Транспортировка газов во время тренировки на выносливость
Изучение функциональной системы транспортировки газов. Физиология сосудистой системы и сердца. Транспортировка кислорода и углекислого газа кровью. Особенности адаптации системы транспортировки газов при тренировке на выносливость и физической нагрузке.
| Рубрика | Спорт и туризм |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.05.2009 |
| Размер файла | 20,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Представленная схема саморегуляции вдоха и выдоха на рис. 6.1 не отражает ряд известных в настоящее время процессов взаимодействия дыхательных нейронов моста, продолговатого мозга и афферентных импульсов от рефлексогенных зон, но она хорошо иллюстрирует принципиальную структуру механизмов саморегуляции вдоха и выдоха. Показаны три источника импульсов, обеспечивающих смену вдоха на выдох, торможение инспираторных нейронов (Ир и И): от нейронов моста (М), от самих инспираторных нейронов (Ир и И) и от рецепторов легких, импульсация которых поступает по блуждающим нервам [10;201].
Роль рефлексогенных зон в регуляции вдоха и выдоха
Роль блуждающих нервов в регуляции вдоха и выдоха доказали Геринг и Брейер в опыте с раздуванием легких воздухом в различные фазы дыхательного цикла. Оказалось, что раздувание легких воздухом тормозит вдох, после чего наступает выдох. Уменьшение объема легких (забор воздуха) тормозит выдох, ускоряет вдох. После перерезки блуждающих нервов раздувание легких не изменяет характер дыхания - тормозной эффект отсутствует.
Рис. 6.1. Схема, отражающая основные процессы саморегуляции вдоха и выдоха. Нейроны: М -- ретикулярной формации моста, И - инспираторные (их совокупность, кроме Ип), Ип - инспираторные поздние, а -- мотонейроны спинного мозга, нейроны: черный - тормозящий, светлый - возбуждающий
Значение проприорецепторов дыхательных мышц в регуляции дыхания является таким же, как и для всей скелетной мускулатуры. Причем главную роль играют проприорецепторы (мышечные веретена и сухожильные рецепторы) межреберных мышц и мышц стенки живота, которые содержат большое количество этих рецепторов. Импульсация от проприорецепторов усиливает сокращение дыхательной мускулатуры и способствует смене вдоха на выдох.
Рецепторы верхних дыхательных путей -- в основном солодовые, при своем возбуждении оказывают слабое тормозящее влияние на дыхание [11;320].
Раздражение обонятельных, рецепторов пахучими веществами в умеренной концентрации вызывает короткие вдохи - принюхивание. Сильное раздражение оболочек воздухоносных путей (пыль, едкие пары, например аммиака, и инородные тела) вызывает возбуждение окончаний тройничного нерва - возникает чихание, возможна остановка дыхания. Раздражение рецепторов гортани и трахеи сопровождается кашлем. Чихание, кашель, смыкание голосовых связок и сужение бронхов, препятствующие попаданию инородных частиц в нижние дыхательные пути,- это защитные рефлексы. К этой же категории относится и так называемый рефлекс ныряльщиков -- рефлекторное апноэ при действии воды на область нижних носовых ходов.
Сильное возбуждение тепловых или Холодовых рецепторов кожи может привести к возбуждению дыхательного центра и усилению дыхания. Однако погружение человека в холодную воду тормозит выдох, и возникает затяжной вдох.
Повышение температуры тела при заболеваниях также сопровождается увеличением вентиляции легких [12;180].
Незначительное понижение температуры тела стимулирует дыхание, а глубокая гипотермия угнетает дыхательный центр.
Нейрогуморальная регуляция интенсивности дыхания
В опытах Фредерика и Холдена установлено, что главным стимулятором дыхания является СО2. Позже было показано, что увеличение содержания СО2 в альвеолах на 0,2% ведет к увеличению вентиляции легких на 100%. При снижении рН артериальной крови по сравнению с нормальным уровнем (7,4) вентиляция легких увеличивается. В случае возрастания рН выше нормы вентиляция уменьшается, хотя и в меньшей степени. Увеличение содержания СО2 в крови стимулирует дыхание как за счет снижения рН, так и непосредственным действием самого СО2.
Влияние СО2 и ионов Н+ на дыхание опосредованно, главным образом, их действием на особые структуры ствола мозга, обладающие хемочувствительностью (центральные хеморецепторы). Хеморецепторы, реагирующие на изменение газового состава крови, обнаружены в стенках сосудов только в двух областях - в дуге аорты и синокаротидной области (вне сосудов).
Снижение напряжения О2 в артериальной крови (гипоксемия) ниже 50-60 мм рт.ст. сопровождается увеличением вентиляции легких уже через 3-5 с. В норме такого сильного падения напряжения О2 не встречается, однако артериальная гипоксия может возникнуть при подъеме на высоту, при сердечно-легочной патологии. Сосудистые хеморецепторы (аортальные и синокаротидные) возбуждаются и при нормальном напряжении газов крови, их активность сильно возрастает при гипоксии и исчезает при дыхании чистым кислородом. Стимуляция дыхания при снижении напряжения О2 опосредована исключительно периферическими хеморецепторами. Аортальные и каротидные тельца возбуждаются (импульсация от них учащается) при повышении напряжения СО2 или при уменьшении рН. Однако влияние СО2 с хеморецепторов выражено меньше, нежели О2 [13;278].
Весьма важным является тот факт, что гипоксемия стимулирует дыхание значительно больше, если она сопровождается гиперкапнией, что наблюдается при физической работе: гипоксемия увеличивает реакцию на СО2. Однако при значительной гипоксемии вследствие снижения окислительного метаболизма уменьшается чувствительность центральных хеморецепторов. В этих условиях решающую роль в стимуляции дыхания играют сосудистые хеморецепторы, активность которых повышается, так как для них адекватным раздражителем является снижение напряжения кислорода в артериальной крови (аварийный механизм стимуляции дыхания). Таким образом, сосудистые хеморецепторы преимущественно реагируют на снижение в крови уровня кислорода, центральные хеморецепторы реагируют преимущественно на изменения в крови и спинномозговой жидкости рН и Рсо2.
Адаптация дыхания к движениям происходит путем различной интеграции объемов и емкостей общей емкости легких, легочной вентиляции, изменения степени равномерности вентиляции и диффузионной способности альвеолярной мембраны. Важное значение для эффективности дыхания при этом имеет координация функций дыхания и кровообращения. Обучение движениям приводит к специализированной интеграции дыхательной функции. Чем прочнее связь дыхания и движений, тем легче при прочих равных условиях выполняются движения. При этом сами дыхательные движения становятся как бы компонентами выученных движений.
7 АДАПТАЦИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ПОТРЕБНОСТИ В КИСЛОРОДЕ
Доставка кровью кислорода тканям и углекислого газа к легким
При работе в несколько раз увеличивается объемная скорость кровотока, что обеспечивает доставку нужного количества кислорода к работающим мышцам и транспорт углекислого газа к альвеолярным капиллярам. При этом может возникать венозная гипоксемия (до 20--30% НbО2 вместо 60% НbО2 в покое). Если же усиливается неравномерность вентиляции и возникает недостаточная координация дыхания и кровотока в малом круге кровообращения, то возникает артериальная гипоксемия, достигающая при тяжелой и длительной работе 80% НbО2 и ниже. Эти явления отражают приспособительные механизмы повышения утилизации кислорода из крови для удовлетворения окислительных процессов в напряженно работающих мышцах [14; 218].
Кислородный запрос и его удовлетворение
Количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих ту пли иную работу, называется кислородным запросом. Различают суммарный, или обший, кислородный запрос, т. е. количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы, и минутный кислородный запрос, т. е. количество кислорода, потребляемое при данной работе в течение 1 мин.
Суммарный кислородный запрос вычисляется путем суммирования потребления кислорода во время работы и в восстановительном периоде за вычетом всего количества кислорода, необходимого для поддержания уровня покоя.
В зависимости от особенностей мышечной работы устанавливается оптимальный для нее уровень потребления кислорода (рис.7.1).
Рис. 7.1. Схема потребления кислорода при различных физических нагрузках: I -- тяжелоатлетические упражнения; II-улражиения на батуте; III -- гимнастические упражнения на снарядах; IV--произвольные упражнения в фигурном катании; V - бег на 100 м; VI - бег на коньках (5000 м); VII -- велосипедные гонки (1500 м трек); VIII - бeг на длинные дистанции; IX -- скоростное плавание под водой с аквалангом. Цифры справа -- потребление кислорода (л) на 30-й сек восстановления
Как видно из данных этого рисунка, уровень потребления кислорода при разных видах работы весьма различен: он относительно низок при тяжелоатлетических упражнениях, прыжках на батуте, при гимнастических упражнениях на снарядах, произвольных упражнениях фигуристов и при спринтерском беге и значительно выше при скоростном беге на коньках (5000 м), велосипедных гонках на треке и особенно высок при беге на длинные дистанции и при скоростном плавании под водой с аквалангом. Эти данные, полученные на высококвалифицированных спортсменах, следует рассматривать как показатели оптимизации дыхания в соответствии со специализацией двигательной деятельности, поскольку повышение спортивного мастерства не сопровождается повышением уровня потребления кислорода в ходе работы и не характеризуется увеличением общего кислородного запроса. Обычно развитие тренированности характеризуется процессом экономизации минутного и общего кислородного запроса от 7--8% до 30% и более к исходному уровню [14; 219]. Это происходит при увеличении эффективности выполняемой работы. При относительно равномерной работе (с колебаниями мощности в пределах ±3%), если она легко выполняется спортсменом, может наступить вскоре после начала работы равновесие между кислородным запросом и его удовлетворением, или истинное устойчивое состояние. При напряженной циклической работе, когда минутный кислородный запрос удовлетворяется не в полной мере (поскольку функции кровообращения и дыхания характеризуются предельно возможным уровнем Транспорта кислорода), отмечается устойчивая величина потребления кислорода. Однако такая устойчивость потребления кислорода сопряжена с нарастанием кислородного долга, не проявляющегося по ходу работы. В этих случаях говорят о кажущемся устойчивом состоянии. Таким образом, истинное устойчивое состояние может поддерживаться длительное время, кажущееся же устойчивое состояние ограничено временем достижения предельно переносимой величины кислородного долга.
Максимальное потребление кислорода
Оценивая роль дыхания и кровообращения в удовлетворении потребности в кислороде при мышечной работе, необходимо учитывать следующее: 1) усиление дыхания и кровообращения происходит постепенно, и полная мобилизация доставки О2 тканями достигается лишь через несколько минут; 2)производительность дыхательной и сердечно-сосудистой систем имеет индивидуальные пределы («кислородный потолок»), выше которых уже не может увеличиваться количество поглощенного кислорода при нарастающей мощности работы. В этом отношении показатель максимального потребления кислорода (МПК) является важной объективной характеристикой возможностей обеспечения дыхательной и сердечно-сосудистой системами доставки тканям предельных величин кислорода [14; 220].
Определение МПК осуществляется прямым и косвенным путями. Принцип прямого определения заключается в постепенном (ступенчатом) увеличении физической нагрузки (обычно на вело-эргометре) до предельно возможной. Кислородный потолок достигается примерно на 5-й мин. работы --раньше, чем предел мощности. МПК выражает потребление кислорода за 1 мин. Эта величина обозначается литрами, если потребление О2 рассчитывается на весь организм, и миллилитрами при рассчете на 1 кг веса тела. У неспортсменов МПК колеблется в пределах 2,5--3,5 л/мин, а у спортсменов достигает 6 л/мин и более, а при пересчете на 1 кг веса тела соответственно 40--50 мл/кг и до 70--90 мл/кг.
МПК является одним из существенных показателей функционального состояния дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Оно отражает преимущественно неспецифическую устойчивость вегетативных систем к предельным напряжениям. Однако в этом показателе могут отражаться и специфические особенности двигательной деятельности. Так, наиболее тесные связи обнаруживаются между спортивными показателями в группе спортсменов, специализирующихся в длительных циклических и напряженных нагрузках (скоростное плавание под водой, стайерский бег, марафонский бег, велосипедные гонки).
Величины МПК оказываются несколько большими при выполнении нагрузок, близких к привычным. Например, у велосипедистов -- при выполнении нагрузок на велоэргометре, у пловцов -- при проплывании с предельной скоростью отрезков дистанции «своим» способом и т. д.
Кислородный долг
Количество кислорода, которое поглощается по окончании физической работы сверх уровня покоя, называется кислородным долгом. Его величина после физических нагрузок, выполняемых в условиях истинного устойчивого состояния, примерно соответствует дефициту кислородного потребления в начале работы. В таких условиях абсолютный кислородный долг невелик --3--5 л. После напряженной циклической работы длительностью до 5--6 мин. величина кислородного долга может достигать 20--22 л [15; 278].
Кислородный долг отражает прежде всего процесс расщепления энергетических веществ, не восстанавливающихся во время работы. Это в сновном окислительные реакции, направленные на ресинтез АТФ и синтез углеводов. Часть кислородного долга идет на пополнение кислородного резерва воздуха легких, крови и мышц, составляющего около 2 л. Таким образом, величина кислородного долга отражает не только дефицит кислорода при анаэробных биохимических процессах, но и восполнение кислородного резерва организма, использованного при работе.
Непосредственно после работы наблюдается наиболее интенсивное погашение кислородного долга, связанное с компенсацией анаэробных процессов и восполнением кислородного резерва организма. Затем погашение долга переходит в менее интенсивную фазу (лактатную фазу кислородного долга), отражающую процессы ресинтеза органических соединений, распавшихся при работе.
8 АДАПТАЦИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ
Регуляция работы сердца
Работа сердца обеспечивает потребности организма благодаря механизмам саморегуляции, нервной и гуморальной регуляции. Механизм саморегуляции сердца состоит в том, что, чем больше оно наполняется кровью, тем сильнее сокращается. Частота и сила сокращений сердца регулируется автономной нервной системой. Нервные импульсы, поступающие к сердцу по нервным волокнам симпатического отдела автономной нервной системы, увеличивают частоту и силу сокращений сердца. Противоположный эффект вызывают нервные импульсы, поступающие от парасимпатического отдела. Они замедляют частоту и ослабляют силу сердечных сокращений.
Частота и сила сердечных сокращений могут изменяться под влиянием нервных импульсов, поступающих к сердцу из коры большого мозга. Так, при эмоциональных реакциях частота сердечных сокращений может резко повышаться. С помощью специальных тренировок человек волевыми усилиями способен понижать частоту сердечных сокращений. Известный немецкий физиолог XIX в. В.-Э. Вебер мог по собственному желанию останавливать свое сердце. Однажды во время таких опытов перед студентами он довел себя до потери сознания. Конечно, это не лучший способ управлять работой сердца [15; 240].
Гуморальная регуляция работы сердца связана с действием некоторых химических биологически активных веществ. Например, ионы кальция, гормоны надпочечных желез -- адреналин, норадреналин -- усиливают и ускоряют сокращения сердца. В то же время такие вещества, как ацетилхолин и ионы калия, действуют противоположно - уменьшают частоту и силу сокращений сердца.
Приспособление сердца к потребностям организма достигается благодаря взаимосогласованной деятельности нервной и гуморальной регуляции.
Как же сердце «узнает» о необходимости увеличения частоты сокращений? Нервные импульсы от рецепторов мышц сердца поступают в нервную систему. Из нервной системы по симпатическим нервам увеличивающийся поток импульсов поступает в сердце. Одновременно увеличивается содержание адреналина в крови. Эти нервные и гуморальные влияния увеличивают частоту и силу сердечных сокращений, а соответственно и минутный объем крови. Этим достигается соответствие мощности выполняемой мышцами работы необходимому количеству кислорода и питательных веществ.
Итак, можно сделать выводы, что ритмические сокращения сердца образуют сердечный цикл, состоящий из трех фаз: сокращения предсердий, сокращения желудочков и общего расслабления. Ритм сердца является основой его способности поддерживать высокую работоспособность на протяжении всей жизни человека. Работа сердца обеспечивает непрерывное течение крови по кровеносным сосудам.
Приспособление сердца к потребностям организма достигается благодаря саморегуляции, нервной и гуморальной регуляции работы сердца.
Регуляция кровообращения
Интенсивность кровообращения зависит от физических нагрузок, температуры тела и других факторов. Поэтому всегда возникает потребность в увеличении или уменьшении количества крови, протекающей по кровеносной системе. К тому же часто возникает необходимость перераспределения поступления крови в органы, нуждающиеся в данный момент в кислороде и питательных веществах (например, необходимость увеличения кровообращения в работающих мышцах и уменьшения его в органах пищеварения) [15; 241]. Регуляция кровообращения осуществляется нервной системой и гуморальными факторами. Нервы симпатического отдела автономной нервной системы возбуждают большинство сосудов. Они расширяют сосуды сердца и мозга. Гормон надпочечных желез - адреналин - сужает сосуды кожи и брюшной полости, а сосуды мозга и сердца расширяет.
9 ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗОВ ПРИ ТРЕНИРОВКЕ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ
9.1 Выносливость, как физическое качество
Выносливость - важнейшее физическое качество, проявляющееся в профессиональной, спортивной деятельности и в повседневной жизни людей. Она отражает общий уровень работоспособности человека.
Являясь многофункциональным свойством человеческого организма, выносливость интегрирует в себе большое число процессов, происходящих на различных уровнях: от клеточного и до целостного организма. Однако, как показывают результаты современных научных исследований, в преобладающем большинстве случаев ведущая роль в проявлениях выносливости принадлежит факторам энергетического обмена и вегетативным системам его обеспечения - сердечно-сосудистой и дыхательной, а также центральной нервной системе.
В теории и методике физической культуры выносливость определяют как способность поддерживать заданную, необходимую для обеспечения профессиональной деятельности, мощность нагрузки и противостоять утомлению, возникающему в процессе выполнения работы [16;130]. Поэтому, выносливость проявляется в двух основных формах:
1. В продолжительности работы на заданном уровне мощности до появления первых признаков выраженного утомления.
2. В скорости снижения работоспособности при наступлении утомления.
Приступая к тренировке, важно уяснить задачи, последовательно решая которые, можно развивать и поддерживать свою профессиональную работоспособность. Эти задачи заключаются в целенаправленном воздействии средствами физической подготовки на всю совокупность факторов, обеспечивающих необходимый уровень развития работоспособности и имеющих специфические особенности в каждом виде профессиональной деятельности. Решаются они в процессе специальной и 1 общефизической подготовки. Поэтому различают специальную и общую выносливость.
Специальная выносливость - это способность к длительному перенесению нагрузок, характерных для конкретного вида профессиональной деятельности. Специальная выносливость - сложное, многокомпонентное двигательное качество. Изменяя параметры выполняемых упражнений, можно избирательно подбирать нагрузку для развития и совершенствования отдельных её компонентов. Для каждой профессии или групп сходных профессий могут быть свои сочетания этих компонентов.
Выделяют несколько видов проявления специальной выносливости: к сложнокоординированной, силовой, скоростно-силовой и гликолитической анаэробной работе; статическую выносливость, связанную с длительным пребыванием в вынужденной позе в условиях малой подвижности или ограниченного пространства; выносливость к продолжительному выполнению работы умеренной и малой мощности; к длительной работе переменной мощности; а также к работе в условиях гипоксии (недостатка кислорода); сенсорную выносливость - способность быстро и точно реагировать на внешние воздействия среды без снижения эффективности профессиональных действий в условиях физической перегрузки или утомления сенсорных систем организма. Сенсорная выносливость зависит от устойчивости и надёжности функционирования анализаторов: двигательного, вестибулярного, тактильного, зрительного, слухового [16;132].
Под общей выносливостью понимается совокупность функциональных возможностей организма, определяющих его способность к продолжительному выполнению с высокой эффективностью работы умеренной интенсивности и составляющих неспецифическую основу проявления работоспособности в различных видах профессиональной или спортивной деятельности.
В зависимости от количества участвующих в работе мышц, различают также глобальную (при участии в ней более 3/4 мышц тела), региональную (если задействовано от 1/4 до 3/4 мышечной массы) и локальную (менее 1/4) выносливость.
Глобальная работа вызывает наибольшее усиление деятельности кардиореспираторных систем организма, в её энергетическом обеспечении больше доля аэробных процессов. Региональная работа приводит к менее выраженным метаболическим сдвигам в организме, в её обеспечении возрастает доля анаэробных процессов. Локальная работа не связана со значительными изменениями состояния организма в целом, но в работающих мышцах происходит существенное истощение энергетических субстратов, приводящее к локальному мышечному утомлению. Чем локальнее мышечная работа, тем больше в ней доля анаэробных процессов энергообеспечения при одинаковом объёме внешне выполненной физической работы. Такой вид выносливости характерен для выполнения большинства трудовых операций современных профессий.
9.2 Выносливость и возраст
Биоэнергетические факторы являются определяющими при проявлениях выносливости, поэтому о динамике ее возрастных изменений лучше всего судить именно по метаболическим показателям.
Показатели физической работоспособности человека с возрастом претерпевают закономерные изменения. В период физиологического созревания организма человека и формирования его психической сферы, аэробные и анаэробные возможности человека увеличиваются. В тех видах спорта, где требуется высокая энергетическая производительность, наивысшие спортивные результаты достигаются в пору полной физиологической зрелости человека. Это возраст от 18 до 25 лет. Затем показатели физической работоспособности постепенно снижаются, а к 60 годам они уже примерно вдвое ниже максимальных. Однако, в динамике анаэробных и аэробных показателей имеются определенные возрастные различия [16;133].
Наиболее резко меняются с возрастом показатели максимальной анаэробной мощности (МАМ) и гликолитические возможности (по показателям предельной концентрации молочной кислоты в крови).
Так, у мужчин МАМ до 20-летнего возраста быстро возрастает и остается на высоком уровне примерно до 30 лет, а затем снижается до 60-летнего возраста примерно на 12-18% каждые 10 лет. У женщин наблюдается более быстрый прирост этого показателя в юном возрасте, и максимум достигается уже к 18 годам. Период поддержания высокого уровня МАМ у женщин значительно короче, а к 30 годам он падает примерно на 25-30%, и в дальнейшем неуклонно снижается примерно на 7-8% каждые 10 лет.
Еще более резко выражена возрастная динамика гликолистических возможностей. У мужчин способность к накоплению молочной кислоты (МК) наращивается примерно до 30 лет и до 40 лет сохраняется на высоком уровне. В дальнейшем эта способность резко снижается примерно на 10-12% в каждые последующие 10 лет жизни. У женщин максимальные величины способности к накоплению МК и крови наблюдаются до 30-летнего возраста, а затем снижаются по 11-15% каждые 10 лет, и к 60 годам составляют менее 50% от предельных возможностей.
Возрастная динамика максимального потребления кислорода (МПК) - интегрального показателя аэробной мощности - у мужчин и женщин аналогична. Однако женщины достигают максимальных показателей аэробной мощности в более раннем возрасте - к 20 годам, а после 25 лет эта способность у них постепенно снижается. У мужчин наивысшие показатели МПК наблюдаются примерно в 25-летнем возрасте, затем имеют тенденцию к равномерному снижению, и к 60-ти годам составляют обычно не более 60% от предельных возможностей в молодом возрасте.
Для показателей аэробной емкости и эффективности характерны более медленные темпы возрастных изменений. Максимальные значения достигаются в возрасте 25-30 лет, а затем они медленно снижаются. Возможности женщин к работе на уровне МПК (аэробная ёмкость) после 30 лет имеют тенденцию к более резкому снижению, по сравнению с мужчинами [16;137].
9.3 Методы развития выносливости
Для развития выносливости применяются разнообразные методы тренировки, которые можно разделить на несколько групп: непрерывные и интервальные, а также контрольный (или соревновательный) методы тренировки [16;138].
Каждый из методов имеет свои особенности и используется для совершенствования тех или иных компонентов выносливости в зависимости от параметра применяемых упражнений. Варьируя видом упражнений (ходьба, бег, лыжи, плавание, упражнения с отягощением или на снарядах, тренажерах и т. д. - упражнения разного вида), их продолжительностью и интенсивностью (скоростью движений, мощностью работы, величиной отягощений), количеством повторений упражнения а также продолжительностью и характером отдыха (или восстановительных интервалов), можно менять физиологическую направленность выполняемой работы.
Равномерный непрерывный метод заключается в однократном равномерном выполнении упражнений малой и умеренной мощности продолжительностью от 15-30 минут и до 1-3 часов, то есть в диапазоне скоростей от обычной ходьбы до темпового кроссового бега и аналогичных по интенсивности других видов упражнений. Этим методом развивают аэробные способности, (рис. 9.1).
Рис. 9.1. Динамика физиологических показателей у спортсменов при длительной непрерывной равномерной аэробной работе: А - молочная кислота (МК, мг %), легочная вентиляция (VЕ , л/мин); Б - ЧСС (уд/мин), артериальное давление (Рmax и Pmin, мм рт. ст.); В - потребление кислорода (Vo2, л/мин), выделение углекислого газа (Vco2 и Ехс co2 , л/мин6).
В такой работе необходимый для достижения соответствующего адаптационного эффекта объём тренировочной нагрузки должен быть не менее 30 минут. Слабоподготовленные люди такую нагрузку сразу выдержать не могут, поэтому они должны постепенно увеличивать продолжительность тренировочной работы без наращивания её интенсивности. После примерно 3-минутного периода врабатывания устанавливается стационарный уровень потребления кислорода. Увеличивая интенсивность работы (или скорость передвижения), интенсифицируют аэробные процессы в мышцах. Чем выше скорость, тем больше активизируются анаэробные процессы и сильнее выражены реакции вегетативных систем обеспечения такой работы, а уровень потребления кислорода поднимается до 80-95% от максимума, но не достигает своих «критических» значений: Это достаточно напряженная для организма работа, требующая значительной напряженности в деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, проявления волевых усилий. При этом ЧСС достигает 130-160 уд/мин, объем легочной вентиляции - 160-190 литров/мин, систолическое давление в первые 3-4 минуты возрастает до 180-200 мм. рт. ст., а затем стабилизируется на уровне примерно 140-160 мм.рт.ст.
Изменяя интенсивность (скорость передвижения), воздействуют на разные компоненты аэробных способностей. Например, медленный бег на скорости анаэробного порога применяется как «базовая» нагрузка для развития аэробных возможностей, восстановления после больших объемов более интенсивных нагрузок, поддержания ранее достигнутого уровня общей выносливости. Такая работа доступна людям любого возраста и уровня подготовленности, и обычно выполняется в течение 30-60 минут. Для профессионально-прикладной физической подготовки этот диапазон интенсивности нагрузок наиболее приемлем, так как, развивая аэробные способности, он позволяет поднять функциональные возможности всех систем и функций организма, устраняет физиологические причины возникновения гипоксических состояний. Более длительные нагрузки для оздоровительных целей, особенно людям старше 50 лет, в самостоятельных занятиях применять не рекомендуется, так как для этого необходим более тщательный медицинский и педагогический контроль [16;139].
Увеличивая интенсивность нагрузки (скорость передвижения) увеличивается вклад анаэробных источников энергии в обеспечение работы (табл. 9.1).
Таблица 9.1.
Относительный вклад механизмов аэробной и анаэробной энергопродукции при выполнении с максимальной интенсивностью однократной работы различной продолжительности (обобщенные данные)
|
Зоны Преимущественного энергообеспечения |
Продолжительность упражнения |
Доля энергопродукини (в %) |
|||
|
время. мин, с |
дистанция, м |
аэробная мин, с |
анаэробная |
||
|
Анаэробная |
10-13 20-25 45-60 1,5-2 |
100 200 400 800 |
4 9 19 35 |
96 91 81 65 |
|
|
Смешанная аэробно- анаэробная |
2,5 -3,0 4,0-6,0 8,0-13,0 |
1000 1500 3000 |
44 70 85 |
56 30 15 |
|
|
Аэробная |
12,0-20,0 24,0 -45,0 св. 1,5 час. |
5000 10000 42195 |
90 94 98 |
10 6 2 |
Однако, возможности организма человека к выполнению непрерывной равномерной и интенсивной работы существенно ограничены (поэтому данный метод и применяется для развития аэробных возможностей). Продолжительность работы при этом составляет более 10 минут.
Переменный непрерывный метод. Этот метод отличается от регламентированного равномерного периодическим изменением интенсивности непрерывно выполняемой работы, характерной, например, для спортивных и подвижных игр, единоборств. В лёгкой атлетике такая работа называется «фартлек» («игра скоростей»). В ней в процессе длительного бега на местности - кросса - выполняются ускорения на отрезках от 100 до 500 метров. Такая работа переменной мощности характерна для бега по холмам, или на лыжах по сильно пересечённой местности. Поэтому её широко используют в своих тренировках лыжники и бегуны на средние и длинные дистанции. Она заметно увеличивает напряжённость вегетативных реакций организма, периодически вызывая максимальную активизацию аэробного метаболизма с одновременным возрастанием анаэробных процессов. Организм при этом работает в смешанном аэробно-анаэробном режиме. В связи с этим, колебания скоростей или интенсивности упражнений не должны быть большими, чтобы не нарушался преимущественно аэробный характер нагрузки.
Переменный непрерывный метод предназначен для развития как специальной, так и общей выносливости и рекомендуется для хорошо подготовленных людей. Он позволяет развивать аэробные возможности, способности организма переносить гипоксические состояния «кислородные «долги», периодически возникающие в ходе выполнения ускорений и устраняемые при последующем снижении интенсивности упражнения, приучает занимающихся «терпеть», т. е. воспитывает волевые качества [16;139].
Интервальный метод тренировки заключается в дозированном повторном выполнении упражнений относительно небольшой продолжительности (обычно до 120 секунд) через строго определённые интервалы отдыха. Этот метод обычно используется для развития специфической выносливости к какой-либо определённой работе, широко применяется в спортивной тренировке, особенно легкоатлетами, пловцами и представителями других циклических видов спорта. Изменяя такие параметры упражнения, как интенсивность его выполнения, продолжительность, величину интервалов отдыха и количество повторений упражнения, можно избирательно воздействовать как на анаэробные, так и на аэробные компоненты выносливости (табл. 9.2).
Таблица 9.2.
Метаболическая направленность физических нагрузок в зависимости от параметров упражнений, выполняемых интервальным методом
|
№ п/п |
Продолжитель-ность упражнений, с. |
Интенсивность упражнений, % |
Интервалы отдыха, секунды |
Количество повторений |
Направленность нагрузки |
|
|
1 |
10 |
96-100 |
10 |
5-6 |
Алактатная анаэробная мощность |
|
|
2 |
10 |
90-100 |
10 |
>6 |
Аэробная мощность |
|
|
3 |
10 |
90-100 |
30 |
>6 |
Алакт. ёмкость + аэробн. эффективн. |
|
|
4 |
6-10 |
96-100 |
60 |
5-6 |
Алактатная анаэробная мощность |
|
|
5 |
15-20 |
90-100 |
180-240 |
3-4 |
Алактатная анаэробная мощность + эффективность |
|
|
6 |
15-20 |
90-100 |
60-90 |
3-4 |
Алактатная анаэробная емкость + эффективность |
|
|
7 |
30-35 |
95-100 |
180-360 |
3-І |
Гликолитическая анаэробная мощность |
|
|
8 |
30-45 |
85-95 |
60-180 |
3-4 |
Гликолит. анаэробн. емкость + аэробная эффективность |
|
|
9 |
30-45 |
75-90 |
120-240 |
4-5 |
Глнколитическая анаэробн. емкость |
|
|
10 |
40-45 |
50-60 |
до 90 |
>6 |
Аэробная производительность |
|
|
11 |
120 |
80-90 |
до 360 |
2-4 |
Гликолит. анаэробн. емкость + эффективн. + аэробн. эффективн. |
|
|
12 |
180 |
80-90 |
до 360 |
1-4 |
Аэробная мощность + эффективность |
Обычно выполняется несколько серий таких упражнений по 3-6 повторений в каждой с интервалами отдыха от 1 до 5 минут (рис. 9.2). Сокращение интервалов отдыха нецелесообразно для решения данной задачи в процессе профессионально-прикладной физической подготовки, так как следствием является активизация анаэробного гликолиза, быстрое накопление лактата в работающих мышцах и крови, снижение мощности выполняемых упражнении и переход в режим аэробно-анаэробных нагрузок [16;140].
Рис. 9.2. Влияние величины интервалов отдыха на физиологические показатели у спортсменов при тренировке интервальном спринте: А - повторение 10-секундных упражнений максимальной мощности через 10-секундные интервалы отдыха; Б - выполнение тех же упражнений через 30-секундные интервалы отдыха; В - выполнение тех же упражнений через 60-секундные интервалы отдыха; 1 - динамика потребления кислорода, Vo2; 2 - выделение ЕхсСo2 л/мин.
Если решаются задачи развития гликолитических анаэробных компонентов выносливости, то обычно постепенно увеличивают продолжительность выполнения упражнений от 15-30 секунд и до 1,5 минут (рис. 9.3). Если такие упражнения выполняются с интенсивностью 90-95% от максимальной и длительными интервалами отдыха до восстановления, то эффект работы будет направлен на совершенствование гликолитической мощности. В профессионально-прикладной физической подготовке для совершенствования гликолитической мощности наиболее приемлема продолжительность упражнений 20-35 секунд с интервалами отдыха 5-8 минут, хотя в спортивной тренировке применяют и многие другие варианты сочетания параметров упражнений. Дозировка: 3-4 повторения упражнений в одной серии. В зависимости от тренированности, выполняют 1-3 серии регламентированной работы.
Рис. 9.3. Динамика физиологических показателей у спортсменов при повторении предельных упражнений гликолитической анаэробной направленности с интервалами отдыха различной продолжительности; 1 - динамика потребления кислорода, Vo2 ; 2 - выделение ЕхсС o2, л/мин.
При необходимости совершенствования ёмкости анаэробного гликолиза интервалы отдыха сокращают до 1,0-2,0 минут. Такой режим выполнения упражнений связан с максимальными величинами накопления молочной кислоты, предельными значениями и является очень тяжёлой работой. Для адаптации к ней интенсивность выполнения упражнений повышают в процессе тренировок постепенно, начиная с 70%-го уровня скорости. Интервалы отдыха от 3-5 минут сокращают также постепенно по мере роста тренированности. Логика такой методической последовательности - от упражнений анаэробно-аэробной направленности постепенно перейти к анаэробной гликолитической [16;141].
Дозировка:
если упражнение выполняется с относительно невысокой мощностью в 75-80% и продолжительностью от 30 до 60 секунд, то тренировка организуется в форме одной серии упражнения, которое повторяется 3-8 раз с интервалами отдыха в 3-5 минут;
если же Вы физически и психически уже готовы повысить интенсивность тренировочных упражнений до 80-90%-ного уровня, то выполняйте их сериями по 2-4 повторения и с отдыхом 1,0-2,0 минуты, всего может быть 1-3 серии упражнений.
Для совершенствования аэробных возможностей используют многократное повторение упражнения с субмаксимальной (80-90%) интенсивностью, продолжительностью от 10 до 20 секунд и короткими интервалами отдыха. Повторение таких упражнений, продолжительность каждого из которых не превышает даже период врабатывания для развертывания аэробных процессов, в конечном итоге приводит к максимальному увеличению аэробного метаболизма в тканях. С каждым повторением потребление кислорода быстро возрастает в начале упражнения, несколько снижается в период отдыха, затем вновь наращивается (рис. 9.4).
Рис. 9.4. Динамика физиологических показателей у спортсменов при интервальной тренировке аэробной направленности: 1 - молочная кислота крови (МК, мг %); 2 - глюкоза крови (Гл., мг %); 3 - потребление кислорода, Vo2; 4 - выделение углекислоты, ЕхсСО2 , л/мин.
Эта «пилообразная» кривая потребления кислорода к 6-8 повторению, как правило, достигает максимальных значений и поддерживается до окончания работы. Общая продолжительность упражнения должна составлять от 3 до 6 минут, т. е. примерно соответствовать времени удержания МПК. Работа в режиме врабатывание-восстановление с резкими перепадами в уровне аэробного метаболизма служит мощным стимулом для совершенствования и синхронизации деятельности систем вегетативного обеспечения. Тренировка в данном режиме способствует повышению аэробной мощности и эффективности. С этой целью упражнение выполняется не менее 8-10 раз через 10-20 секунд отдыха. Можно применять до 4-6 таких серий по 10-15 повторений упражнения в каждой из них [16;142].
Тренированные спортсмены в видах спорта на выносливость используют более жесткие режимы работы -- анаэробно-аэробные. В этом случае продолжительность упражнений увеличивается до 2-3 минут, интервалы отдыха также должны быть достаточно продолжительными для того, чтобы не перейти в гликолитический режим (рис. 9.5). Такая работа субъективно переносится очень тяжело.
Рис. 9.5. Динамика физиологических показателей у спортсменов при повторении 3-минутной работы смешанной аэробно-анаэробной направленности через 3-минутные интервалы отдыха: 1 - молочная кислота в крови мг %; 2 -кислотно-щелочное равновесие крови, рН; 3 - сдвиг буферных оснований, BE; 4 - потребление кислорода Vo2; 5 - выделение углекислоты, ЕхсСО2 л/мин.
Существуют и другие режимы и формы интервальной работы, оказывающие узкоспецифическое воздействие на организм: интервальная тренировка (по фрайбургскому правилу), «миоглобинная» интервальная тренировка я круговая тренировка.
Интервальная тренировка заключается в чередовании упражнений продолжительностью от 15-20 до 90 секунд с примерно равными по длительности интервалами отдыха. Параметры нагрузки подбираются так, чтобы ЧСС в конце упражнения составляла 160-180 уд/мин, а к началу следующего повторения снижалась бы до 120-130 уд/мин. Кроме направленности на улучшение аэробных возможностей, такая работа способствует увеличению функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы, укрепляет и развивает (гипертрофирует) сердечную мышцу. В одной тренировке, в зависимости от уровня тренированности, возможно повторение упражнения от 10 до 50 раз. Наиболее часто такая тренировка применяется легкоатлетами, специализирующимися в беге на различные дистанции, и пловцами. В профессионально-прикладной физической подготовке этот метод также приемлем для развития специально выносливости в ускоренном передвижении, плавании, в единоборствах, но только лишь для опытных спортсменов и под контролем инструктора!
В «миоглобинной» интервальной тренировке используются упражнения продолжительностью 5-10 секунд высокой, но не максимальной, интенсивности, и столь же короткие интервалы отдыха. Например, серии коротких отрезков бега, плавания или боя с тенью по 10 секунд с 90-95% интенсивностью и интервалами отдыха по 10 секунд. Упражнения выполняются без напряжения, свободно. Во время их выполнения расходуются связанные миоглобином внутримышечные запасы кислорода, которые быстро восполняются в периоды коротких интервалов отдыха. Метод «миоглобинной» интервальной тренировки способствует развитию аэробной эффективности, и в профессионально-прикладной физической подготовке приемлем при совершенствовании аэробной эффективности для ускоренного передвижения, плавания, рукопашного боя и т. п [16;143].
Дозировка: 10 и более повторений однократно, или сериями по 5-6 повторений с паузами отдыха между сериями до 1,5-2,0 минут.
Одной из специфических форм интервального метода является круговая тренировка, заключающаяся в повторении серий нециклических, обычно скоростно-силовых, или общеразвивающих упражнений с фиксированными параметрами интенсивности, продолжительности работы и интервалами отдыха. Организационные особенности метода состоят в одновременном выполнении группой занимающихся комплекса специально подобранных упражнений «по кругу»: каждое упражнение выполняется на определённом месте (станции), а занимающиеся переходят от одной станции к другой («по кругу») до завершения выполнения всего комплекса упражнений. Физиологическая направленность круговой тренировки варьирует в зависимости от параметров упражнений. Этот метод широко применяется в физической подготовке и спорте для развития различных видов выносливости.
Повторный метод заключается в повторном выполнении упражнения с максимальной или регламентированной интенсивностью и произвольной продолжительностью интервалов отдыха до необходимой степени восстановления организма. Этот метод широко применяется во всех циклических видах спорта (бег, лыжи, коньки, плавание, гребля и т. д.), в некоторых скоростно-силовых видах и единоборствах для совершенствования специальной выносливости и её отдельных компонентов. Особенности применения этого метода определяются конкретной методикой тренировки в различных разделах физической подготовки и видов спорта.
Контрольный (соревновательный) метод состоит в однократном или повторном выполнении тестов для оценки выносливости. Интенсивность выполнения не всегда может быть максимальной, так как существуют и «непредельные» тесты. Уровень развития выносливости наиболее достоверно определяется по результатам участия в спортивных соревнованиях или контрольных проверках [16;144].
ВЫВОДЫ
Итак, можно сделать такие выводы:
Физиологической основой общей выносливости для большинства современных видов профессиональной деятельности являются аэробные способности: они относительно малоспецифичны и мало зависят от вида выполняемых упражнений. Чем ниже мощность выполняемой работы и больше количество участвующих в ней мышц, тем в меньшей степени её результативность будет зависеть от совершенства двигательного навыка и больше - от аэробных возможностей, функциональные возможности вегетативных систем организма будут высокими при выполнении всех упражнений аэробной направленности. Именно поэтому выносливость к работе такой направленности имеет общий характер и её называют общей выносливостью.
Общая выносливость является основой высокой физической работоспособности, необходимой для успешной профессиональной деятельности. За счёт высокой мощности и устойчивости аэробных процессов быстрее восстанавливаются внутримышечные энергоресурсы и компенсируются неблагоприятные сдвиги во внутренней среде организма в процессе самой работы, обеспечивается переносимость высоких объёмов интенсивных силовых, скоростно-силовых физических нагрузок и координационно-сложных двигательных действий, ускоряется течение восстановительных процессов в периоды между тренировками.
При работе в несколько раз увеличивается объемная скорость кровотока, что обеспечивает доставку нужного количества кислорода к работающим мышцам и транспорт углекислого газа к альвеолярным капиллярам. При этом может возникать венозная гипоксемия (до 20--30% НbО2 вместо 60% НbО2 в покое). Если же усиливается неравномерность вентиляции и возникает недостаточная координация дыхания и кровотока в малом круге кровообращения, то возникает артериальная гипоксемия, достигающая при тяжелой и длительной работе 80% НbО2 и ниже. Эти явления отражают приспособительные механизмы повышения утилизации кислорода из крови для удовлетворения окислительных процессов в напряженно работающих мышцах.
Количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих ту или иную работу, называется кислородным запросом. Различают суммарный, или обший, кислородный запрос, т. е. количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы, и минутный кислородный запрос, т. е. количество кислорода, потребляемое при данной работе в течение 1 мин.
Обычно развитие тренированности характеризуется процессом экономизации минутного и общего кислородного запроса от 7--8% до 30% и более к исходному уровню. Это происходит при увеличении эффективности выполняемой работы. При относительно равномерной работе (с колебаниями мощности в пределах ±3%), если она легко выполняется спортсменом, может наступить вскоре после начала работы равновесие между кислородным запросом и его удовлетворением, или истинное устойчивое состояние. При напряженной циклической работе, когда минутный кислородный запрос удовлетворяется не в полной мере (поскольку функции кровообращения и дыхания характеризуются предельно возможным уровнем транспорта кислорода), отмечается устойчивая величина потребления кислорода. Однако такая устойчивость потребления кислорода сопряжена с нарастанием кислородного долга, не проявляющегося по ходу работы. В этих случаях говорят о кажущемся устойчивом состоянии. Таким образом, истинное устойчивое состояние может поддерживаться длительное время, кажущееся же устойчивое состояние ограничено временем достижения предельно переносимой величины кислородного долга.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зимкина Н.В. Физиология человека. - М.: Просвещение, 1975. - 420 с.
2. Развитие выносливости спортом. - М.: Физкультура и спорт, 1989. -140 с.
3. Шабатура Н.Н., Матяш Н.Ю., мотузный В.А. Биология человека. - К.: Генеза, 2000. - 430 с.
4. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического воспитания и спорта. - М.: Физкультура и спорт, 2002. - 430 с.
5. Серопегин И.М., Волков В.М. Физиология человека. - М.: Просвещение, 1979. - 430 с.
6. Спортивная медицина. - М.: Медицина, 1975. - 370 с.
7. Теория и методика физического воспитания. - М.: Физкультура и спорт, 1976 . - 280 с.
8. Яковлев Н.Я., Коробков А.В., Янанис С.В. Физиологические и биохимические основы теории и методики спортивной тренировки. - М.: Физкультура и спорт, 1960. - 317 с.
9. Теория спорта. - К.: Наука, 1987. - 380 с.
10. Уилмор Дж. Х., Костил Д.Н. Физиология спорта и двигательной активности. - К.: Наука, 1997 - 530 с.
11. Физиология мышечной деятельности. - М.: Медицина, 1982. - 310 с.
12. Холодов Ж.К., Кузнецов В.С. теория и методика физического воспитания и спорта. - М.: Академия, 2002. - 490 с.
13. Энциклопедия физической подготовки. - М.: Физкультура и спорт, 1994. - 560 с.
14. Васильева В., Коссовская Э., Степочкина Н. Физиология человека. - М.: Просвещение, 1973. - 330 с.
15. Проблемы физиологии спорта. - М.: Физкультура и спорт, 1960. - 390 с.
16. Вациорский В.М., Алешинский С.Ю., Якунин Н.А. Биохимические основы выносливости. - М.: Физкультура и спорт, 1982. - 395 с.
Подобные документы
Изучение путей транспортировки газов в организме человека во время тренировки на выносливость. Характеристика внешнего дыхания, физиологии сердца, особенностей адаптации дыхательной, сердечно-сосудистой системы и системы крови при физической нагрузке.
курсовая работа [58,5 K], добавлен 10.06.2010Классификация факторов, оказывающих влияние на спортивный результат в беге на средние и длинные дистанции. Особенности физической подготовки бегунов на выносливость. Специфика технической, тактической и психической подготовки бегунов на выносливость.
курсовая работа [44,5 K], добавлен 03.12.2013Основные направления организации, нормативные основы первоначального отбора, прогнозирования спортивных способностей. Характеристика системы отбора бегунов на выносливость. Факторы, обуславливающие спортивный результат, их использование в процессе отбора.
дипломная работа [59,4 K], добавлен 17.04.2011Общая и специальная выносливость в скалолазании. Тренировочный процесс спортсменов-скалолазов 15-16 лет, занимающихся в группе спортивного совершенствования первого года обучения. Принципы тренировки на аэробную и анаэробную выносливость; нагрузки, отдых.
дипломная работа [110,5 K], добавлен 19.04.2015Скоростная, силовая и координационная выносливость. Особенности проведения уроков физической культуры в 8-9 классах. Возрастные особенности учащихся. Эффективность применения методик воспитания выносливости на уроках физической культуры в старших классах.
дипломная работа [59,2 K], добавлен 01.05.2015Общая характеристика процесса подготовки спортсменов высокого класса. Локальная мышечная выносливость и ее составляющие. Сравнительный анализ методик тренировки конькобежца в молодежной сборной команды России и сборной команде Архангельской области.
дипломная работа [736,4 K], добавлен 19.12.2013Характеристика выносливости как физической способности человека. Определение понятий "двигательные способности", "физические качества", "выносливость". Факторы проявления, показатели, виды выносливости. Тесты для определения уровня развития выносливости.
курсовая работа [161,0 K], добавлен 06.04.2010Изучение морфофункциональных особенностей сердечно-сосудистой системы. Характеристика влияния гиподинамии и физической нагрузки на нее. Определение индивидуального тренировочного пульса и оценка деятельности сердечно-сосудистой системы учеников 9 класса.
курсовая работа [558,9 K], добавлен 21.10.2014Что происходит с сердечно-сосудистой системой под влиянием длительных занятий физической культурой. Связь между видом спорта и объемом сердца, влияние тренировок. Разработка комплекса упражнений для профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы.
реферат [288,3 K], добавлен 17.08.2011Учебно-воспитательный процесс по физическому воспитанию в школе с учетом возрастных особенностей детей. Выносливость - физическое качество, анализ ее видов и способы тренировки. Оценка воспитания выносливости у школьников подросткового возраста ОШ № 98.
курсовая работа [108,9 K], добавлен 14.12.2010
