Учебник для институтов физической культуры. Оглавление
 Скачать 2.48 Mb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
| Максимальное потребление кислорода. Аэробные возможности человека определяются прежде всего максимальной для него скоростью потребления кислорода. Чем выше МПК, тем больше абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки. Кроме того, чем выше МПК, тем относительно легче и потому длительнее выполнение аэробной работы. Например, спортсмены Аи Б должны бежать с одинаковой скоростью, которая требует у обоих одинакового потребления кислорода - 4 л/мин. У спортсмена А МПК. равно 5 л/мин и потому дистанционное потребление О составляет 80% от его МПК. У спортсмена Б МПК равно 4,4 л/мин н, следовательно, дистанционное потребление О достигает 90% от его МПК. Соответственно для спортсмена А относительная физиологическая нагрузка при таком беге ниже (работа "легче, и потому он может поддерживать заданную скорость бега в течение более продолжительного времени, чем спортсмен Б. Таким образом, чем выше МПК у спортсмена, тем более высокую скорость он может поддерживать на дистанции, тем, следовательно, выше (при прочих равных условиях) его спортивный результат в упражнениях, требующих проявления выносливости. Чем выше МПК, тем больше аэробная работоспособность (выносливость, те. тем больший объем работы аэробного Характера способен выполнить человек. Причем эта зависимость выносливости от МПК проявляется (в некоторых пределах) тем больше, чем меньше относительная мощность аэробной нагрузки. Отсюда понятно, почему в видах спорта, требующих проявления выносливости, МПК у спортсменов выше, чему представителей других видов спорта, а тем более чему нетренированных людей того же возраста (рис. 33). Если у нетренированных мужчин 20-30 лет МПК в среднем равно 3- 3,5 л/мин (или 45- 50 мл/кг * мин, то у высококвалифицированных бегунов-стайеров и лыжников оно достигает 5-6 л/мин (или более 80 мл/кг * мин. У нетренированных женщин МПК равно в среднем 2-2,5 л/мин или 35-40 мл/кг * мина у лыжниц около 4 л/мин (или более 70 мл/кг * мин. Абсолютные показатели МПК (л О2/мин) находятся в прямой связи с размерами (весом) тела (рис. Л. Поэтому наиболее высокие абсолютные показатели МПК имеют гребцы, пловцы, велосипедисты, конькобежцы. В этих видах спорта наибольшее значение для физиологической оценки данного качества имеют абсолютные показатели мпк. Относительные показатели МПК (мл О2/кг * мину высококвалифицированных спортсменов находятся в обратной зависимости отвеса тела (рис. 34,5). При беге и ходьбе выполняется значительная работа по вертикальному перемещению массы тела и, следовательно, при прочих равных условиях (одинаковой скорости передвижения) чем больше вес спортсмена, тем больше совершаемая им работа (потребление О. Поэтому бегуны на длинные дистанции, как правило, имеют относительно небольшой вес тела (прежде всего за счет минимального количества жировой ткани и относительно небольшого веса костного скелета. Если у нетренированных мужчин 18-25 лет жировая ткань составляет 15- 17% веса тела, то у выдающихся стайеров - лишь 6- 7% Наибольшие относительные показатели МПК обнаруживаются у бегунов на длинные дистанции и лыжников, наименьшие - у гребцов. В таких видах спорта, как легкоатлетический бег, спортивная ходьба, лыжные гонки, максимальные аэробные возможности спортсмена правильнее оценивать по относительному МПК. Рис. 33. Абсолютное (л/мин) и относительное (мл/кг * мин) МПК У мужчин (Аи женщин (Б) - представителей разных видов спорта (ПО. Астранд и К. Роодал, 1977) 42 Уровень МПК зависит от максимальных возможностей двух функциональных систем 1) кислородтранспортной системы, абсорбирующей кислород из окружающего воздуха и транспортирующей его к работающим мышцами другим активным органами тканям тела 2) системы утилизации кислорода, те. мышечной системы, экстрагирующей и утилизирующей доставляемый кровью кислород. У спортсменов, имеющих высокие показатели МПК, обе эти системы обладают большими функциональными возможностями. Кислородтранспортная система и выносливость К ислородтранспортная система включает систему внешнего дыхания, систему крови и сердечнососудистую систему. Функциональные свойства каждой из этих систем в конечном счете определяют кислородтранспортные возможности организма спортсмена. Система внешнего дыхания Внешнее дыхание служит первым звеном кислородтранспортной системы. Оно обеспечивает организм кислородом из окружающего воздуха за счет легочной вентиляции и диффузии О через легочную (альвеолярно-капиллярную) мембрану в кровь. Легочные объемы и емкости У тренирующих выносливость спортсменов легочные объемы и емкости за исключением дыхательного объема) в покоев среднем на 10-20% больше, чему нетренированных. Эти различия, однако, уменьшаются при учете размеров тела роста, веса, поверхности тела, поскольку общий и остаточный объемы и особенно жизненная емкость легких (ЖЕЛ) пропорциональны размерам тела примерно длине тела в кубе. С учетом размеров тела легочные объемы и емкости слабо коррелируют или вообще не коррелируют с МПК и спортивными результатами. Спортсмены с относительно небольшой ЖЕЛ могут иметь большие величины МПК и наоборот у высококвалифицированных спортсменов между ЖЕЛ и МПК невысокая корреляция. Однако у спортсменов, как и у нетренированных людей, при максимальной аэробной работе дыхательный объем (глубина дыхания) достигает 50-55% ЖЕЛ. Поэтому большая легочная вентиляция невозможна у спортсменов с маленькой ЖЕЛ. Для скорости потребления О 4 л/мин и более ЖЕЛ должна быть не менее 4,5 л. Наиболее высокая ЖЕЛ зарегистрирована у гребцов - 9 л. Легочная вентиляция. В связи с высокой скоростью потребления кислорода легочная вентиляция в течение всего времени выполнения упражнений на выносливость исключительно велика. Так, при беге на тредбане со скоростью и продолжительностью, соответствующими бегунам (около 30 мин, легочная вентиляция у бегунов-стайеров колеблется в пределах 120-145 л/мин (см. рис. 15). У нетренированных людей такая легочная вентиляция является предельной и может поддерживаться лишь очень короткое время. Как известно, даже при максимальной аэробной нагрузке рабочая легочная вентиляция ниже предельных возможностей дыхательного аппарата, которые измеряют величиной максимальной произвольной вентиляции (МПВ). Однако последняя определяется за короткое время (обычно 12 с, тогда как при выполнении упражнений на выносливость спортсмен должен поддерживать очень высокую рабочую легочную вентиляцию на протяжении многих минут или даже часов. У нетренированных молодых мужчин МПВ составляет в среднем 120 л/мин, ау хорошо тренированных спортсменов эти показатели выше. Особенно заметна разница в показателях выносливости дыхательного аппарата. Так, легочную вентиляцию на уровне 80% от МПВ бегуны-стайеры поддерживают в среднем 11 мина нетренированные могут 3 мин. Хорошее развитие дыхательной мускулатуры (силы и выносливости дыхательных мышца также сниженное сопротивление движению воздуха вдыхательных путях дают возможность поддерживать большую легочную вентиляцию вовремя мышечной работы. Рис. 34. Связь веса тела с абсолютным (Ли относительным (Б, В) МПК у группы спортсменов высокой квалификации - представителей разных видов спорта 43 При одной и той же рабочей легочной вентиляции частота дыхания у спортсменов меньше, чему нетренированных людей. Следовательно, рост легочной вентиляции у спортсменов обеспечивается за счет увеличения дыхательного объема (глубины дыхания) в большей мере, чем за счет частоты дыхания. Этому способствуют 1) увеличенные легочные объемы, 2) большая сила и выносливость дыхательных мышц, 3) повышенная растяжимость грудной клетки и легких и 4) снижение сопротивления току воздуха в воздухоносных путях. Как известно, при увеличении дыхательного объема относительно уменьшается объем "мертвого" пространства, благодаря чему легочная вентиляция-становится эффективнее, так как более значительную ее часть составляет в этом случае альвеолярная вентиляция. Повышение эффективности легочной вентиляции - главный результат тренировки выносливости в отношении функций внешнего дыхания. Об этом, в частности, можно судить ко вентиляционному эквиваленту От. е. по объему легочной вентиляции на литр потребленного О (VE/VO2.) Вентиляционный эквивалент кислорода в условиях покоя почти не изменяется в результате тренировки выносливости. Однако количество воздуха, вентилируемого при одинаковом потреблении кислорода вовремя мышечной работы, у спортсменов меньше, чему нетренированных людей. Причем эта разница тем больше, чем больше мощность выполняемой работы, те. чем выше скорость потребления О 2 О собенно важно, что в результате тренировки повышается вентиляционный анаэробный порог (рис. 35), те. критическая мощность работы, начиная с которой легочная вентиляция растет быстрее, чем мощность работы нелинейный, гиперболический, участок кривой, графически выражающей связь между легочной вентиляцией и потреблением О. У нетренированных людей вентиляционный анаэробный порог соответствует мощности нагрузки, равной 50- 60% МПК, ау хорошо тренированных на выносливость спортсменов - 80-85% МПК. Следовательно, при выполнении упражнений большой аэробной мощности необходимый объем легочной вентиляции у спортсмена значительно меньше, чему неспортсмена. Даже очень высокого уровня МПК (5 л/мин и более) выдающиеся спортсмены часто достигают при такой же легочной вентиляции, которая у менее подготовленных людей необходима для достижения значительно более низкого уровня МПК- Кислородная стоимость дыхания, как известно, сильно растет с увеличением легочной вентиляции (особенно при мощности выше критической, те. выше анаэробного порога. Благодаря увеличенной эффективности вентиляции, особенно при продолжительной работе (например, при марафонском беге, дыхательные мышцы у спортсменов затрачивают кислорода меньше, а к работающим скелетным мышцам его направляется больше, чему нетренированного человека. Следует, однако, отметить, что при одинаковом уровне легочной вентиляции механическая работа дыхания (а следовательно, и его кислородная стоимость) сходна у тренированных и нетренированных. В результате тренировки выносливости концентрация лактата в крови при выполнении немаксимальной аэробной работы снижается. Следовательно, ослабевает один из химических стимулов рабочей гипервентиляции. Кроме того, у тренированных выносливых спортсменов чувствительность дыхательного центра к действию СО снижена. Таким образом, тренировка выносливости, с одной стороны" снижает легочную вентиляцию при стандартной немаксимальной аэробной работе, ас другой - повышает максимальную рабочую гипервентиляцию (при выполнении максимальной, аэробной работы. У спортсменов она обычно равна около 180, у нетренированных людей - около 120 л/мин. "Химическими" механизмами повышенной максимальной рабочей гипервентиляции у спортсменов служат усиленное образование СО (равное или почти равное очень большой скорости потребления О, а также высокая концентрация лактата и водородных ионов в артериальной крови при выполнении нагрузки максимальной аэробной мощности. Диффузионная способность легких. В покое и при мышечной работе диффузионная способность легких у спортсменов выше" чему неспортсменов (рис. 36). Так, у бегунов-марафонцев она в покое почти такая же, как у нетренированного мужчины при максимальной работе. Хотя в показателях максимальной диффузионной способности легких у разных людей имеются большие различия, в целом они находятся в прямой связи с максимальными аэробными возможностями. Повышение диффузионной способности легких у спортсменов связано отчасти с увеличением легочных объемов, что обеспечивает большую альвеолярно-капиллярную поверхность, но главным образом - с увеличением объема крови в легочных капиллярах за счет расширения альвеолярной капиллярной сети и повышения центрального объема крови. Рис. 35. Скорость потребления О, легочная вентиляция и концентрация лактата в крови при ступенчато нарастающей мощности нагрузки АПвент. - вентиляционный анаэробный порог, АП4 - "стандартный" лактацидемический анаэробный порог, соответствующий мощности нагрузки, при которой концентрация лактата в крови достигает 4 ммоль/л, АПинд. - индивидуальный" лактацидемический анаэробный порог, соответствующий мощности нагрузки, начиная с которой концентрация лактата в крови быстро нарастает 44 Высокая диффузионная способность легких обеспечивает ускоренный переход кислорода из альвеол в кровь легочных капилляров и быстрое насыщение ее кислородом при нагрузках очень большой мощности. Парциальное напряжение О в артериальной крови (Р а О 2 ). Р а О 2 позволяет судить об эффективности обмена кислорода в легких. В покое оно практически одинаково у спортсменов и неспортсменов и колеблется у здоровых людей примерно до 40 лет в пределах 85-105. мм рт. ст. чаще всего 95-98 мм рт. ст. При субмаксимальной и более легкой аэробной работе Р а О 2 практически не отличается от условий покоя. Лишь при околомаксимальной и максимальной аэробной работе оно несколько снижается у нетренированных людей обычно не более чем на 5-10 мм рт. ста у очень хорошо тренированных спортсменов с высоким. МПК- на 10-15 мм рт. ст. (при максимальной работе. Такое значительное снижение Р а Ог У спортсменов не является следствием недостаточной диффузионной способности легких или уменьшения парциального давления О в альвеолярном воздухе последнее при работе обычно превышает 100 мм рт. ст. Скорее всего, это происходит из-за несоответствия между вентиляцией и перфузией крови в легких, а также из-за высокой скорости движения Крови через альвеолярные капилляры. Кроме того, возможно, что Р а О 2 заметнее снижается у спортсменов в связи с более значительным, чему неспортсменов, "венозным шунтом" - объемом венозной крови, который поступает прямо в артериальные сосуды и полости сердца, минуя альвеолярные капилляры. Особенно большую роль в этом отношении может играть сброс венозной крови из коронарных вен сердца, поскольку у спортсменов объем коронарного кровотока выше, а содержание О в коронарной венозной крови снижено больше, чему неспортсменов. В целом система внешнего дыхания спортсмена поддерживает напряжение кислорода в артериальной крови, необходимое для эффективного снабжения кислородом работающих мышц и других активных органов и тканей. Таким образом, главные эффекты тренировки выносливости в отношении системы внешнего дыхания состоят в следующем — увеличение легочных объемов и емкостей — 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, чему нетренированных людей (табл. 10). Причем увеличение ОЦК является специфическим эффектом тренировки выносливости его не наблюдается у представителей скоростно-силовых 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 Рис. 36. Диффузионная способность легких для О у неспортсменов и спортсменов разных специализаций в покое и при максимальной аэробной работе 45 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 изданных, 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, чему неспортсменов. Увеличение объема плазмы у спортсменов, тренирующих выносливость, связано 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 из внесосудистых (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 коллоидно-осмотическое давление плазмы крови ниже, чему 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) Неспортсмены (n =49) Внутрисосудистое (общее) содержание белка (г/кг веса тела) 3,75 3,09 ОЦКл (мл/кг веса тела) 54,6 42,7 Концентрация белка в плазме крови (г %) 6,8 7,1 Коллоидно-осмотическое давление (мм рт. ст) 30,0 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 возможности организма для теплоотдачи вовремя длительной работы. "Излишек" плазмы дает также резерв для ее дополнительной потери вовремя работы (гемоконцентрации) без значительного повышения гематокрита крови. Это облегчает работу сердца при "прокачивании" больших количеств кроди с высокой скоростью вовремя нагрузки большой аэробной мощности. Кроме того, увеличенный объем плазмы обеспечивает большее разведение продуктов тканевого обмена, поступающих в кровь вовремя 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 содержание гемоглобина Исследуемая группа и авторы исследований Концентрация эритроцитов, млн/мм 3 Концентрация гемоглобина, г г г/кг веса тела Среднее содержание гемоглобина в эритроците, г Бегуны на средние и длинные дистанции (n=40) 4,77 14,6 840 13,6 Неспортсмены (n=12) (данные Б. Бразерхуда и др, 1975) 4,97 15,1 747 11,3 Лыжники и бегуны на средние и длинные дистанции (n=7) 16,0 1061 15,6 34,2 Борцы (n=14) (данные ЯМ. Коца и В. Д. Городецкого, 1978) 15,6 984 13,2 34,3 Вместе стем 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 46 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), ау выносливых спортсменов соответственно 1000-1200 г, или 13- 16 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 вовремя 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.  перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |