняемой работы, но и то, какие при этом происходят изменения в организме конкретного человека, как при этом меняется характер энергообеспечения. В качестве такого показателя, характеризующего относительную мощность упражнения, широко используется т.н. максимальный метаболический уровень (ММR), представляющий собой отношение кислородного запроса упражнения к индивидуальному уровню максимального потребления кислорода: 1 единица ММR = RО₂ / maxVО₂, где RО₂ – кислородный запрос упражнения, max VО₂ – индивидуальный максимум потребления кислорода.

Под кислородным запросом понимается количество кислорода, которое необходимо потребить, чтобы полностью удовлетворить энергетические потребности организма за счет аэробных процессов. В условиях интенсивной мышечной работы полностью удовлетворить потребность в кислороде не удается. В этих условиях кислородный запрос рассматривается как сумма кислородного прихода (реально потребленного кислорода) и кислородного долга. Хотя кислородный долг всегда больше кислородного дефицита – разницы между кислородным запросом и кислородным приходом.

Различают следующие переходные зоны (критические режимы):

• Аэробный порог,

• Порог анаэробного обмена (ПАНО),

• Критическая мощность,

• Мощность истощения,

• Алактатный анаэробный порог,

• Максимальная анаэробная мощность.

Характеристика критических состояний организма при изменении относительной мощности упражнений представлена в таблице 10.

Табл. 10.

Характеристика переходных зон метаболических состояний организма

Переходные зоны	ЧСС, уд/мин	Метаболический уровень (ММR)	Содержание молочной кислоты в крови (г/л)
Максимальная анаэробная мощность (МАМ)	>180-190	10-15	1-1,5
Алактатный анаэробный порог	>180-190	3-4	2,5 и более
Мощность истощения	>180-190	1-3	2,0-2,5
Критическая мощность	180-190	1,0	1,0-1,5
Порог анаэробного обмена	150-160	0,5	0,4-0,5
Аэробный порог	130	_	0,2
Состояние покоя	60-70	0,1-0,2	0,1-0,2

Как видно из таблицы 10, в состоянии покоя уровень кислородного запроса небольшой и составляет 0,1-0,2 единицы ММR, содержание молочной кислоты в крови незначительное, ее присутствие не связано с мышечным гликолизом.

При выполнении работы невысокой интенсивности вплоть до порога анаэробного обмена вся потребность в энергии удовлетворяется полностью за счет аэробного окисления. Аэробный порог не связан с какими либо существенными изменениями в энергетическом обеспечении работы. При соответствующей ему частоте сердечных сокращений достигает максимальных значений систолический объем сердца и дальнейшее увеличение сердечной производительности осуществляется исключительно за счет увеличения частоты сердечных сокращений.

Порог анаэробного обмена характеризует мощность упражнения, начиная с которой в энергетическом обеспечении работы на всем ее протяжении наряду с аэробными превращениями, начинает принимать участие анаэробный гликолиз. Содержание молочной кислоты при этом достигает 4 Ммоль/л и увеличивается в процессе выполнения работы.

При дальнейшем увеличении мощности энергетическое обеспечение работы осуществляется за счет одновременного усиления как аэробных превращений, так и анаэробного гликолиза. В зависимости от уровня тренированности ПАНО проявляет себя при ЧСС 135-175 уд/мин, что соответствует 50-85% от индивидуального максимума О₂ потребления.

Следующая переходная зона – критическая мощность, при которой достигается максимальное потребление кислорода. Выполнение работы на уровне критической мощности характеризуется ложным устойчивым состоянием по потреблению кислорода. Невозможность дальнейшего усиления интенсивности аэробных превращений в первую очередь связана с достижением максимальной сердечной производительности, что делает невозможным дальнейшее увеличение потребление О₂. МПК достигается при ЧСС 180-190 уд/мин, содержание молочной кислоты в крови в этот период составляет 1,0-1,5 г/л.

Дальнейшее увеличение энерготрат при повышении мощности упражнения обеспечивается энергией исключительно за счет усиления анаэробного гликолиза, т.к. аэробные процессы работают с максимальной интенсивностью. Между мощностью упражнения и скоростью накопления молочной кислоты обнаруживается прямая зависимость. Наибольшая скорость накопления молочной кислоты проявляется при мощности, соответствующей 3-4 ед ММR (т.н. мощность истощения). Более того, из-за накопления значительных количеств молочной кислоты может снижаться эффективность аэробных превращений в результате частичного разобщения окисления и ресинтеза АТФ.

При высокой концентрации молочной кислоты (свыше 2,0-2,5 г/л) снижается активность ферментов гликолиза и скорость ресинтеза АТФ в этом процессе. Дальнейшее повышение мощности выполняемой работы обеспечивается энергией за счет включения в ресинтез АТФ креатинфосфатного механизма (алактатный анаэробный порог), который наряду с гликолизом становится важнейшим процессом энергообеспечения.

Выполнение упражнений с предельно высокой мощностью обеспечивается энергией практически исключительно за счет креатинфосфатного механизма – зона максимальной анаэробной мощности (МАМ).

В биохимии мышечной деятельности тренировочные упражнения принято классифицировать по направленности на совершенствование различных механизмов ресинтеза АТФ. Поскольку в энергетическом обеспечении многих упражнений принимают участие разные процессы ресинтеза АТФ, нередко говорят о преимущественной направленности того или иного упражнения. Различают упражнения:

• Аэробной направленности, мощность которых не превышает порога анаэробного обмена.

• Смешанной аэробно-анаэробной (гликолитической) направленности. Мощность таких упражнений находится в диапазоне от ПАНО до критической мощности.

• Преимущественно анаэробной гликолитической направленности с мощностью от уровня МПК до алактатного порога.

• Алактатной анаэробной направленности, выполняемые с максимально возможной или близкой к максимальной мощностью.