Вода является составной частью всех клеток и тканей. В теле взрослого человека воды около 50 – 60%, в теле ребенка – 80%.
Вода входит в состав плазмы крови, лимфы, тканевой жидкости. Она служит растворителем для минеральных и органических веществ, участвует в большинстве химических реакций, происходящих в организме. Вода участвует в терморегуляции (испарение пота). Жизнь без воды более 7 дней невозможна. Потребность в воде в сутки составляет 2 – 2,5 л. Около 85% человек получает с пищей и водой, 15% образуется в организме в ходе химических реакций.
В состав клеток всех тканей входит большое количество минеральных веществ: кальций, калий, фосфор, магний, железо, натрий, хлор, йод, сера и т.д.
Кальций составляет основу костной ткани, участвует в свертывании крови. Железо входит в состав гемоглобина, йод – гормона щитовидной железы. Калий необходим для нормальной работы мышц, особенно сердечной. Натрий и хлор обеспечивают вместе с калием и кальцием обеспечивают протекание электрических процессов в нервной и мышечной тканях.
Поступают минеральные вещества с пищей и водой. Выводятся главным образом с мочой и потом.
Витамины.
Витамины – это вещества, которые не являются источником энергии и материалом для построения клеток, но без них невозможно нормальное протекание физиологических процессов в организме. Большинство витаминов входят в состав ферментов, участвующих в углеводном, жировом, белковом и других видах обмена. Каждый витамин выполняет в организме свою конкретную функцию.
Все витамины разделяются на две группы – водорастворимые и жирорастворимые.
К водорастворимым относятся: витамины группы В, витамин С, Р.
Витамин С (аскорбиновая кислота) – содержится во многих растительных продуктах: черной смородине, облепихе, цитрусовых, петрушке, сыром картофеле. Она необходима для всасывания железа, участвует в синтезе веществ, необходимых для построения хрящей, костей, зубов. Она активизирует синтез антител, способствует фагоцитозу. При недостатке витамина С развивается цинга.
Витамины В: витамин В1 (тиамин) содержатся хлебе грубого помола , он участвует в углеводном обмене - снижает уровень сахара в крови; витамины В2, В6, В12 содержатся в мясе, молоке, рыбе, яйцах. Витамин В2 (рибофлавин) входит в состав ферментов, участвующих в тканевом дыхании, в синтезе белков, необходим для нормального функционирования ЦНС (при недостатке развивается депрессия, истерия). Витамин В6 (пиридоксин) участвует в регуляции белкового обмена - активизирует всасывание аминокислот в ЖКТ. Витамин В12 (цианокобаламин) активизирует процессы кроветворения, регенерации тканей, необходим для созревания эритроцитов. При его недостатке развивается В12 – дефицитная анемия.
К жирорастворимым относятся: Витамины А, D, Е.
Витамин А (ретинол) – содержится в сливочном масле, яичном желтке, печени, а его предшественник – каротин – в растительных продуктах: моркови, шпинате, луке, петрушке, абрикосах, персиках, черной смородине. Витамин А способствует улучшению трофики тканей, росту в детском возрасте, обеспечивает нормальное проведение нервного импульса через синапсы (депонирует медиаторы). Он необходим для нормального функционирования печени, регенерации слизистых оболочек ЖКТ, синтеза стероидных гормонов, предотвращает ороговение эпителия, для обеспечения иммунитета (профилактика инфекционных заболеваний).
Витамин D (эргокальциферол) – содержится в рыбьем жире, незначительно в желтке и сливочном масле, образуется в коже под действием УФ лучей. Он необходим для образования костей. При недостатке – рахит.
Витамин Е (токоферол) содержится в растительных маслах, молоке, яичном желтке, зеленых листьях салата. Витамин Е участвует в синтезе белка (коллагена в коже, сократительного белка в мышцах), стимулирует образование гемоглобина, необходим для репродуктивной функции ( токоферол от др.-греч. τόκος — «деторождение», и φέρειν — «приносить»), обладает антиоксидантным действием.
Обмен энергии.
Обмен веществ и энергии – единый процесс. Каждое органическое соединение, входящее в состав организма, обладает определенной потенциальной энергией, за счет которой может совершаться работа. Наибольшую роль как источник энергии играет АТФ, но ее запасы невелики и должны постоянно пополняться. Это происходит при использовании углеводов, жиров и белков.
Запас энергии, содержащийся в органических веществах, используемых организмом, измеряется в калориях. Калория – это количество энергии, необходимое для нагревания 1 г воды на 1оС. Килокалория равна 1000 кал.
Даже в условиях полного покоя человек расходует определенное количество энергии на синтез различных веществ, на поддержание гомеостаза и работу сердца, легких и других органов. Количество энергии, которое организм тратит при полном мышечном покое, через 12 – 16 часов после приема пищи и при температуре воздуха 18 -20 оС – называется основным обменом. У взрослого здорового человека он равен в среднем 1 ккал на 1 кг веса в течение 1 часа. Суточный обмен у человека весом 70 кг около 1700 ккал.
При мышечной деятельности расход энергии увеличивается пропорционально мощности работы. Чем больше мощность, тем больше энергозатраты. Суммарный расход энергии зависит также от времени работы.
На внешнюю механическую работу тратится не вся образующаяся в организме энергия. Большая часть ее превращается в тепло. Количество энергии, которое идет на выполнение работы, называется коэффициентом полезного действия (КПД). У человека КПД составляет 20-25%. Спортсмены при выполнении привычной для них работы имеют больший КПД, чем люди, не занимающиеся спортом.
Тепловой обмен.
Человеческий организм является теплокровным, т.е. температура его тела поддерживается постоянно на уровне 36 – 37оС и не зависит от температуры окружающей среды. Температура тела ниже 24оС и выше 43оС для человека смертельна.
Температура тела оказывает значительное влияние на протекание жизненных процессов в организме. Нагревание увеличивает, а охлаждение замедляет ход биохимических реакций. Поэтому температура тела организма влияет на активность его клеток. Это связано с работой ферментов, участвующих в биохимических реакциях, которые активны лишь при температуре 35-40о.
В разных органах различная температура. Она зависит от интенсивности обменных процессов. Самая высокая температура в печени (38-38,5о), самая низкая на коже конечностей (25-30о). Обмен тепла между разными органами осуществляется кровью.
Постоянство температуры поддерживается в организме за счет двух разнонаправленных процессов: теплообразования и теплоотдачи.
У человека существует два способа терморегуляции химический и физический. Химическая терморегуляция заключается в образовании дополнительного тепла, основной источник которого окислительные процессы. Наибольшая их интенсивность наблюдается в мышцах во время работы. В условиях температурного комфорта (при t воздуха около 20о) теплообразование для поддержания температуры тела в пределах 37о не нужно. Для этого достаточно тепла, образуемого при обмене веществ в состоянии покоя. При низкой температуре воздуха для поддержания температуры тела необходимо дополнительное теплообразование. С этим связано возникновение непроизвольной мышечной дрожи. Наибольшее количество тепла образуется при движении.
Физическая терморегуляция осуществляется изменением теплопроводности покровных тканей организма, за счет чего может увеличиваться или уменьшаться теплоотдача.
Теплоотдача может осуществляться теплопроведением, излучением и испарением.
Отдача тепла проведением заключается в прямом нагревании воздуха или предметов, соприкасающихся с поверхностью кожи. Теплопроведение возможно лишь, когда внешняя температура ниже температуры тела. При перегревании организма происходит перераспределение крови: кровь с излишками тепла оттекает от внутренних органов к коже, повышая ее температуру. При этом увеличивается отдача тепла в окружающую среду. Увеличению теплоотдачи за счет проведения способствует конвекция – смена нагретых частей воздуха холодными. Она усиливается при ветре. Проведение тепла зависит также от теплопроводности внешней среды. Теплопроводность воды в 28 раз больше, чем воздуха, поэтому охлаждение в ней происходит гораздо быстрее.
Теплопроводность кожи уменьшается при спазме ее сосудов, что ведет к перераспределению крови в пользу внутренних органов. Это способствует уменьшению теплоотдачи и сохранению температуры ядра тела.
Излучение тепла связано со свойством материи отдавать тепло в виде лучистой энергии. В состоянии покоя человек основную массу тепла отдает излучением. Также как и теплопроведение излучение усиливается при расширении кожных сосудов и уменьшается при сужении.
Третий путь теплоотдачи – испарение. Каждый грамм испаренной жидкости уносит с собой 0,58 ккал. В условиях температурного комфорта около 25% тепла теряются в виде испарения. При повышении температуры окружающей среды, усиленном теплообразовании при мышечной работе растет потоотделение, увеличивая теплоотдачу за счет испарения.
Тема 7: Пищеварение.
Пищеварение – это процесс физической и химической обработки пищи. Физическая состоит в ее измельчении и перемешивании, химическая – в расщеплении пищевых веществ с помощью ферментов, содержащихся в пищеварительных соках, в результате чего они расщепляются на более простые, которые могут всасываться в кровь.
Пищеварение в ротовой полости.
В полости рта пища пережевывается и смачивается слюной. Слюна содержит ферменты – амилазу и мальтазу, которые расщепляют сложные углеводы, полисахариды, до более простых – дисахаридов. В слюне также содержится вещество белковой природы – муцин, который делает пищевой комок скользким, что облегчает глотание.
Выделение слюны начинается еще до попадания пищи в полость рта от ее вида и запаха по условно-рефлекторному механизму. При попадании пищи в рот начинается следующая фаза – безусловно-рефлекторная.
Количество и состав слюны зависит от характера пищи. Глотание происходит рефлекторно.
Пищеварение в желудке.
В желудке пища находится от 4 до 8 часов в зависимости от количества, состава пищи и деятельности желудка.
В желудке происходит механическая обработка пищи, состоящая в перемешивании, перетирании и разминании пищи, благодаря сокращениям гладкой мускулатуры стенок желудка.
Химическая обработка пищи осуществляется желудочным соком. Желудочный сок содержит ферменты, расщепляющие белок – пепсины и фермент, расщепляющий жир – липазу. Пепсины выделяются железами желудка в неактивном состоянии и активизируются соляной кислотой, содержащейся в соке. Пепсины расщепляют белки до промежуточной стадии. Окончательное их расщепление до аминокислот происходит в кишечнике. Соляная кислота помимо активизации пепсинов способствует набуханию белка и створаживанию молока, что облегчает их переваривание, а также задерживает развитие гнилостных процессов в желудке.
Желудочный сок также выделяется по условно- и безусловно-рефлекторному механизмам. Работа желудка регулируется вегетативной нервной системой. Парасимпатические влияние усиливают его деятельность, увеличивают сокоотделение. Симпатические, наоборот, тормозят секрецию.
Выделение желудочного сока зависит от количества и состава пищи.
Пищеварение в кишечнике.
Из желудка пищевые массы поступают в двенадцатиперстную кишку. Здесь они подвергаются воздействию кишечного сока, сока поджелудочной железы и желчи.
Сок поджелудочной железы содержит ферменты, окончательно расщепляющие белки до аминокислот, углеводы до моносахаридов (глюкозы, фруктозы), жиры до жирных кислот и прочих веществ, легко всасываемых в кровь.
Желчь непрерывно выделяется печенью и скапливается в желчном пузыре, откуда поступает в кишечник после приема пищи. Желчь активирует ферменты поджелудочного и кишечного соков, а также эмульгирует жиры (эмульсия – жидкость, в которой взвешены капельки жира), что облегчает из расщепление и всасывание.
Из двенадцатиперстной кишки пищевые массы, называемые химусом, поступают в нижележащие отделы, где продолжается их переваривание.
В толстом кишечнике переваривается в основном растительная клетчатка, поступающая с овощами и фруктами. В этом отделе находятся бактерии, которые вызывают сбраживание углеводов и гниение белков, что способствует высвобождению веществ, содержащихся в растительных клетках и их всасыванию. В результате гниения белков образуются вредные для организма вещества. Они всасываются и по воротной вене поступают в печень, где обезвреживаются.
В толстом кишечнике из пищевых остатков всасывается вода, и формируются каловые массы.
Для переваривания пищи большое значение имеют движения кишечника, которые способствуют перемешиванию пищи и перемещению ее вдоль кишечника. Движения происходят благодаря сокращению гладкой мускулатуры стенок кишечника. Различают маятникообразные и перистальтические движения.
Маятникообразные состоят в том, что на коротком участке кишка то укорачивается, то удлиняется благодаря поочередным сокращениям круговых и продольных мышечных волокон, в результате чего пища перемещается то в одном, то в другом направлении.
Перистальтические обеспечивают передвижение пищи вдоль кишечника от начального отдела к конечному.
Всасывание.
Всасывние состоит в том, что вода и питательные вещества переходят через стенки кишечника и капилляров в кровь и лимфу. Некоторые вещества могут всасываться в желудке, но в основном это происходит в тонком кишечнике. Его эпителий покрыт ворсинками, благодаря которым значительно увеличивается площадь всасывания. Внутри ворсинки имеют разветвленную сеть кровеносных и лимфатических капилляров.
Эпителий выполняет также секреторную функцию, обеспечивая избирательное всасывание, например, глюкоза всасывается гораздо лучше, чем фруктоза.
Раздел 2.
Физиологические основы занятий физической культурой и спортом.
Тема 1: Особенности работы сердечно – сосудистой системы при занятиях спортом.
Функциональные пробы.
Для того чтобы оценить функциональное состояние сердечно-сосудистой системы, особенно при отклонениях в ее работе, не проявляющихся в состоянии покоя, выявить степень тренированности - применяют функциональные пробы со стандартной нагрузкой. Наиболее простой пробой, которую можно использовать даже при обследованиях детей дошкольного возраста является проба Мартине - 20 приседаний за 30 секунд. При этом стандартными являются и объем нагрузки (20 приседаний) и интенсивность (за 30 секунд).
В зависимости от функционального состояния ССС реакция ее на нагрузку может быть различной.
Нормотоническая реакция - наиболее благоприятная реакция ССС на нагрузку. Она проявляется увеличением систолического давления (на 15-30 % от исходного уровня при пробе Мартине), снижением диастолического (на 10-30%) и ростом пульсового, что свидетельствует об увеличении сердечного выброса. Наиболее важной характеристикой нормотонической реакции является параллельное нарастание частоты пульса и пульсового давления (они должны увеличиваться до 60-80 % от исходного уровня при пробе Мартине). Процент увеличения пульсового давления не должен значительно отставать от процента учащения пульса.
Гипотоническая реакция — заключается в значительном увеличении ЧСС (на 120-150 % от исходного уровня при пробе Мартине) при незначительном увеличении систолического давления и неизменном диастолическом. Пульсовое давление при этом также почти не изменяется.
Такая реакция считается неблагоприятной. Она свидетельствует о том, что усиление функции ССС, необходимое при физической нагрузке обеспечивается не одновременным увеличением систолического объема и пульса, что является более экономичным, а увеличением лишь ЧСС.
Гипотоническая реакция может наблюдаться при функциональной неполноценности ССС, а также у спортсменов при переутомлении и после перенесенных заболеваний.
Гипертоническая реакция - также является неблагоприятной. Она может проявляться значительным увеличением систолического давления (иногда свыше 200 мм ртутного столба при пробе Мартине), ЧСС и незначительным увеличением диастолического давления; либо значительным увеличением диастолического давления (свыше 90 мм ртутного столба) при незначительном увеличении систолического. Для гипертонической реакции характерно увеличение периферического сопротивления сосудов. Такая реакция возможна у лиц с гипертонической болезнью либо с предрасположенностью к ней, а также у спортсменов в состоянии переутомления.
Реакция со ступенчатым подъемом систолического артериального давления проявляется выраженным учащением пульса. При этом САД, измеренное на 2-3 минуте восстановительного периода выше, чем измеренное непосредственно после нагрузки.
Такая реакция характерна для организма с ослабленной функциональной способностью сердечно-сосудистой системы и обычно наблюдается после скоростных нагрузок. Эта реакция свидетельствует о том, что ССС не способна адекватно реагировать на нагрузку и достаточно быстро наращивать свою производительность в соответствии с возрастающими потребностями организма.
Ступенчатая реакция также может отмечаться у спортсменов при переутомлении и сопровождаться жалобами на быструю утомляемость, боли в ногах после нагрузки и т.д. Такая реакция может быть временным явлением и исчезать при изменении режима тренировки.
Дистоническая реакция — характеризуется значительным увеличением пульса и САД (иногда свыше 200 мм ртутного столба), при этом ДАД, определяемое слуховым методом доходит до 0, т.е. тоны на плечевой артерии четко выслушиваются, даже когда уровень давления достигает нулевой отметки. Это явление называется - феноменом бесконечного тона.
Феномен бесконечного тона может наблюдаться при утомлении, после перенесенных инфекционных заболеваний. В норме может встречаться у подростков и юношей, а также у здоровых спортсменов после очень тяжелой мышечной работы.
Решать вопрос о том физиологическая ли это реакция или патологическая необходимо индивидуально. Если феномен бесконечного тона держится после обычной функциональной пробы не более 2-х минут - его можно считать физиологическим.
Важное значение для оценки функционального состояния ССС имеет анализ восстановительного периода. Длительность восстановительного периода зависит от интенсивности нагрузки и от функционального состояния ССС.
После пробы Мартине ЧСС должна восстанавливаться в течение 2-х мин, артериальное давление — 3-х минут. Чем быстрее идет восстановление, тем выше уровень функционального состояния ССС.
Помимо пробы Мартине можно использовать более сложные функциональные пробы, такие как проба Летунова, Гарвардский степ-тест, тест PWC170.
Проба Летунова проводится в 3 этапа:
1 - 20 приседаний за 30 секунд;
2 - бег на месте в максимальном темпе 15 секунд;
3 - бег на месте 2 минуты под ритм, задаваемый метрономом с частотой 180 уд в минуту.
При этом после каждого этапа производится измерение артериального давления. Первый этап дает представление о реакции ССС на нагрузку вообще, второй - о ее способности адаптироваться к скоростной нагрузке и третий характеризует выносливость ССС.
Гарвардский степ-тест - заключается в восхождении на ступеньку стандартной величины в определенном темпе определенное время.
Для мужчин: высота ступени - 50 см, время 5 минут, темп - 30 восхождений и спусков в минуту.
Для женщин: соответственно - 45 см, 4 минуты при том же темпе. После пробы трижды в восстановительном периоде определяется ЧСС за 30 секунд:
1 - с 60 до 90 секунды;
2 - со 120 до 150 секунды;
3 - со 180 до 210 секунды.
Результаты подсчетов подставляются в формулу, по которой подсчитывается индекс Гарвардского степ - теста (ИГСТ).
ИГСТ= t х 100 .
(f1 + f2 + f3) х 2
где f1 - ЧСС за период с 60 до 90сек,
f2 - со 120-до 150 сек,
f3 - со 180-до 210 сек,
t - время выполнения теста в секундах.
Физическая работоспособность считается отличной, если ИГСГ больше 90; хорошей -80-89; средней - 65-79; ниже средней - 55-64; низкая - если ИГСТ ниже 55.
Тест PWC -170 - наиболее сложный. Его можно проводить с использованием велоэргометра, позволяющего точно дозировать нагрузку.
Принцип теста основан на том, что существует зависимость между ЧСС и мощностью выполняемой работы. Это позволяет предсказать, оценив ЧСС при выполнении обследуемым работы небольшой мощности, какой будет ЧСС при выполнении им работы любой мощности большей по интенсивности.
Поскольку установлено, что ЧСС, равная 170 уд/мин соответствует оптимальному по производительности режиму работы ССС, подсчитывают мощность работы, соответствующей данному пульсовому режиму с помощью формулы:
PWC170 =W2 + (W2 – W1) х 170 – f1 ,
f2 – f1
где W1 и W2 - мощность первой и второй контрольных нагрузок, измеряемая в кгм/мин; f1 и f2 - ЧСС после первой и второй нагрузок.
Средняя величина PWC170 для спортсменов – мужчин - 1520 кг м /мин,
для женщин - 780 кгм /мин.
Существуют различные стандарты для разных спортивных специализаций.
Тема 2: Энергетические источники мышечной работы.
Аэробная и анаэробная производительность.
Энергетические источники мышечной работы.
Для того чтобы мышцы человека могли совершать работу, им нужна энергия. Ее источником является содержащаяся в мышечной ткани АТФ (аденозинтрифосфорная кислота).
В результате отщепления от АТФ остатка фосфорной кислоты образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и выделяется энергия.
Запасы АТФ весьма ограничены, поэтому для выполнения работы в мышцах идут постоянные процессы восстановления (ресинтеза) АТФ. Ресинтез АТФ заключатся в присоединении к АДФ молекулы фосфорной кислоты. Эта химическая реакция требует энергии. (Если распад химического вещества идет с выделением энергии, то его восстановление — с поглощением энергии).
В организме имеются вещества, при расщеплении которых образуется необходимая для восстановления АТФ энергия (углеводы, жиры, белки).
Ресинтез АТФ может идти двумя путями:
1) Анаэробным (за счет расщепления богатых энергией веществ без участия кислорода.
2) Аэробным (с участием кислорода).
Анаэробный ресинтез преобладает в работе, длящейся менее трех минут, а также в начальном периоде работы любой длительности, т.к. организм способен обеспечить достаточное поступление кислорода (достичь своего уровня максимального потребления кислорода) только к третьей минуте.
Ресинтез АТФ анаэробным путем происходит в первую очередь за счет КрФ (креатинфосфорной кислоты), которая, реагируя с АДФ, отдает ей остаток фосфорной кислоты, обеспечивая восстановление АТФ. Количество КрФ также ограничено. Запасов АТФ и КрФ в мышцах хватает лишь на 10 - 15 секунд работы. Гораздо больше в организме запасов углеводов в виде глюкозы, содержащейся в крови и гликогена в печени и мышцах.
До 3-ей минуты от начала работы преобладает анаэробное расщепление глюкозы. Анаэробное расщепление глюкозы называется гликолизом. Результатом гликолиза является образование 2-х молекул АТФ и молочной кислоты. При этом АТФ образуется в 2-3 раза быстрее, чем при аэробном ресинтезе, что особенно важно для спринтеров.
Аэробный ресинтез АТФ происходит за счет окислительного фосфорилирования глюкозы. В результате образуется 36 молекул АТФ, что в 18 раз больше чем при анаэробном расщеплении глюкозы. Значит аэробный ресинтез АТФ энергетически выгоднее, чем анаэробный. Другим преимуществом окислительного фосфорилирования является отсутствие молочной кислоты, т.к. помимо АТФ в ходе цепи реакций образуются лишь вода и углекислый газ. После 40 минут работы ресинтез АТФ обеспечивается за счет окисления жиров.
Аэробная производительность.
Аэробная производительность — это способность организма выполнять работу, обеспечивая энергетические расходы за счет кислорода, поглощаемого непосредственно во время работы.
Потребление кислорода при физической работе возрастает по мере увеличения тяжести и продолжительности работы. Но для каждого человека существует предел, выше которого потребление кислорода увеличиваться не может. Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить за 1 минуту при предельно тяжелой для него работе - называется максимальным потреблением кислорода (МПК). Эта работа должна длиться не менее 3 минут, т.к. человек может достичь своего максимального потребления кислорода (МПК) только к третьей минуте.
MПK — является показателем аэробной производительности. МПК можно определить, задавая стандартную нагрузку на велоэргометре. Зная величину нагрузки и подсчитав ЧСС, можно с помощью специальной номограммы определить уровень МПК. У незанимающихся спортом величина МПК составляет 35 - 45 мл на 1 кг веса, а у спортсменов, в зависимости от специализации, - 50-90 мл/кг. Наибольшего уровня МПК достигает у спортсменов, занимающихся видами спорта, которые требуют большой аэробной выносливости, такими как бег на длинные дистанции, лыжные гонки, конькобежный спорт (длинные дистанции) и плавание (длинные дистанции). В этих видах спорта результат на 60-80% зависит от уровня аэробной производительности, т.е. чем выше уровень МПК, тем выше спортивный результат.
Уровень МПК в свою очередь зависит от возможностей двух функциональных систем: 1) системы, доставляющей кислород, включающей дыхательную и сердечно-сосудистую системы; 2) системы, утилизирующей кислород (обеспечивающей усвоение кислорода тканями).
Кислородный запрос.
Для выполнения любой работы, а также для нейтрализации продуктов обмена и восстановления энергетических запасов необходим кислород. Количество кислорода, которое требуется для выполнения определенной работы — называется кислородным запросом.
Различают суммарный и минутный кислородный запрос.
Суммарный кислородный запрос — это количество кислорода, необходимое для совершения всей работы (например, для того, чтобы пробежать всю дистанцию).
Минутный кислородный запрос — это количество кислорода, требующееся для выполнения данной работы в каждую конкретную минуту.
Минутный кислородный запрос зависит от мощности выполняемой работы. Чем выше мощность, тем больше минутный запрос. Наибольшей величины он достигает на коротких дистанциях. Например, при беге на 800 м он составляет 12-15 л/мин, а при марафонском — 3-4 л/мин.
Суммарный запрос тем больше, чем больше время работы. При беге на 800 м он составляет 25-30 л, а при марафонском — 450-500 л.
Однако МПК даже спортсменов международного класса не превышает 6-6,5 л/мин и может быть достигнуто только к третьей минуте. Как организм в таких условиях обеспечивает выполнение работы, например, с минутными кислородным запросом в 40 л/мин (бег на 100 м)? В таких случаях работа идет в безкислородных условиях и обеспечивается за счет анаэробных источников.
Анаэробная производительность.
Анаэробная производительность - это способность организма выполнять работу в условиях недостатка кислорода, обеспечивая энергетические расходы за счет анаэробных источников.
Работа обеспечивается непосредственно запасами АТФ в мышцах, а также за счет анаэробного ресинтеза АТФ с использованием КрФ и анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза).
Для восстановления запасов АТФ и КрФ, а также для нейтрализации молочной кислоты, образовавшейся в результате гликолиза необходим кислород. Но эти окислительные процессы могут идти уже после окончания работы. Для выполнения любой работы требуется кислород, только на коротких дистанциях организм работает в долг, откладывая окислительные процессы на восстановительный период.
Количество кислорода, которое требуется для окисления продуктов обмена, образовавшихся при физической работе, называется - кислородным долгом.
Кислородный долг можно также определить как разницу между кислородным запросом и тем количеством кислорода, которое организм потребляет во время работы.
Чем выше минутный кислородный запрос и меньше время работы, тем больше кислородный долг в процентном отношении к суммарному запросу. Наибольший кислородный долг будет на дистанциях 60 и 100 м, где минутный запрос составляет около 40 л/мин, а время работы исчисляется секундами. Кислородный долг на этих дистанциях будет около 98% от запроса.
На средних дистанциях (800 – 3000м) увеличивается время работы, снижается ее мощность, а значит. возрастает потребление кислорода во время выполнения работы. В результате кислородный долг в процентном отношении к запросу уменьшается до 70 – 85%, но в связи со значительным увеличением суммарного кислородного запроса на этих дистанциях его абсолютная величина, измеряемая в литрах увеличивается.
Показателем анаэробной производительности является — максимальный
кислородный долг.
Максимальный кислородный долг—это максимально возможное накопление продуктов анаэробного обмена, требующих окисления, при котором организм еще способен выполнять работу. Чем выше тренированность, тем больше максимальный кислородный долг. Так, например, у людей, не занимающихся спортом, максимальный кислородный долг составляет, 4-5 л, а у спортсменов-спринтеров высокого класса может достигать 10-20 л.
В кислородном долге различают 2 фракции (части): алактатную и лактатную.
Алактатная фракция долга идет на восстановление запасов КрФ и АТФ в мышцах.
Лактатная фракция (лактаты — соли молочной кислоты) — большая часть кислородного долга. Она идет на ликвидацию молочной кислоты, накопившейся в мышцах. При окислении молочной кислоты образуются безвредные для организма вода и углекислый газ.
Алактатная фракция преобладает в физических упражнениях, длящихся не более 10с, когда работа идет в основном за счет запасов АТФ и КрФ в мышцах. Лактатная преобладает при анаэробной работе большей длительности, когда интенсивно идут процессы анаэробного расщепления глюкозы (гликолиз) с образованием большого количества молочной кислоты.
Когда спортсмен работает в условиях кислородного долга, в организме накапливается большое количество продуктов обмена (прежде всего молочной кислоты) и происходит сдвиг рН в кислую сторону. Чтобы спортсмен мог выполнять работу значительной мощности в таких условиях его ткани должны быть приспособлены к работе при недостатке кислорода и сдвиге рН. Это достигается тренировками на анаэробную выносливость (короткие скоростные упражнения с большой мощностью).
Уровень анаэробной производительности важен для спортсменов, работа
которых длится не более 7-8 минут. Чем больше время работы, тем меньше влияния на спортивный результат оказывают анаэробные возможности
Порог анаэробного обмена.
При работе длящейся более 5-ти минут, может наступить момент, когда организм не в состоянии обеспечить свои потребности в кислороде. Поддержание достигнутой мощности работы или дальнейшее её увеличение обеспечивается за счет анаэробных источников энергии.
Появление в организме первых признаков анаэробного ресинтеза АТФ при работе длящейся более 5 минут - называется порогом анаэробного обмена (ПАНО). Перейти порог анаэробного обмена можно в двух случаях:
1) наращивание мощности работы (увеличение скорости или подъем в высоту), которое сопровождается ростом минутного кислородного запроса. При этом запрос начинает превышать возможности организма по обеспечению кислородом и организм вынужден прибегнуть к анаэробным источникам энергии.
2) поддержание прежней мощности работы, если потребление кислорода находится на уровне близком к МПК. Такой высокий уровень потребления кислорода организм не может поддерживать длительно. Через некоторое время развивается утомление в органах, обеспечивающих захват и доставку кислорода (дыхательная и сердечно-сосудистая система) и их производительность снижается. Потребление кислорода при этом падает, оно становится ниже запроса и организм для поддержания прежней мощности работы прибегает к анаэробным источникам энергии.
Однако, анаэробные источники энергии включаются в ресинтез АТФ гораздо раньше, чем организм исчерпает свои возможности по обеспечению кислородом (т.е. раньше, чем достигнет своего МПК). Это является своеобразным «страховочным механизмом». Причем, чем менее тренированным является организм, тем раньше он начинает «страховаться».
ПAHO считается в процентах от МПК. У нетренированных людей первые признаки анаэробного ресинтеза АТФ (ПАНО) могут наблюдаться уже при достижении лишь 40% от уровня максимального потребления кислорода. У спортсменов в зависимости от квалификации ПАНО равен 50-80 % от МПК. Чем выше ПАНО, тем больше возможностей у организма выполнять тяжелую работу за счет аэробных источников, более выгодных энергетически. Поэтому у спортсмена, имеющего высокий ПАНО (65% от МПК и выше), при прочих равных условиях будет более высокий результат на средних и длинных дистанциях.
Тема 3: Физиологическая характеристика физических упражнений.
Физиологическая классификация движений
(по Фарфелю B . C .).
I.Стереотипные (стандартные) движения.
1. Движения количественного значения.
Циклические .
Зоны мощности работы: Виды локомоций:
• максимальная - движения, выполняемые ногами;
• субмаксимальная - движения, выполняемые при
• большая помощи рук.
• умеренная.
| Скоростно-силовые: - прыжки; - метания. |
| Ациклические. Силовые: - поднятие штанги. |
| Прицельные: - стрельба; - бросок мяча. |
Дата: 2019-02-25, просмотров: 226.
