Енерговитрати при фізичних навантаженнях різної інтенсивності

Чим більше м'язова робота, тим сильніше зростають витрати енергії. У лабораторних умовах, в дослідах з роботою на велоергометрі, при точно певній величині м'язової роботи і точному вимірюванні опору обертанню педалей була встановлена прямо-пропорційна залежність витрати енергії від потужності роботи, реєстрованої в кілограмометрах або ватах. Разом з тим було виявлено, що не вся енергія, що витрачається людиною при здійсненні механічної роботи, використовується безпосередньо на цю роботу, бо більша частина енергії втрачається у вигляді тепла. Відомо, що відношення енергії, корисно витраченої на роботу, до всієї витраченої енергії називається коефіцієнтом корисної дії (ККД). Вважається, що найбільший ККД людини при звичній для нього роботі не перевищує 0,30-0,35. Отже, при самому економному витраті енергії в процесі роботи загальні енергетичні витрати організму мінімум в 3 рази перевищують витрати на здійснення роботи. Частіше ж ККД дорівнює 0,20-0,25, так як нетренований людина витрачає на одну і ту ж роботу більше енергії, ніж тренований. Так, експериментально встановлено, що при одній і тій же швидкості пересування різниця у витраті енергії між тренованим спортсменом і новачком може досягати 25-30%.

Загальне уявлення про витрату енергії (в ккал) під час проходження різних дистанцій дають наступні цифри, певні відомим фізіологом спорту B.C. Фарфелем.

Таблиця 5.5

Енергетичні затрати при виконанні вправ різних видів спорту (за даними B.C. Фарфеля).

Г.В. Барчукова і С.Д. Шпрах порівнюють енергетичну «вартість» різних проявів спортивної дихальної діяльності (у розрахунку ккал / хв).

Рухова діяльність ккал/мин

Лижі......................................... 10,0-20,0

Біг по пересіченій місцевості 10,6

Футбол..................................... 8,8

Теніс......................................... 7,2-10,0

Настольний теніс ……........... 6,6—10,0

З орієнтацією на потужність і витрата енергії були встановлені зони відносної потужності в циклічних видах спорту (табл. 5.6).

Таблиця 5.6.

Зони відносної потужності у спортивних вправах (за даними BC Фарфеля, Б.С. Гіппенрейтер)

Ці чотири зони відносної потужності припускають розподіл безлічі, різних дистанцій на чотири групи: короткі, середні, довгі і наддовгі.

У чому ж суть поділу фізичних вправ по зонах відносної потужності і як це групування дистанцій пов'язано з енерговитратами при фізичних навантаженнях різної інтенсивності ?

По-перше, потужність роботи прямо залежить від її інтенсивності. По-друге, вивільнення і витрата енергії подолання дистанцій, що входять в різні зони потужності, мають істотно відмінні фізіологічні характеристики.

Зона максимальної потужності. У її межах може виконуватися робота, що вимагає гранично швидких рухів. Ні при якій іншій роботі не звільняється стільки енергії, скільки при роботі з максимальною потужністю. Кисневий запит в одиницю часу найбільший, споживання організмом кисню незначно. Робота м'язів відбувається майже повністю за рахунок безкисневого (анаеробного) розпаду речовин. Практично весь кисневий запит організму задовольняється вже після роботи, тобто запит під час роботи майже дорівнює кисневого боргу. Дихання незначно: протягом тих 10-20 с, протягом яких відбувається робота, спортсмен або не дихає, або робить кілька коротких вдихів. Зате після фінішу дихання його ще довго посилено, в цей час погашається кисневий борг. Через короткочасність роботи кровообіг не встигає підсилитися, частота ж серцевих скорочень значно зростає до кінця роботи. Однак хвилинний об'єм крові збільшується ненабагато, бо не встигає вирости систолічний об'єм серця.

Зона субмаксимальної потужності. У м'язах протікають не тільки анаеробні процеси, а й процеси аеробного окислення, частка якого збільшується до кінця роботи через поступове посилення кровообігу. Інтенсивність дихання також весь час зростає до самого кінця роботи. Процеси аеробного окислення хоча і зростають протягом роботи, все ж відстають від процесів безкисневого розпаду. Весь час прогресує киснева заборгованість.

Кисневий борг до кінця роботи більше, ніж при максимальній потужності. У крові відбуваються великі хімічні зрушення.

До кінця роботи в зоні субмаксимальної потужності різко посилюється дихання і кровообіг, виникає великий кисневий борг і виражені зрушення в кислотно-лужному і водно-сольовому рівновазі крові. Можливе підвищення температури крові на 1-2 градуси, що може впливати на стан нервових центрів.

Зона великої потужності. Інтенсивність дихання і кровообігу встигає вже в перші хвилини роботи зрости до дуже великих величин, які зберігаються до кінця роботи. Можливості аеробного окислення більш високі, проте вони все ж відстають від анаеробних процесів. Порівняно великий рівень споживання кисню дещо відстає від кисневого запиту організму, тому накопичення кисневого боргу все ж відбувається. До кінця роботи він буває значний. Значні і зрушення в хімізмі крові та сечі.

Зона помірної потужності. Це вже наддовгі дистанції. Робота помірної потужності характеризується стійким станом, з чим пов'язане посилення дихання і кровообігу пропорційно інтенсивності роботи і відсутність накопичення продуктів анаеробного розпаду. При багатогодинний роботі спостерігається значний загальний витрата енергії, що зменшує вуглеводні ресурси організму.

Отже, в результаті повторних навантажень певної потужності на тренувальних заняттях організм адаптується до відповідної роботи завдяки вдосконаленню фізіологічних і біохімічних процесів, особливостей функціонування систем організму. Підвищується ККД при виконанні роботи певної потужності, підвищується тренованість, ростуть спортивні результати.

5.10. Значення м'язової релаксації (розслаблення)

Розслаблення (релаксація) м'язів-це зменшення напруги м'язових волокон, що становлять м'яз. Кожній м'язі, з'єднаної з суглобом, протистоїть інша, прикріплена до цього ж суглобу, але з іншого його боку і забезпечує рух деякої частини тіла в протилежну сторону. На рис. 5.13 схематично представлена двоголовий м'яз плеча (біцепс), що забезпечує згинання руки в ліктьовому суглобі, і триголовий м'яз плеча (трицепс)-дозволяє розгинати руку в цьому ж суглобі. Такі протилежно розташовані м'язи називаються антагоністами.

Рис. 5.13. Робота м'язів-антагоністів (біцепсу і трицепсу) при згинанні і розгинанні в ліктьовому суглобі

Майже кожна велика м'яз має свого антагоніста (або антагоністів).

Здатність до довільного зниження надмірної напруги під час м'язової діяльності або до релаксації м'язів-антагоністів має велике значення в побуті, праці та спорті, оскільки завдяки їй знімається або зменшується фізичне і психічне напруження.

У силових вправах непотрібну напругу м'язів-антагоністів зменшує величину зовні проявляється сили. У вправах, що вимагають витривалості, воно призводить до зайвої витрати сил і до більш швидкого стомлення. Але особливо заважає надмірна напруженість швидкісним рухам: вона сильно знижує максимальну швидкість.

Кожен з вас міг спостерігати таку картину на заняттях фізкультурою: студент виконує тестування в бігу на 100 м, він дуже активно»працює»ногами і руками, але рухи його скуті, довжина кроку невелика, на обличчі страшна гримаса і результат у підсумку низький. Це типовий приклад, коли зайво напружені м'язи-антагоністи не дозволяють бігунові показати можливий для нього більш високий результат. Така напруженість проявляється не тільки через невміння розслабляти в бігу що не працюють в даний момент м'язи. Зайву скутість можуть викликати різні психологічні фактори, скажімо, присутність глядачів, новизна обстановки, суб'єктивно-особистісні причини. Тим часом постійна спеціальна робота, спрямована на виховання розслаблених, вільних рухів завжди приводить до позитивного результату. Слід знати і про те, що психічна напруженість завжди супроводжується м'язової, але м'язова напруженість може виникнути і без психічної.

М'язова напруженість може виявлятися у таких формах:

1. Тонічна (підвищена напруженість у м'язах в умовах спокою).

2. Швидкісна (м'язи не встигають розслаблятися при виконанні швидких рухів).

3. Координаційна (м'яз залишається збудженої у фазі розслаблення через недосконалу координації рухів).

Щоб оволодіти розслабленням в кожному з цих випадків, необхідно освоїти спеціальні методичні прийоми.

Подолати тонічну напруженість можна за допомогою спрямованих вправ на підвищення еластичних властивостей м'язів, тобто на розслаблення в спокої і у вигляді вільних рухів кінцівками і тулубом (типу вільних махів, потряхувань). Іноді тонічна напруженість тимчасово підвищується в результаті стомлення від попередньої навантаження. У таких випадках корисні легка розминка (до появи поту), масаж, лазня, плавання або купання в теплій воді.

Справитися з швидкісною напруженістю можна, підвищивши швидкість переходу м'язів у стан розслаблення після швидкого скорочення. Зауваження: ця швидкість зазвичай менше, ніж швидкість переходу від розслаблення до порушення. Саме тому при збільшенні частоти рухів рано чи пізно (краще пізно) настає такий момент, коли м'яз не встигає повністю розслабитися. Щоб збільшити швидкість, розслаблення м'язів, використовують вправи, що вимагають швидкого чергування напруг і розслаблення (повторні стрибки, кидання і ловля набивних м'ячів на зближеному відстані тощо).

Загальну координаційну напруженість, властиву початківцям розучувати руху або не займався фізичними вправами, можна подолати, використовуючи спеціальні прийоми. Так, наприклад, звичайна націленість студентів на негайний результат заважає боротьбі з координаційною напруженістю. Необхідно постійно нагадувати про те, що на навчально-тренувальних заняттях головне-не результат, а правильна техніка, розслаблене виконання руху.

Можна також використовувати спеціальні вправи на розслаблення, щоб правильно сформувати власне відчуття, сприйняття розслабленого стану м'язів; навчати довільного розслаблення окремих груп м'язів. Це можуть бути контрастні вправи-наприклад від напруги відразу до розслаблення; поєднують розслаблення одних м'язів з напругою інших. При цьому треба дотримуватися загальне правило: виконуючи одноразові вправи на розслаблення, поєднувати напругу м'язів з вдихом і затримкою дихання, а розслаблення-з активним видихом.

Необхідно виконувати і приватні рекомендації: стежити за мімікою обличчя, на якому найяскравіше відбивається напругу. При виконанні вправи рекомендується посміхатися, розмовляти, це сприяє зняттю зайвої напруги. Щоб подолати координаційну напруженість, іноді корисно вправлятися в стані значного стомлення, яке змушує концентрувати зусилля лише в необхідні моменти.