Циклические движения.

В циклических движениях относительно постоянны средняя мощность нагрузки и скорость перемещения на дистанции. Исключение составляют лишь очень короткие дистанции, где значителен период разбега.

Все циклические движения характеризуются определенной мощностью. Мощность - это количество работы в единицу времени. Она зависит от силы

мышечных сокращений, их частоты и амплитуды движений. Например, мощность pa6oты при беге будет зависеть от силы отталкивания, длины шагов, их частоты, передвижения в гору или под гору.

Мощность напрямую связана со скоростью движения. Чем выше скорость, тем больше мощность и наоборот.

От мощности работы зависит время, в течение которого она может выполняться. Чем выше мощность, тем короче время работы.

Для всех циклических движений характерно наличие четырех зон мощности.

I. Зона работы максимальной мощности.

Для этой зоны характерна максимально возможная частота движений. Работа с максимальной мощностью может выполняться не более 20 секунд. К этому виду работы относятся: бег на 100 метров, в велосипедном спорте - гиты на 200 и 500 метров и т.д.

Основная характеристика работы максимальной мощности - это то, что она протекает в анаэробных условиях (анаэробный компонент энергообеспечения составляет 90 - 100%). Мощность работы настолько велика, а время работы коротко, что организм не в состоянии обеспечить энергозапросы за счет аэробных процессов. Минутный кислородный запрос в беге на 100 метров достигает 40 литров, в то время как МПК даже спортсменов высокого класса не превышает 5-6 литров в минуту и может быть достигнуто только к третьей минуте. Поэтому во время работы кислородный запрос обеспечивается лишь незначительно, и образуется кислородный долг, который составляет 95-98% от запроса (7,5 – 11,7л).

Основными источниками энергии являются АТФ и КрФ, находящиеся в мышцах, поэтому в кислородном долге преобладает алактатная фракция.

В работе максимальной мощности высокая частота движений сочетается с большой силой сокращений мышц и с высокой их возбудимостью.

ЧСС начинает увеличиваться еще перед стартом (до 140-150 ударов), продолжает расти во время работы и достигает наибольшей величины сразу после финиша, составляя 80-90% от максимально возможного уровня - 170-180 ударов в минуту.

На протяжении всей работы в зоне максимальной мощности спортсмен успевает сделать лишь несколько вдохов и выдохов. Поэтому частота, глубина и минутный объем дыхания (МОД) практически не увеличиваются. Они возрастают

после работы, обеспечивая компенсацию кислородного долга.

Суммарный кислородный запрос в этой зоне, в отличие от минутного, невелик - всего 8-12 литров.

Ведущими физиологическими системами, определяющими спортивный результат при работе максимальной мощности, являются - нервная система, нервно-мышечный аппарат (скоростно-силовые качества) и системы, обеспечивающие анаэробные возможности организма.

Быстрое утомление при работе в этой зоне объясняется исчерпанием возможностей клеток ЦНС, посылающих с максимальной частотой импульсы к мышцам, а также исчерпанием запасов АТФ и КрФ в мышцах.

II. Зона работы субмаксимальной мощности.

Для работы субмаксимальной мощности характерна высокая частота движений, но меньшая, чем при работе максимальной мощности.

Работа проходит в субмаксимальной зоне мощности в упражнениях, длящихся от 20 секунд до 3-4 минут. К этой группе относятся: бег на 400, 800 и 1500 метров; конькобежный спорт, плавание, гребля, велосипедный спорт с временем работы до 4 минут.

Эта работа идет преимущественно за счет анаэробных источников энергии, но в этой зоне уже идут и аэробные процессы. Чем больше время работы (ближе к 3 минутам), тем большее значение имеют аэробные источники.

Работу в зоне субмаксимальной мощности можно разделить на две подгруппы:

1) работа, длящаяся до 50 секунд;

2) работа, длящаяся более 50 секунд (до 4 минут).

Работа до 50 секунд ведется преимущественно, как и в зоне максимальной мощности, за счет анаэробных источников, только в данном случае преобладает значение анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза), а в зоне максимальной мощности - АТФ и КрФ. В кислородном долге преобладает лактатная фракция, но алактатная еще составляет значительную часть.

При работе, длящейся более 50 секунд (до 4 минут) лишь 15-20% энергии обеспечивается за счет АТФ и КрФ, 55% - за счет гликолиза и 25% - за счет аэробного

расщепления глюкозы, поэтому кислородный долг в основном составляет лактатная фракция.

В сравнении с зоной максимальной мощности в зоне субмаксимальной мощности суммарный кислородный запрос выше и составляет, в зависимости от времени работы, 20 -50л, а минутный – ниже (до 35л); кислородный долг в процентном отношении к запросу - меньше (75 - 85%), а в литрах – больше (до 35л).

Для этой зоны характерно резкое усиление кровообращения и дыхания (особенно при работе, длящейся более 50 секунд). При этом увеличиваются до предельных показателей ЧСС (200 - 220 уд/мин), ЧДД, систолический объем и минутный объем крови (до 35 - 40 литров).

Вследствие того, что в этой зоне интенсивно идут процессы гликолиза, образуется огромное количество молочной кислоты, что вызывает сдвиг рН крови и тканей в кислую сторону. Организм к концу работы находится практически в состоянии «отравления» молочной кислотой (содержание в крови 20 - 25 ммоль/л). При этом наблюдаются другие биохимические изменения: высокая концентрация в крови гормона роста, катехоламинов, увеличение содержания глюкозы. Таким образом, зона субмаксимальной мощности - является зоной максимальных физиологических сдвигов.

Спортивный результат при работе в этой зоне определяется возможностями нервно-мышечного аппарата, а также как мощностью гликолитической (анаэробной) энергетической системы, так и мощностью окислительной (аэробной) системы. Большое значение также имеет деятельность сердечно- сосудистой и дыхательной систем.

III. Зона работы большой мощности.

Работа в зоне большой мощности характерна для упражнений, длящихся от 3 до 20 -30 минут (бег от 3000 до 10000 метров).

Суммарный кислородный запрос в этой зоне выше, чем в субмаксимальной (на 10 км - около 130 л), а минутный ниже (5 -6 л).

Через несколько минут после старта потребление кислорода близко к МПК, но, несмотря на это, кислородный запрос все же превышает потребление, поэтому образуется кислородный долг. Кроме того, поддерживать потребление кислорода на уровне близком к МПК (он составляет около 80% от МПК) долго невозможно. Через некоторое время от начала работы потребление кислорода падает, что еще боле увеличивается кислородный долг. В итоге он составляет 20 - 30% от запроса. Лактатная фракция в долге преобладает над алактатной, т.к. за счет гликолиза обеспечивается 15 - 20% энергетических потребностей, а за счет АТФ и КрФ в мышцах только 5 - 10%.

Остальные энергетические потребности (около 80%) покрываются за счет окислительного фосфорилирования глюкозы.

Минутный объем крови в этой зоне составляет 25 - 35 литров, систолический -120 - 160 мл; минутный объем дыхания (МОД) - 130 - 160 л/мин. К З-4 минуте от начала работы ЧСС увеличивается до 180.

Ведущими физиологическими системами при работе в зоне большой мощности являются: сердечно - сосудистая и дыхательная системы, которые функционируют на пределе возможностей. Большую роль играют выделительные процессы в связи с необходимостью выведения молочной кислоты через пот и в связи с необходимостью увеличения теплоотдачи, т.к. температура тела увеличивается при таком режиме работы на 1-2 градуса по Цельсию.

Деятельность этих систем, а также аэробные возможности организма и запасы гликогена определяют работоспособность и спортивный результат при работе в этой зоне.

IV. Зона работы умеренной мощности.

Длительность работы в этой зоне может составлять несколько часов. В группу упражнений с умеренной мощностью входят: бег на 30 км и более (включая марафонский), лыжные гонки от 20 до 50 км, спортивная ходьба с дистанцией свыше 20 км.

Для упражнений в зоне умеренной мощности характерно наличие устойчивого состояния, т.е. равенства величин кислородного запроса и потребления. Наличие устойчивого состояния свидетельствует о том, что энергетические потребности организма практически полностью удовлетворяются за счет аэробных источников. Только в начале работы кислородный запрос превышает потребление.

Часть потребляемого кислорода идет на окислительный ресинтез АТФ, другая часть на непосредственное окисление углеводов и жиров.

В этой зоне возрастает роль жиров как источника энергии, а роль углеводов уменьшается.

Суммарный кислородный запрос составляет до 500 литров.

Потребление кислорода находится на уровне ниже 70% от МПК.

Кислородный долг и накопление молочной кислоты практически отсутствуют. Кислотность крови в норме.

ЧСС при работе в зоне умеренной мощности составляет 140 - 160 уд/мин. Температура тела может достигать 39-40 градусов по Цельсию.

К концу работы в этой зоне (особенно в условиях марафонского бега) наступает истощение запасов гликогена, что ведет к снижению уровня глюкозы в крови до 50 мг% (в норме уровень глюкозы 80 -110 мг%). Это может привести к нарушению работы головного мозга и, как следствие, к обмороку.

Для этой зоны характерно значительное потоотделение (теряется до 1 кг от массы тела в час), что ведет к увеличению вязкости крови, увеличению осмотического давления крови и потере солей. Для нейтрализации вышеперечисленных негативных последствий длительной работы рекомендуется прием растворов глюкозы на дистанции, обильное питье малыми порциями (по 150 - 250 мл) и солевые растворы после работы.

Работа переменной мощности.

Работа переменной мощности наблюдается в кроссах, велогонках и лыжных гонках с перепадом высот на дистанции.

Переменная мощность чаще встречается при работе длительностью более 30 минут.

Если перемена мощности связана с особенностями рельефа, то при преодолении подъемов увеличивается частота движений и сила сокращений мышц, т.е. возрастает мощность работы. При этом увеличивается ЧСС, возрастает систолическое артериальное давление, увеличивается частота дыхания (у велосипедистов может достигать 60 - 70 раз в минуту).

В связи со значительным увеличением ЧСС (до 200 - 210 ударов), укорачивается диастола, во время которой сердце наполняется кровью. Это ведет к снижению величины систолического объема.

Несмотря на то, что потребление кислорода у спортсменов высокого класса может достигать 90% от МПК, этого недостаточно для того, чтобы обеспечить возрастающую мощность работы. Спортсмен достигает ПАНО, возрастает значение анаэробных источников энергии, что ведет к росту кислородного долга и накоплению молочной кислоты.

При спусках мышцы расслабляются, снижается мощность работы. При этом ЧСС еще некоторое время (30 - 50 секунд) поддерживается на прежнем уровне, затем снижается. Падает систолическое артериальное давление. Частота дыхания, также как и ЧСС уменьшается не сразу. Это необходимо для ликвидации кислородного долга. При этом уровень молочной кислоты снижается.

Кратковременное увеличение мощности работы оказывает положительное влияние на приспособительные процессы в организме. Выбрасываемый адреналин увеличивает обмен веществ, усиливает мобилизацию гликогена, повышая уровень глюкозы в крови. Закисление тканей продуктами обмена, в том числе молочной кислотой, облегчает переход кислорода из капилляров в ткани, усиливая тканевое дыхание.

Длительность работы переменной мощности ограничивается истощением энергетических резервов и утомлением ЦНС, т.к. предъявляются большие требования к сенсорным системам и координации движений (например, в лыжных гонках на спусках с поворотами).