Aeroobne sooritus- see on keha töövõime, mis tagab energiakulu tänu töö käigus imendunud hapnikule.
Hapniku tarbimine füüsilise töö ajal suureneb koos töö raskuse ja kestusega. Kuid iga inimese jaoks on piir, millest üle hapnikutarbimine ei saa suureneda. Tavaliselt nimetatakse suurimat hapnikukogust, mida organism suudab üliraske töö ajal 1 minuti jooksul tarbida maksimaalne hapnikutarbimine(IPC). See töö peaks kestma vähemalt 3 minutit, sest... inimene jõuab maksimaalse hapnikutarbimiseni (VO2) alles kolmandaks minutiks.
MPK on aeroobse jõudluse näitaja. MOC-i saab määrata veloergomeetri standardkoormuse määramisega. Teades koormuse suurust ja südame löögisageduse arvutamist, saate MOC taseme määramiseks kasutada spetsiaalset nomogrammi. Neile, kes spordiga ei tegele, on MOC väärtus 35-45 ml 1 kg kehakaalu kohta ja sportlastel on see spetsialiseerumise alusel 50-90 ml/kᴦ. Kõrgeim VO2 max tase saavutatakse sportlastel, kes tegelevad suurt aeroobset vastupidavust nõudvate spordialadega, nagu pikamaajooks, murdmaasuusatamine, kiiruisutamine (pikkmaa) ja ujumine (pikkmaa). Nendel spordialadel sõltub tulemus 60-80% aeroobse töövõime tasemest, ᴛ.ᴇ. mida kõrgem on MPC tase, seda kõrgem on sportlik tulemus.
LMT tase sõltub omakorda kahe funktsionaalse süsteemi võimalustest: 1) hapnikuvarustussüsteem, sealhulgas hingamis- ja kardiovaskulaarsüsteem; 2) hapnikku ära kasutav süsteem (hapniku imendumise tagamine kudedesse).
Hapniku taotlus.
Mis tahes töö tegemiseks, samuti ainevahetusproduktide neutraliseerimiseks ja energiavarude taastamiseks on vaja hapnikku. Tavaliselt nimetatakse teatud töö tegemiseks vajalikku hapniku kogust hapnikuvajadus.
Eristatakse kogu- ja minutihapnikuvajadust.
Kogu hapnikutarve- see on hapniku hulk, mis on äärmiselt oluline kogu töö tegemiseks (näiteks kogu distantsi läbimiseks).
Minutiline hapnikunõue- see on hapniku kogus, mis on vajalik konkreetse töö tegemiseks igal minutil.
Minuti hapnikutarve sõltub tehtud töö võimsusest. Mida suurem on võimsus, seda suurem on minutipäring. See saavutab oma suurima väärtuse lühikestel vahemaadel. Näiteks 800 m joostes on see 12-15 l/min ja maratonil 3-4 l/min.
Mida pikem on tööaeg, seda suurem on kogutaotlus. 800 m joostes on see 25-30 liitrit ja maratoni joostes 450-500 liitrit.
Samas ei ületa isegi rahvusvahelise klassi sportlaste MOC 6-6,5 l/min ja see peaks olema saavutatud alles kolmandaks minutiks. Kuidas tagab keha sellistes tingimustes töö sooritamise näiteks minuti hapnikutarbega 40 l/min (100 m jooks)? Sellistel juhtudel toimub töö hapnikuvabades tingimustes ja seda tagavad anaeroobsed allikad.
Anaeroobne jõudlus.
Anaeroobne jõudlus- see on keha võime teha tööd hapnikupuuduse tingimustes, tagades energiakulu anaeroobsetest allikatest.
Töö tagavad otseselt lihastes olevad ATP-varud, aga ka ATP anaeroobne resüntees CrF-i abil ja glükoosi anaeroobne lagundamine (glükolüüs).
Hapnik on vajalik ATP ja CrP varude taastamiseks, samuti glükolüüsi tulemusena tekkinud piimhappe neutraliseerimiseks. Kuid need oksüdatiivsed protsessid võivad tekkida pärast töö lõppu. Mis tahes töö tegemiseks on vaja hapnikku ainult lühikeste vahemaade tagant, keha töötab võlgades, lükates oksüdatiivseid protsesse taastumisperioodi edasi.
Füüsilise töö käigus tekkivate ainevahetusproduktide oksüdatsiooniks vajalikku hapnikuhulka nimetatakse tavaliselt - hapnikuvõlg.
Hapnikuvõlga võib defineerida ka kui erinevust hapnikuvajaduse ja keha töö käigus tarbitava hapniku koguse vahel.
Mida suurem on minutiline hapnikutarve ja lühem tööaeg, seda suurem on hapnikuvõlg protsendina koguvajadusest. Suurim hapnikuvõlg saab olema 60 ja 100 m kaugusel, kus minutitarve on ca 40 l/min ning tööaega arvestatakse sekundites. Hapnikuvõlg nendel vahemaadel moodustab ligikaudu 98% taotlusest.
Keskmistel vahemaadel (800 - 3000m) tööaeg pikeneb, selle võimsus väheneb ja seetõttu. hapnikutarbimine töö ajal suureneb. Selle tulemusena väheneb hapnikuvõlg protsendina nõudlusest 70 - 85% -ni, kuid kogu hapnikuvajaduse olulise suurenemise tõttu nendel vahemaadel suureneb selle absoluutväärtus, mõõdetuna liitrites.
Anaeroobse jõudluse näitaja on - maksimaalne
hapnikuvõlg.
Maksimaalne hapnikuvõlg- see on oksüdatsiooni vajavate anaeroobsete ainevahetusproduktide maksimaalne võimalik kogunemine, mille juures organism suudab veel tööd teha. Mida kõrgem on treeningu tase, seda suurem on maksimaalne hapnikusisaldus. Nii on näiteks inimestel, kes spordiga ei tegele, maksimaalne hapnikuvõlg 4-5 liitrit ja kõrgklassi sprinteritel võib see ulatuda 10-20 liitrini.
Hapnikuvõlast on kaks fraktsiooni (osa): alakt- ja laktaat.
Alaktaat võlaosa läheb CrP ja ATP reservide taastamiseks lihastes.
Laktaat fraktsioon (laktaadid - piimhappe soolad) - suurem osa hapnikuvõlast. See eemaldab lihastesse kogunenud piimhappe. Piimhappe oksüdeerumisel tekib vesi ja süsihappegaas, mis on organismile kahjutud.
Alaktiline fraktsioon on ülekaalus mitte üle 10 sekundi kestvates füüsilistes harjutustes, kui töö toimub peamiselt lihaste ATP ja CrP reservide tõttu. Laktaat on ülekaalus pikema kestusega anaeroobsel tööl, mil glükoosi anaeroobse lagunemise protsessid (glükolüüs) kulgevad intensiivselt koos suure koguse piimhappe moodustumisega.
Kui sportlane töötab hapnikuvõla tingimustes, koguneb kehasse suur hulk ainevahetusprodukte (peamiselt piimhapet) ja pH nihkub happelisele poolele. Selleks, et sportlane saaks sellistes tingimustes teha märkimisväärse võimsusega tööd, peavad tema kuded olema kohandatud töötama hapnikupuuduse ja pH nihkega. See saavutatakse anaeroobse vastupidavuse treenimisega (lühikesed, suure kiirusega harjutused).
Anaeroobse jõudluse tase on oluline sportlastele, töö
mis ei kesta kauem kui 7-8 minutit. Mida pikem on tööaeg, seda vähem mõjutab anaeroobne võime sportlikku jõudlust.
Anaeroobse ainevahetuse lävi.
Vähemalt 5 minutit kestva intensiivse töö juures saabub hetk, mil organism ei suuda rahuldada kasvavat hapnikuvajadust. Saavutatud tööjõu säilitamise ja selle edasise suurendamise tagavad anaeroobsed energiaallikad.
ATP anaeroobse resünteesi esimeste märkide ilmnemist kehas nimetatakse tavaliselt anaeroobse metabolismi (TAT) läveks. Sel juhul kaasatakse anaeroobsed energiaallikad ATP resünteesi palju varem, kui organism ammendab hapnikuga varustamise võime (ᴛ.ᴇ. enne kui jõuab MIC-ni). See on omamoodi "ohutusmehhanism". Veelgi enam, mida vähem treenitud on keha, seda varem hakkab ta end kindlustama.
PAHO arvutatakse protsendina MIC-st. Treenimata inimestel võib esimesi anaeroobse ATP resünteesi (ANR) tunnuseid täheldada siis, kui on saavutatud vaid 40% maksimaalse hapnikutarbimise tasemest. Sportlaste jaoks on nende kvalifikatsiooni põhjal PANO võrdne 50-80% MPC-st. Mida kõrgem on PANO, seda rohkem on kehal võimalusi teha rasket tööd, kasutades aeroobseid allikaid, mis on energeetiliselt kasulikumad. Sel põhjusel on sportlasel, kellel on kõrge PANO (65% MPC-st ja rohkem), kui muud tingimused on võrdsed, keskmisel ja pikal distantsil kõrgem tulemus.
Füüsilise treeningu füsioloogilised omadused.
Liikumiste füsioloogiline klassifikatsioon
(Farfel B.C. järgi).
I. Stereotüüpsed (standardsed) liigutused.
1. Kvantitatiivse väärtuse liikumised.
Tsükliline.
Töövolitused: Liikumistüübid:
‣‣‣ maksimum – liigutused, mida sooritavad jalad;
‣‣‣ submaksimaalne – liigutused sooritatakse koos
‣‣‣ palju abi teie kätest.
‣‣‣ mõõdukas.
2. Kvalitatiivse tähtsusega liikumised.
Spordiliigid: Hinnatavad omadused:
Sport ja kunsti - tugevus;
võimlemine; - kiirus;
Akrobaatika; -koordineerimine;
Iluuisutamine; - tasakaal;
Sukelduma; - paindlikkus;
Vabastiil jne. - toetamata;
Väljenduslikkus.
Suurt rühma füüsilisi harjutusi tehakse rangelt konstantsetes tingimustes ja seda iseloomustab liigutuste range järjepidevus. See on standardite rühm (stereotüüpsed) liigutused. Sellised füüsilised harjutused on moodustatud vastavalt motoorse dünaamilise stereotüübi põhimõttele.
Tehes mittestandardsed liigutused jäika stereotüüpi pole. Ebastandardsete liigutustega spordialadel on teatud stereotüübid – kaitse- ja ründetehnikad, kuid liigutuste aluseks on reageerimine pidevalt muutuvatele tingimustele. Sportlase tegevus on seotud konkreetse hetke probleemide lahendamisega.
3. Aeroobset jõudlust määravad tegurid
Bioenergeetiliste mehhanismide kõigist vaadeldavatest parameetritest on kõige olulisem aeroobsete mehhanismide võimsuse näitaja - MIC indikaator, mis määrab suuresti üldise füüsilise jõudluse. Selle näitaja panus erilisele kehalisele jõudlusele tsüklilistel spordialadel, distantsidel, alates keskdistantsidest, on vahemikus 50–95%, meeskonnaspordis ja võitluskunstides - 50–60% või rohkem. Vähemalt kõigil spordialadel, väidab A.A. Guminsky (1976), MPC väärtus määrab nn "üldine treeningtulemus".
Füüsiliselt ettevalmistamata meestel vanuses 20-30 aastat on MOC keskmiselt 2,5-3,5 l/min või 40-50 ml/kg.min (naistel umbes 10% vähem). Silmapaistvatel sportlastel (jooksjad, suusatajad jne) ulatub MOC 5-6 l/min (kuni 80 ml/kg/min ja rohkem). Atmosfäärihapniku liikumine organismis kopsudest kudedesse määrab järgmiste kehasüsteemide osalemise hapniku transpordis: välishingamise süsteem (ventilatsioon), veresüsteem, südame-veresoonkonna süsteem (vereringe), organismi hapniku kasutamise süsteem. .
Aeroobse töövõime (AP) suurendamine ja parandamine (tõhususe suurendamine) treeningu ajal on seotud eelkõige ventilatsioonisüsteemide, seejärel tsirkulatsiooni ja kasutamisega. nende kaasamine ei toimu paralleelselt ja järk-järgult korraga, vaid heterokroonselt: kohanemise algfaasis domineerib ventilatsioonisüsteem, seejärel tsirkulatsioon ja kõrgema sportliku taseme staadiumis kasutussüsteem (S.N. Kuchkin, 1983, 1986) .
Kindral AP tõusu suuruse määravad erinevad autorid 20-lt 100%-le, kuid Ülevenemaalise Riikliku Kehakultuuri Akadeemia füsioloogia laboris tehtud uuringud (S.N. Kuchkin, 1980, 1986) näitasid, et suhteline MIC näitaja on keskmiselt 1/3 esialgsest (geneetiliselt määratud tasemest ) - s.o. umbes 35%. Veelgi enam, algtreeningu etapis on VO2 max tõus kõige märgatavam ja moodustab kuni 20% (pool kogutõusust), spordi parandamise staadiumis (II kohanemise etapp) VO2 max/kaalu tõus. aeglustub ja ulatub umbes 10%ni ning kõrgema spordimeisterlikkuse staadiumis (III kohanemise etapp) on tõus minimaalne - kuni 5-7%.
Seega on aeroobsete võimete treenimiseks kõige soodsam kohanemise esialgne periood ning selle etapi lõpp on oluline antud sportlase aeroobse töövõimega seotud väljavaadete määramisel.
Vaatleme lühidalt peamisi muutusi hapniku transpordi eest vastutavates kehasüsteemides vastupidavuse arendamise käigus.
IN väline hingamissüsteem Esiteks suurenevad jõuvarud - need on elujõulisuse, MVL-i, hingamislihaste jõu ja vastupidavuse näitajad. Seega võivad kõrge kvalifikatsiooniga ujujate ja akadeemiliste sõudjate elutähtsad võimsusnäitajad ulatuda 8-9 liitrini ja MVL - kuni 250-280 l/min ja kõrgemale. Võimsusvarud on esimese ešeloni reservid ja need sisalduvad vahelduvvoolu suurenemises juba kohanemise algfaasis. Seetõttu võivad kõik algajad sportlased ja üldise ettevalmistusperioodi alguses julgelt soovitada erinevaid hingamisharjutusi, mis aitavad kaasa paremale aeroobsele kohanemisele.
Kohanemise hilisemates etappides paraneb võime mobiliseerida jõuvarusid ja hiljem suureneb välise hingamise efektiivsus (efektiivsus) (S.N. Kuchkin, 1983, 1986, 1991). Seega saavad meistersportlased elujõulisust raske töö ajal ära kasutada 60–70% (algajate puhul 30–35%). Sissehingatavast õhust imendub hapnik tõhusamalt (hapniku kasutusteguri, ventilatsiooni ekvivalendi jms osas), mis tagab kõrged MIC väärtused ventilatsiooni “ainult” 100-120 l/min ja madala hingamissagedusega. Sellele aitavad kaasa ka tõhusama töö mehhanismid. kudede kõrvaldamise süsteemid hapnikku töötavates lihastes, mis suudavad kasutada peaaegu 100% neisse tarnitud hapnikust.
IN vere süsteem Punaste vereliblede ja hemoglobiini sisaldus reeglina puudub. Kuid ringleva vere vahetuse suurenemine (peamiselt plasma tõttu), nn hemokontsentratsioon(hemoglobiinisisalduse suurenemine seoses osa plasma vabanemisega koesse), mille tulemusena on töötamise ajal ringlevas veres 10-18% rohkem hemoglobiini, mis toob kaasa nn. vere hapnikumaht.
Vastupidavuse arengu käigus toimuvad olulised muutused aastal vereringesüsteem - südame-veresoonkonna süsteem. Esiteks mõjutab see jõuvarude suurenemist – südame jõudlust (süstoolne maht võib ulatuda 180-210 ml-ni, mis efektiivse pulsisageduse 180-190 lööki/min korral võib anda IOC-i 32-38 liitrit/min. ). See on tingitud südame kogumahu kohustuslikust suurenemisest 750 ml-lt 1200 ml-le või rohkem, mis on põhjustatud tööhüpertroofiast ja südameõõnsuste tonogeensest laienemisest (laienemisest).
Reguleerimismehhanismide reservid seisneb puhkebradükardia ja suhtelise tööbradükardia tekkes aeroobse töö tegemisel. Võrdle: treenitud inimeste pulsireserv on: ja treenimata inimeste jaoks:
. See tähendab, et ainuüksi pulsisageduse osas on reserv koos treeninguga 164%.
Veel üks oluline reguleerimismehhanism: treenitud inimestel liigub palju rohkem verd läbi töötavate lihaste veresooned ja mittetöötavatesse lihastesse. V.V. Vassiljeva (1986) näitas, et see on tingitud muutustest vastavate lihaste veresoonte luumenis. Parandamine ringlussevõtu süsteemid seotud suures osas muutustega töötavates lihastes: aeglaste lihaskiudude arvu suurenemine koos aeroobsete energiatootmismehhanismidega; sarkoplasmaatilise tüüpi tööhüpertroofia ja mitokondrite arvu suurenemine; oluliselt suurem kapillaarisatsioon ja sellest tulenevalt suurem hapnikuvarustus; olulised aeroobsed biokeemilised muutused lihastes (aeroobse mehhanismi võimsuse ja võimsuse suurendamine oksüdatiivse metabolismi ensüümide sisalduse ja aktiivsuse suurenemise tõttu 2-3 korda, müoglobiini sisalduse suurenemine 1,5-2 korda, samuti glükogeeni ja lipiididena 30-50% jne).
Seega põhjustab vastupidavustreening järgmisi peamisi funktsionaalseid mõjusid:
Kõigi aeroobse energiavarustusmehhanismi kvalitatiivsete ja kvantitatiivsete näitajate suurendamine ja parandamine, mis avaldub maksimaalse aeroobse töö ajal.
Organismi tegevuse efektiivsuse tõstmine, mis väljendub kulude vähenemises tööühiku kohta ja väiksemates funktsionaalsetes muutustes standardkoormustel (pulss, ventilatsioon, laktaat jne).
Vastupanuvõime suurendamine – organismi võime seista vastu keha sisekeskkonna muutustele, homöostaasi säilitamine, nende muutuste kompenseerimine.
Termoregulatsiooni parandamine ja energiaressursside reservide suurendamine.
Motoorsete ja autonoomsete funktsioonide koordineerimise efektiivsuse suurendamine otsese reguleerimisega närvi- ja humoraalsete mehhanismide kaudu.
Aeroobse jõudluse piiramine on seotud madala hapniku kohaletoimetamise kiirusega lihastesse, lihaste ebapiisava difusioonivõime ja oksüdatiivse potentsiaaliga ning anaeroobse glükolüüsi metaboliitide liigse kuhjumisega.
Hapniku kohaletoimetamise ja kasutamise süsteem on üsna keeruline ja hõlmab mitut etappi. Pole ime, et ei ole võimalik tuvastada ühte "peamist" põhjust, erineva funktsionaalse vormiga inimeste aeroobse jõudluse piiramine. Aeroobset jõudlust piiravate tegurite väljaselgitamise probleem muutub eriti aktuaalseks kõrgelt treenitud sportlaste puhul, kes töötavad äärmise pingega lihaste aktiivsuse autonoomse tugisüsteemiga.
Praegu on kõige sagedamini kasutatav aeroobset jõudlust iseloomustav parameeter MOC. Samal ajal seda on korduvalt näidatud sportlikud tulemused pikkadel distantsidel (töö kestab üle 3-4 minuti) sõltuvad PANO tasemel arendatavast võimsusest.
Suureneva treeninguga suureneb töötavate lihaste laktaadi kasutamise määr, millega kaasneb laktaadi kontsentratsiooni langus veres. Seega, mida suurem on sportlase aeroobne töövõime, seda väiksem on anaeroobse glükolüüsi panus suurema koormusega testi ajal töötamisest keeldumisel. Sellest järeldub, et võimalik on olukord, kus hapnikutarbimine ANSP tasemel jõuab väga lähedale maksimaalsele väärtusele (MIC).
Kui eeldada, et hapniku eritarbimine (hapniku tarbimine jagatud lihasmassiga) läheneb maksimumväärtusele, on hapnikutarbimise (tööjõu) edasine suurenemine saavutatav ainult aktiivse lihasmassi suurendamisega. On loogiline eeldada, et sel juhul on kõige tõhusam viis hapnikutarbimise suurendamine, suurendades suure oksüdatsioonivõimega lihaskiudude mahtu, st peamiselt I tüüpi kiud (aeglased lihaskiud).
Need kaalutlused näitasid, et PANO peaks sõltuma peamiselt I tüüpi kiudude kogumahust lihastes, st aeglastest lihaskiududest.
Järeldused:
- Väikese lihasmassiga töötades (näiteks: jala sirutamine põlveliigeses) toob koormuse suurenemine alati kaasa töötava lihase verevarustuse ja keha hapnikutarbimise proportsionaalse suurenemise. Suure lihasmassi töötamise korral (näiteks: veloergomeetril töötamine) jõuab osade inimeste jaoks maksimaalse võimsuse saavutamisel organismi hapnikutarbimine ja töötava lihase verevarustus platoole ning perifeersed mehhanismid ei jõua. seda efekti mõjutada.
- Suure lihasmassiga töötades langeb võimsus, mille juures töötava lihase verevarustus väheneb, anaeroobse ainevahetuse lävega, kuid pooltel treenitud inimestel toimub anaeroobse glükolüüsi intensiivistumine ilma verevarustuse vähenemiseta.
- Kõrge kvalifikatsiooniga kestvussportlastel leiti negatiivne korrelatsioon (r=-0,83; p<0,05) между ПАНО, определяющим уровень тренированности, и концентрацией лактата в крови при максимальной аэробной нагрузке. У 20% высококвалифицированных спортсменов порог анаэробного обмена практически совпадает с максимальной мощностью, достигнутой в тесте. Соответственно, потребление кислорода достигает максимума при низкой концентрации лактата в крови (5,6±0,4 ммоль/л).
- Vastupidavust treenivatel sportlastel suure lihasmassiga töötades (näiteks veloergomeetril töötades) korreleerub hapnikutarbimine PANO tasemel (r=0,7; p<0,05) с объемом волокон I типа (медленных) в основной рабочей мышце и не зависит от объема волокон II типа (быстрых).
- Madala intensiivsusega jõutreening (50% maksimaalsest vabatahtlikust jõust) ilma lõdvestuseta viib valdavalt I tüüpi (aeglaste) lihaskiudude suuruse suurenemiseni. Seega võimaldab see treeningtehnika madala laktaadikontsentratsiooniga sportlastel maksimaalse aeroobse koormuse juures veelgi tõsta aeroobset jõudlust (hapnikukulu ANNO tasemel).
Teabe allikas: Popov D.V. materjalide põhjal. (2007)
ANEAEROOBSE JÕUDLUSE ANALÜÜSI ALUSED Erinevate energiatootmissüsteemide töövõime hindamisel on oluline mõista süsteemi võimsuse ja võimsuse erinevust. Energiavõimsus on energia koguhulk, mis tööde tegemiseks kulub ja toodetakse antud energiasüsteemis. Süsteemi energiavõimsus on maksimaalne ATP energia kogus, mida antud energiasüsteem tekitab koormuse all ajaühikus.
ENERGIA TEKKIMISE AINEVAHETUSPROTSESSID JA NENDE INTEGRATSIOONI □ Kreatiinfosfokinaas (laktaat) - hetkeline mehhanism ATP täiendamiseks (ATP-Cr. F süsteem); ATP regenereerimine ATP-Cr süsteemist. F kreatiinkinaasi ja adenülaatkinaasi radade kaudu ei põhjusta laktaadi moodustumist ja seda nimetatakse alaktseks. □ Glükolüütiline laktaat (glükogeeni laktaadiks muundamissüsteem) esindab adenosiindifosfaadi (ADP) fosforüülimist glükogenolüüsi ja glükolüüsi radade kaudu, viib laktaadi tootmiseni ja seda nimetatakse laktaadiks. ATP energia genereerimine nendes protsessides toimub ilma hapnikku kasutamata ja seetõttu määratletakse seda kui anaeroobset energiatootmist.
Suure intensiivsusega anaeroobne töö võib põhjustada glükolüüsi kiiruse 1000-kordse tõusu võrreldes puhkeolekuga. ATP taastumist maksimaalse pideva treeningu ajal ei saavutata kunagi ainult ühe energiatootmissüsteemiga, vaid see on koordineeritud metaboolse reaktsiooni tulemus, mille käigus kõik energiasüsteemid panustavad väljundvõimsusesse erinevalt.
PRAKTILISED LÄHENEMISVIISID On otstarbekam mõõta maksimaalset tööjõudlust ajavahemike jooksul, mis ulatuvad mõnest sekundist kuni peaaegu 90 sekundini. Sellise töö kestusega sõltub ATP resüntees peamiselt laktaadi ja laktaadi anaeroobsetest radadest. Anaeroobse energiakulu lihtsaid hinnanguid saab saada katsetulemustest, mida võimalusel täiendatakse biokeemiliste või füsioloogiliste andmetega.
1. Eeldatakse, et lihaste ATP-varud toetavad vaid üksikuid kontraktsioone ja neid saab paremini hinnata lihasjõu ja maksimaalse hetkelise võimsuse mõõtmise järgi. 2. Eeldatakse, et maksimaalne treening, mis kestab mitu minutit või kauem, on peamiselt aeroobne ja nõuab teavet aeroobse ainevahetuse kohta. Kui on vaja koguda andmeid sportlaste erisoorituse anaeroobsete komponentide kohta, kes tegelevad spordialadega, kus maksimaalse pingutuse kestus on umbes 2 minutit või veidi rohkem, on vaja arvestada interaktsiooni.
LÜHIAJALINE ANEAEROOBNE TÖÖVÕIMSUS Seda komponenti määratletakse kui kogu töövõimsust maksimaalse jõuharjutuse kestuse jooksul kuni 10 s. Seda võib pidada alaktilise anaeroobse jõudluse mõõdupuuks, mille annab peamiselt lihaste ATP kontsentratsioon, ATP-Cr süsteem. F ja kergelt anaeroobne glükolüüs. Protsessi suurim töötootlikkus sekundis
ANAEROOBNE TÖÖ KESKMINE See komponent on defineeritud kui kogu tööjõudlus maksimaalse treeningperioodi jooksul, mis on kuni 30 sekundit. Sellistes tingimustes on töövõime anaeroobne, koos põhiliste laktaadi- (umbes 70%), märkimisväärsete alaktiliste (umbes 15%) ja aeroobsete (umbes 15%) komponentidega. Testi viimase 5 sekundi töövõimsust võib pidada laktaadi anaeroobse võimsuse kaudseks hinnanguks.
PIDEV ANEAEROOBNE TÖÖSÕITLUS Määratletakse kogutööna maksimaalse töökoormusega kuni 90 s. Iseloomustab töö kestuse piiri, mille järgi saab hinnata sportlaste energiavarustussüsteemi anaeroobset võimekust. Nende testide eelisteks on see, et need võimaldavad hinnata anaeroobsete süsteemide üldist töövõimet neile esitatavate maksimaalsete nõudmiste juures ja kvantifitseerida töövõime langust testi ühest osast teise (näiteks esimese 30 s versus. viimased 30
VANUS, SUGU JA LIHASMASSS Anaeroobne jõudlus suureneb koos vanusega poiste ja tüdrukute kasvu ajal. Seda tüüpi jõudluse maksimumväärtused saavutatakse vanuses 20–29 aastat ja seejärel algab selle järkjärguline vähenemine. Vanusega vähenemine on meestel ja naistel sama. See langus näib olevat vanusega peaaegu lineaarne, moodustades 6% kümnendi kohta. Mehed sooritavad 10-, 30- ja 90-sekundilistes maksimumtestides paremaid tulemusi kui naised ning naiste töömaht kehakaalu kilogrammi kohta moodustab meestel ligikaudu 65% töömahust kehakaalu kilogrammi kohta. Sarnased
Maksimaalne jõudlus on seotud: anaeroobse keha suurusega, eriti lihasmassiga. Mõned vanuse- ja soopõhised erinevused maksimaalses anaeroobses töövõimes on rohkem seotud lihasmassi muutustega kui muude teguritega.
ANEAEROOBSET JÕUDLUST MÕJUTAVAD STRUKTUURID JA FUNKTSIOONID. Lihaste struktuur ja kiudude koostis Lihaste struktuur mängib olulist rolli võimsuse tasemes ja töömahus, mida see võib tekitada. Aktiini ja müosiini filamentide polümerisatsiooniaste, nende paigutus, sarkomeeride pikkus, lihaskiudude pikkus, lihaste ristlõike pindala ja kogu lihasmass on struktuurielemendid, mis näivad kaasa aitavat lihaste jõudlusele anaeroobsetes tingimustes, eriti absoluutse töövõime puhul. Seos lihaskiudude koostise ja anaeroobse jõudluse vahel ei ole lihtne. Sportlastel, kes on spetsialiseerunud oma olemuselt anaeroobsetele spordialadele või spordialadele, mis nõuavad suurt anaeroobset jõudu ja suutlikkust, on suurem kiirtõmbluskiudude (FTF) osakaal. Mida rohkem BS-kiude või mida suurema ala nad hõivavad, seda suurem on arenemisvõime 1
2. SUBSTRAADI KÄTTESAADAVUS Väga lühikese kestusega maksimaalse treeningu energiatoodang on seletatav peamiselt endogeensete energiarikaste fosfageenide lagunemisega, kuid näib (vähemalt inimestel), et maksimaalse treeningu tekitamine isegi väga lühikeseks ajaks on mille annab CP ja glükogeeni samaaegne lagunemine. Varude ammendumine F piirab anaeroobset jõudlust maksimaalse võimsuse ja väga lühiajalise koormuse korral. Kuid peaosa Kr. Ph lihastes on puhvri roll ATP ja ADP kontsentratsioonide vahel.
3. REAKTSIOONSOODUSTE KUJUMINE Anaeroobne glükolüüs kulgeb pärast lihaskontraktsiooni algust väga lühikese viivitusega ning sellega kaasneb laktaadi kuhjumine ja vastavalt vesinikioonide (H+) kontsentratsiooni tõus kehavedelikes. Lihaslaktaadi kontsentratsioon tõuseb märkimisväärselt pärast lühiajalist treeningut ja võib kurnatuse ajal jõuda väärtuseni umbes 30 mmol kg-1 märgkaal. Lihaste puhversüsteemid loovad vesinikioonide jaoks osalise puhvri. Näiteks lihase vesinikkarbonaadi kontsentratsioon väheneb 100 mmol L-1 vedelsöötmest
Lihas aga ei suuda toodetud vesinikioone kaua puhverdada ja p. Lihas H väheneb 7,0-lt enne koormust 6,3-ni pärast maksimaalset koormust, põhjustades kurnatuse. Jõe vähenemine Sarkoplasmaatiline H häirib Ca 2+ interaktsiooni troponiiniga, mis on vajalik kontraktsiooni tekkeks ja on seletatav vesinikioonide (H+) konkurentsiga kaltsiumi sidumiskohtade pärast. Seega väheneb aktomüosiini ristsildade moodustumise sagedus p vähenemisega. H ning ka energia sünteesi ja lagunemise kiirus väheneb (vastavalt tagasiside põhimõttele ning katalüsaatorite ja ensüümide aktiivsuse katkemise tõttu) Suureneb atsidoosi vastupanuvõime
AINEVAHETUSRAJADE EFEKTIIVSUS Määratakse energiaprotsessi kasutuselevõtu kiirusega. Kreatiinkinaasi reaktsiooni kiiruse määrab kreatiinkinaasi aktiivsus. Mille aktiivsus suureneb koos ATP vähenemisega lihastes ja ADP kuhjumisega. Glükolüüsi intensiivsust võivad stimuleerida või edasi lükata erinevad signaalid (hormoonid, ioonid ja metaboliidid). Glükolüüsi reguleerimise määravad suuresti kahe ensüümi: fosfofruktokinaasi (PFK) ja fosforülaasi katalüütilised ja regulatoorsed omadused. Nagu eespool mainitud, põhjustab kõrge intensiivsusega treening H+ liigset tõusu ja p kiiret langust. N lihaseid. Ammoniaagi, mis on adenosiin-5"-monofosfaadi (AMP) deaminatsiooni derivaat, kontsentratsioon skeletilihastes suureneb maksimaalse treeningu ajal. See tõus on veelgi märgatavam isikutel, kellel on kõrge BS-kiudude protsent. Kuid ammoniaak on In vitro uuringud on näidanud, et kui pH tase läheneb 6,3-le, on ATP taassünteesi kiirus oluliselt vähenenud. halvendades seeläbi anaeroobse raja tõttu võimet jätkata mehaanilist tööd
Sõltub lihaskiudude kvaliteedist ja kvantiteedist: BS kiud on rikkad ATP, CK ja glükolüütiliste ensüümide poolest võrreldes aeglase tõmblusega kiududega. Sellest kokkuvõttest on selge, et treenimine maksimeerib anaeroobset jõudlust, kuna enamik piiravaid tegureid kohandub nende koostoimes vastuseks kõrge intensiivsusega treeningule.
KÕRGE ANEAEROOBSE JÕUDLUSE SAAVUTAMISEKS VAJALIKUTE LIHASTE OMADUSED JA KÕRGE Intensiivsusega TREENINGU MÕJU TULEMUSED SEDA MÄÄRATAVELE INDIKAATORIDELE Lihaste jõudluse näitajad Bumogenicum Factorment Factorment te p. N kurnatuse korral BS kiudude osakaal BS kiudude värbamine CK aktiivsus Fosforülaasi aktiivsus FFK aktiivsus Jah Tõenäoliselt ei Tõenäoliselt jah Tõenäoliselt ei Jah Jah Jah Tõenäoliselt jah Jah Treeningu mõju = või = või ↓ = = või
HAPNIKU EDASTUSSÜSTEEM Kui kõik muud tegurid on võrdsed, annavad hapniku kohaletoimetamise ja kasutamise süsteemid tõenäoliselt väga olulise panuse maksimaalse töövõime saavutamisse 90-sekundilise või pikema koormuse korral. Ilmselgelt, mida pikem on koormus, seda suurem on oksüdatiivse süsteemi tähtsus. Lühema kestusega maksimaalsete koormuste tingimustes ei tööta hapniku kohaletoimetamise süsteem maksimaalsel tasemel ja oksüdatiivsed protsessid töö viimases osas
Maksimaalse intensiivsusega 60–90 s koormusega töötamise ajal saab üle töö algusega kaasnev hapnikupuudus ning substraatide oksüdatsioon mitokondrites töö lõpus toob kaasa aeroobsete protsesside osakaalu suurenemise. töö energiavarustuses. Sel juhul saavad keskmise kestusega tingimustes eelise isikud, kes suudavad kiiresti mobiliseerida hapniku kohaletoimetamise ja kasutamise süsteemid ning kellel on vastavalt kõrge aeroobne jõud.
PÄRIMUS Nüüdseks on kindlaks tehtud, et indiviidi genotüüp määrab suuresti eeldused kõrgeks aeroobseks jõuks ja vastupidavusvõimeks, samuti kõrge või madala treeningule reageerimise tasemeks. Anaeroobse töövõime pärilikkusest teame palju vähem. Lühiajalisel anaeroobsel töövõimel (põhineb 10-sekundilisel maksimaalsel töövõimel veloergomeetril) oli oluline geneetiline mõju, ligikaudu 70%, kui andmeid väljendati lahja massi kilogrammi kohta. Hiljuti analüüsiti mitmeid Jaapanis ja Ida-Euroopas läbi viidud sprindiuuringuid, milles osalesid kaksikud ja nende perekonnad. Sprindi jõudluse pärilikkuse hinnangud jäid vahemikku 0,5–0,8. Need andmed viitavad sellele, et indiviidi genotüübil on oluline mõju lühiajalisele anaeroobsele töövõimele. Pärilikkuse rolli kohta pikaajalises anaeroobses töös ei ole veel usaldusväärseid tõendeid. Teisest küljest oleme hiljuti saanud tõendeid geneetiliste mõjude kohta kiutüüpide jaotusele
TREENING Treening suurendab jõudu ja võimekust nii lühi-, kesk- kui ka pikaajalisel anaeroobsel tööl. Spetsiifilise anaeroobse treeningu režiimi korral treeningreaktsiooni (treenitavuse) variatsioone on põhjalikult uuritud. Vastus lühiajalisele anaeroobsele jõudlustreeningule ei sõltunud oluliselt indiviidide genotüübist, samas kui vastuse pikaajalisele anaeroobsele jõudlustreeningule määrasid suuresti geneetilised tegurid. Üldise 90-sekundilise töövõime treenitavust iseloomustas geneetiline mõju, mis moodustas ligikaudu 70% treeningule reageerimise variatsioonist. Need andmed on treenerite jaoks väga olulised. Testitulemuste põhjal on kergem leida andekaid inimesi lühiajaliseks anaeroobseks tööks kui pikaajaliseks anaeroobseks tööks. KOOS
Aeroobne vastupidavus- see on võime töötada (madalat tööd) pikka aega ja taluda väsimust. Täpsemalt määrab aeroobse vastupidavuse laktaadilävi. Mida kõrgem on , seda suurem on aeroobne vastupidavus.
Aeroobne lävi on keha aeroobse võimekuse tipppunkt, mille saavutamisel hakkavad moodustisega töötama anaeroobsed "energiakanalid". See tekib siis, kui saavutate umbes 65% maksimaalsest pulsisagedusest, mis on umbes 40 lööki alla anaeroobse läve.
Aeroobne vastupidavus on jagatud tüüpideks:
- Lühike - 2 kuni 8 minutit;
- Keskmine - 8 kuni 30 minutit;
- Pikk - alates 30 või rohkem.
Aeroobset vastupidavust treenitakse kasutades pidevat ja.
- Pidev treenimine aitab parandada;
- Intervalltreening on vajalik südame lihaste aktiivsuse parandamiseks.
Põhiartikkel aeroobse vastupidavustreeningu kohta:
Aeroobse töövõime mõõtmise meetodid
Kahjuks on töötavate lihaste ja isegi üksikute lihaste aeroobsete reaktsioonide tõttu võimatu otseselt hinnata resünteesitud kogust. Siiski on võimalik mõõta indeksit, mis on proportsionaalne aeroobsetes reaktsioonides taassünteesitud ATP kogusega.
ATP resünteesi kiiruse kaudseks hindamiseks lihastöö ajal kasutatakse järgmisi põhimeetodeid:
- hapnikutarbimise otsene mõõtmine;
- kaudne kalorimeetria;
- 1H ja 31P magnetresonantsspektroskoopia;
- positronemissioontomograafia;
- infrapunaspektromeetria.
Tuleb märkida, et siin on märgitud ainult kõige populaarsemad meetodid, mida kasutatakse lihaste töö ajal energia uurimiseks.
Otsene hapnikutarbimise mõõtmine. Hapnikutarbimine (OC) võrdub verevoolu ja hapniku arteriovenoosse erinevuse korrutisega antud piirkonnas. Lokaalne verevool uuritavas piirkonnas määratakse termodilutsiooni, märgistuse lahjendamise või ultrahelitehnikaga. Reeglina kasutatakse Ficki meetodit PC määramiseks eraldi töötavas lihases (näiteks isoleeritud preparaadis) või eraldi piirkonnas (näiteks jalakoes). See on selle meetodi eelis. Meetodi puudusteks on invasiivsus ja märkimisväärne metoodiline keerukus mõõtmiste läbiviimisel, mis on seotud nii arterite ja veenide kateteriseerimise protseduuriga kui ka metoodiliste raskustega lokaalse verevoolu ja gaasi pinge määramisel vereproovides. Lisaks, kui mõõtmisi ei tehta isoleeritud preparaadiga, siis tuleb arvestada, et analüüsitud venoosne veri ei pärine mitte ainult töötavast lihasest, vaid ka mitteaktiivsetest kudedest, mis võib tegelikke tulemusi moonutada. Sellegipoolest kasutatakse Ficki järgi PC määramist aktiivselt maksimumtestides kohalikul tööl (näiteks jala sirutamisel põlveliigeses) ja suure lihasmassiga töötamisel (jalgrattaergomeetria).
Kaudne kalorimeetria (sisse- ja väljahingatava õhu gaasianalüüs). PC koguarv on võrdeline organismis toimuvate oksüdatsioonireaktsioonide tõttu uuesti sünteesitud ATP koguhulgaga. PC arvutatakse kopsuventilatsiooni indikaatori korrutisena, mis on normaliseeritud standardtingimustele, sissehingatavas ja väljahingatavas õhus sisalduva hapniku osakaalu vahe järgi. Hingamiskoefitsiendi (eraldunud süsihappegaasi ja tarbitud hapniku suhe) arvutamisel on võimalik kindlaks teha, millist substraati oksüdatsioonil kasutatakse. Seejärel saab hapniku kaloriekvivalenti kasutades välja arvutada energiahulka, mille organism saab antud substraadi oksüdatsioonist.
Selle meetodi eeliseks on selle mitteinvasiivsus, kasutusmugavus ja võimalus mõõta peaaegu igat tüüpi lihasaktiivsust. Meetodi kasutamise võimalused on portatiivsete gaasianalüsaatorite tulekuga oluliselt avardunud. Gaasianalüüsi puudused hõlmavad järgmist. Kaudse kalorimeetria abil on võimalik hinnata ainult kogu organismi PC- ja energiakulu.
See tähendab, et on võimatu kindlaks teha, kui palju hapnikku kasutatakse aktiivsete lihaste, südame, hingamislihaste ja muude kudede toiteks. See ülesanne muutub eriti oluliseks väikese lihasmassiga töötamisel. Sel juhul võib hapniku tarbimine südame- ja hingamislihaste poolt anda olulise panuse kogu hapnikutarbimisse.
1 H ja 31 P magnetresonantsspektroskoopia. Meetod põhineb vesinikuaatomite tuumade elektromagnetilise reaktsiooni mõõtmisel nende ergutamisele teatud elektromagnetlainete kombinatsiooni abil pidevas suure intensiivsusega magnetväljas. Meetod võimaldab mitteinvasiivselt hinnata vesinikioonide, anorgaanilise fosfori, kreatiinfosfaadi, ATP ja desoksümüoglobiini kontsentratsiooni muutusi konkreetses uuritava koe piirkonnas. See meetod on standardiks makroergilise energia muutuste hindamisel nii puhketingimustes kui ka füüsilise tegevuse ajal. Teatud tingimustel on kreatiinfosfaadi kontsentratsiooni muutus otseselt proportsionaalne aeroobse ATP resünteesiga. Seetõttu kasutatakse seda meetodit aktiivselt aeroobse ainevahetuse hindamiseks.
Praegu eraldatakse seda meetodit kasutades ka deoksüdeeritud müoglobiini kontsentratsiooniga võrdeline signaal ja arvutatakse hapniku osarõhk müoplasmas. Hapniku osarõhu muutus ja selle indikaatori absoluutväärtus on iseloomulikud näitajad hapniku tarnimise ja mitokondri/hapniku kasutamise suhte muutumisele mitokondrite poolt ning hapniku kohaletoimetamise süsteemi toimimise piisavuse kriteerium. mitokondrisse. Vaatamata meetodi vaieldamatutele eelistele piirab selle kasutamist oluliselt seadmete väga kõrge hind ja seadme mahukus ning mõõtmise käigus tekkiv tugev magnetväli.
Positronemissioontomograafia. Meetod põhineb positronite hävitamisel tekkivate gammakiirguse paari registreerimisel. Positronid tekivad radioaktiivse isotoobi positroni beeta-lagunemisest, mis on osa radiofarmatseutilisest preparaadist, mis viiakse kehasse enne uuringut. Spetsiaalse skanneri abil jälgitakse lühiealiste radioisotoopidega märgistatud bioloogiliselt aktiivsete ühendite levikut organismis. Kudede hapnikutarbimise hindamiseks kasutatakse gaasisegu sissehingamist märgistatud hapnikumolekuliga - O 2 -ga. Töötavate lihaste hapnikutarbimine arvutatakse arteriaalse vere hapnikusisalduse, piirkondliku ekstraheerimiskoefitsiendi ja piirkondliku perfusioonikoefitsiendi korrutisena. Meetodi piirangud on seotud skanneri ja radioisotoopide tootmiseks vajaliku seadme tsüklotroni kõrge hinnaga.
Infrapunaspektromeetria. Meetod põhineb asjaolul, et bioloogiline kude on infrapunale lähedases piirkonnas valgust läbilaskev. Valgusallikas ja vastuvõtja asuvad kehapinnal 3–5 cm kaugusel. Keskmine valguse läbitungimise sügavus on võrdne poolega nendevahelisest kaugusest. Hapniku- ja hapnikuvaba hemoglobiini kontsentratsiooni muutusi mõõdetavas koes (lihases) saab arvutada infrapunapiirkonna (600-900 nm) erinevate lainepikkuste abil, mille juures valgus neeldub valdavalt hapnikuga või deoksüdeeritud hemoglobiini ja müoglobiini poolt. Kuna hemoglobiini kontsentratsioon on mitu (4–5) korda kõrgem kui müoglobiinil, seostatakse selle meetodi abil registreeritud peamised muutused peamiselt hemoglobiini hapnikusisalduse muutustega. Salvestatud signaal sisaldab teavet kõigi mõõtmisalal asuvate kudede hapnikusisalduse kogumuutuse kohta.
Eeldades verevoolu pidevat lineaarset kiirust või verevoolu puudumisel (oklusioon), on deoksüdeeritud hemoglobiini kontsentratsiooni muutused otseselt proportsionaalsed PC muutustega mõõdetud piirkonnas. Hapnikuga ja deoksüdeeritud hemoglobiini kontsentratsioonide muutuste summeerimisel saab arvutada hemoglobiini kontsentratsiooni muutused. See indikaator peegeldab mõõdetud piirkonna verevarustust. Meetod võimaldab arvutada ka kudede kogu hapnikusisalduse indeksit – hapnikuga rikastatud hemoglobiini ja kogusisalduse suhet – väljendatuna protsentides.
Infrapunaspektromeetria eelisteks on mitteinvasiivsus, kasutuslihtsus ja võimalus teostada kaasaskantavate seadmete abil mõõtmisi peaaegu igasuguse füüsilise tegevuse korral nii labori- kui välitingimustes. Meetodi puuduseks on mõõtmisalal paiknevate kudede hapnikusisalduse terviklik hindamine. Näiteks võib märkimisväärne naha- ja rasvakiht aktiivse lihaskoe signaali tugevalt moonutada.
Harjutustestid aeroobse võimekuse uurimiseks
Keha aeroobsete võimete määramiseks laboritingimustes kasutatakse reaalse lihastegevuse simulatsiooni - koormusteste. Nende testide peamised nõuded peaksid olema usaldusväärsus, teabe sisu ja spetsiifilisus. Viimane nõue on eriti oluline, kuna testi valimisel on vajalik, et kasutatav harjutus hõlmaks samu lihasrühmi, mis võistlusliigutuse puhul, ning kasutaks ka reaalsetele tingimustele võimalikult lähedast liikumismustrit (võistlusliikumine) . Näiteks jooksjat tuleks testida jooksulindil joostes ja sõudjat spetsiaalsel sõudeergomeetril töötades. Ujuja üldfüüsilist vormi pole mõtet veloergomeetri testis (jalatöö) määrata, samas kui põhilisteks töötavateks lihasteks on sel juhul käte- ja torsolihased.
Kõik lihasaktiivsuse füsioloogias kasutatavad testid taanduvad füsioloogiliste reaktsioonide mõõtmisele vastuseks antud või valitud koormusele. Mis tahes füsioloogilise näitaja kasvus vastuseks koormuse suurenemisele on kiire kasvu staadium (0,5-2 min), aeglase kasvu staadium (kvaasistabiilne olek) ja indikaatori tõelise püsiväärtuse saavutamise staadium. olek. Maksimaalsete koormuste korral ei ole kolmas etapp alati saavutatav. Selleks, et selgelt kirjeldada keha reaktsiooni konkreetsele koormusele, on vaja saavutada füsioloogilised näitajad, mis jõuavad tõelise püsiseisundi või maksimumtasemeni. Reeglina võib tõelise püsiseisundi saavutamine erinevate näitajate puhul aega võtta 5-15 minutit isegi suhteliselt väikese (10-15% maksimaalsest väärtusest) koormuse suurenemise korral.
Ideaalis on testimisel vaja kindlaks teha, kuidas teatud füsioloogilised näitajad muutuvad vastuseks erineva intensiivsusega koormustele, kuni maksimumini. Sel juhul, mida väiksem on koormuse kasv, seda täpsem on uuritava näitaja muutuste dünaamika. Kui aga ootate, kuni indikaator jõuab tõelise püsiseisundini, võtab test liiga kaua aega.
Nendele kaalutlustele tuginedes pakutakse välja astmeliselt kasvava koormusega katsemeetod. See testmudel võimaldab hinnata keha reaktsiooni kogu koormuste vahemikus minimaalsest kuni maksimaalse aeroobse koormuseni. Edaspidi mõistetakse maksimaalse aeroobse koormuse (võimsuse) all katses saavutatud maksimaalset võimsust kasvava koormuse korral, s.o. võimsus, mis on võrreldav saavutatava võimsusega (MPC).
Seejärel ilmus selle testi analoog - pidevalt kasvava koormusega test. Mõlemad koormuse seadmise meetodid on laialt levinud ja on peaaegu üldtunnustatud mudelid aeroobse jõudluse testimiseks.
Nende mudelite puuduseks on viivitusperiood koormuse suurenemise ja füsioloogilise indikaatori suurenemise vahel, kuna füsioloogilisel indikaatoril pole sel juhul aega tõelise püsiseisundi saavutamiseks. Seetõttu on katsetulemused (võimsusega seotud indikaator) võrreldes pika katsega konstantse koormusega mõnevõrra pumbatud. Viivitusperiood on eriti väljendunud madalatel koormustel ja on pidevalt kasvava koormusega testis mõnevõrra tugevam kui astmeliselt suureneva koormuse korral.
Teisest küljest on pidevalt kasvaval koormustestil mitmeid eeliseid. Erinevatel füsioloogilistel näitajatel on kvaasistabiilsesse olekusse jõudmise kiirus erinev, seetõttu on koormuse järsu suurenemise korral heterogeensus vältimatu: näiteks on hapnikutarbimise suurenemise kiirus sel juhul suurem kui süsiniku suurenemise kiirus dioksiidi heitkogused. See võib moonutada mõningaid arvutusi, näiteks aeroobne-anaeroobne üleminek, mis on määratud V-kalde meetodil. Lisaks, kui astmeliselt kasvava koormusega testis on võimsuse kasvu suurusjärk üsna suur (50 W), siis võib sportlane viimasel etapil keelduda töötamast, saavutamata kordagi oma individuaalset maksimumi. Seetõttu muutuvad järjest populaarsemaks keha aeroobse võimekuse hindamiseks testid pidevalt kasvava koormusega.
Keha aeroobseid võimeid iseloomustavad näitajad
Kirjanduses käsitletakse aeroobse töövõime kriteeriumina paljusid näitajaid, mis on ühel või teisel määral seotud sportlike tulemustega üle 5 minuti kestvatel distantsidel, s.t. kus ATP resünteesi töö käigus tagavad eelkõige aeroobsed reaktsioonid. Valitud kriteeriumi infosisu kontrollimiseks määratakse reeglina selle seos sportliku tulemusega ning hinnatakse selle panust dispersiooni. Lisaks piisavale teabesisule peaks aeroobse võimekuse hindamise meetodi oluliseks tunnuseks olema selle mitteinvasiivsus ja kasutusmugavus. Seetõttu käsitletakse selles jaotises peamiselt aeroobse võimekuse hindamise rutiinseid meetodeid. Kaasaegses kirjanduses on aeroobse jõudluse testimiseks võimalik tuvastada järgmised kõige populaarsemad lähenemisviisid:
- hapnikutranspordisüsteemi toimivust iseloomustavate maksimumnäitajate hindamine;
- maksimaalse võimsuse otsene hindamine, mille juures glükolüütiliste toodete valmistamise ja kasutamise vahel täheldatakse kvaasistabiilsust;
- aeroobse-anaeroobse ülemineku kaudne hindamine.
Hapniku transpordisüsteemi maksimaalset jõudlust iseloomustavad näitajad. Hapniku transpordisüsteemi maksimaalsed võimalused määratakse tavaliselt maksimaalse katsega, mille koormus suureneb globaalse töö ajal. Kõige laialdasemalt kasutatavad maksimummõõtmised on maksimaalne südame väljund (CO) ja VO2 max.
Südame väljund (CO) on väga informatiivne aeroobset jõudlust iseloomustav näitaja, kuna see määrab hapniku tarnimise kõikidesse aktiivsetesse kudedesse (mitte ainult töötavatesse lihastesse). Mitmete autorite sõnul on maksimaalne CO keha aeroobseid võimeid määrav võtmetegur.
Maksimaalset SV-d saab määrata kas otsese Ficki meetodiga või kaudselt. Otsene meetod on invasiivne ja seetõttu ei saa see muutuda rutiinseks. Mitteinvasiivsetest meetoditest on kõige usaldusväärsemaks (võrdlus otsese meetodiga r = 0,9-0,98) osutunud lahustuvaid ja halvasti lahustuvaid (bioloogiliselt inertseid) gaase sisaldava gaasisegu sissehingamise meetod. Testimisprotseduur on hingamine gaasiseguga (6-25 hingamistsüklit), mida saab korraldada kas tagasihingamise tüübi või avatud ahelaga hingamise tüübi järgi (väljahingamine atmosfääri). Meetod põhineb massitasakaalu põhimõttel: lahustuva gaasi (atsetüleen, süsinikmonooksiid) tarbimise määr on lahustuvuskoefitsienti arvesse võttes võrdeline verevooluga kopsuringis. Esimestel hingamistsüklitel ei sõltu lahustuva gaasi kogutarbimise kogus mitte ainult selle lahustuvusest veres, vaid ka selle segunemisest alveolaarse õhuga. Seetõttu kasutatakse lahustuva gaasi kogutarbimise korrigeerimiseks bioloogiliselt inertset gaasi (heelium, väävelheksofluoriid) markerina, mis iseloomustab alveoolide mahu täielikku täitumist hingamisteede gaasiseguga. Meetod ei ole laialt levinud gaasimassispektromeetrite, selle tehnika jaoks sobivaimate mõõteriistade kõrge hinna tõttu.
See on lahutamatu näitaja, mis iseloomustab PC-d kogu keha (mitte ainult töötavate lihaste) järgi, st. oksüdatsiooni teel uuesti sünteesitud ATP koguhulk. MIC-i saab määrata mitteinvasiivselt kaudse kalorimeetria (gaasianalüüs) abil. Tänu gaasianalüsaatorite laialdasele kasutuselevõtule on MIC-st saanud üks populaarsemaid keha aeroobseid võimeid iseloomustavaid kriteeriume.
Nende kahe näitaja (maksimaalne SV ja MIC) puuduseks on integratiivsus. On teada, et globaalse aeroobse treeningu ajal toimub põhiosa verevoolust ja hapnikutarbimisest töö- ja hingamislihastes. Pealegi sõltub hapniku jaotus nende kahe lihasgrupi vahel koormusest ja maksimaalse koormuse korral on see vastavalt 75-80% ja 10-15%. Submaksimaalse töö ajal võib kopsuventilatsioon plahvatuslikult suureneda. Hingamislihaste töö tagamiseks on vaja energiat. Diafragmal – peamisel hingamislihasel – on kõrge oksüdatsioonivõime/vajadus, seega toimub diafragma energiavarustus eelkõige aeroobse raja kaudu. See tähendab, et hingamislihaste poolt tarbitava hapniku osakaal võib just töö lõppedes suureneda. See oletus leidis kinnitust uuringutes, kus hinnati hingamislihaste poolt arendatavat jõudu erineva intensiivsusega kuni maksimumini aeroobse treeningu ajal, ning katsetes, kus hingamislihaste PC määrati puhkeasendis töötava hingamismustri simuleerimisel. Verevoolu ümberjaotumist töölihastest hingamislihastesse võib hõlbustada metaborefleks, mis tekib hingamislihaste väsimisel.
Samuti on võimatu välistada võimalust verevoolu täiendavaks ümberjaotamiseks peamistest töölihastest lihastesse, mis on täiendavalt aktiveeritud maksimaalse koormuse korral. Nende tegurite toimel võib töötavatele lihastele omistatav verevoolu/hapnikutarbimise osakaal järsult väheneda just maksimaalse ja maksimaalse aeroobse koormuse juures. Maksimaalse CO ja VO2 max muutused ei pruugi aga kajastada muutusi peamiste töötavate lihaste hapnikutarbimises. Maksimaalsete CO ja MOC näitajate veel üheks puuduseks tuleks pidada testimisprotseduuri ennast. Tõeliselt maksimaalse soorituse saavutamiseks peab katsealune olema kõrgelt motiveeritud ja sihikindel maksimaalsel tasemel esinemiseks, mis ei ole alati võimalik. See tingimus seab täiendavad piirangud maksimaalsete testide kvaliteedile ja nende läbiviimise sagedusele.
Vere laktaadi maksimaalse püsiseisundi indikaator. Madala intensiivsusega töö ajal toimub ATP resüntees aktiivsetes lihastes peaaegu täielikult aeroobsete reaktsioonide tõttu. Oksüdatsiooni lõpp-produktid on süsinikdioksiid ja vesi. Süsinikdioksiid hajub verre, seondub hemoglobiiniga ja eemaldatakse organismist kopsude kaudu. Alates teatud võimsusest tagatakse ATP resüntees mitte ainult oksüdatsiooniga, vaid ka glükolüüsiga. Toode on püruvaat ja vesinik. Püruvaat saab püruvaatdehüdrogenaasi ensüümi toimel muundada atsetüül-CoA-ks ja siseneda trikarboksüülhappe tsüklisse. Kui lihaskiududel on kõrge lihastüüpi laktaatdehüdrogenaasi aktiivsus, muundatakse püruvaat laktaadiks. Kui lihasrakus on kõrge südametüüpi laktaatdehüdrogenaasi ensüümi aktiivsus, muundatakse laktaat püruvaadiks ja seda kasutatakse edaspidi trikarboksüülhappe tsükli substraadina.
Tsütoplasmasse akumuleeruv laktaat võib difusiooni teel või spetsiaalsete kandjate abil interstitsiumi vabastada. Rakkudevahelisest ruumist satub ta naaberkiududesse, kus ta võib siseneda trikarboksüülhappe tsüklisse, vähemalt siis, kui laktaadi kontsentratsioon interstitsiumis on madal, s.t. madala intensiivsusega töö ajal või verre. Veres transporditakse laktaat aktiivsetesse skeletilihastesse ja teistesse kudedesse (näiteks süda, maks, skeletilihas), kus seda saab kasutada. Kui laktaadi ja vesinikuioonide (piimhappe) tootmine rakus on suurem kui nende ärakasutamine ja eemaldamine, siis hakkab laktaadi kontsentratsioon lihaskius tõusma ja langema. Laktaadi kontsentratsiooni suurenemine aitab kaasa osmootse rõhu tõusule rakus (üks hemokontsentratsiooni töömehhanismidest). Mõnede autorite arvates ei ole laktaadil otsest negatiivset mõju lihaskiudude kontraktiilsusele. Laktaat võib aga kaudselt kaasa aidata pH langusele, mõjutades Na+/H+ ja Na+/Ca2+ metabolismi rakus. Loomade lihastes on näidatud, et laktaadiioonid on võimelised inhibeerima kaltsiumikanalite talitlust ja aktiveerima ATP-sõltuvaid kaaliumikanaleid sarkoplasmaatilises retikulumis ja rakumembraanis, mis võib kaudselt mõjutada ka lihaskiu kontraktiilsust.
Teisest küljest mõjutab vesinikioonide intratsellulaarse kontsentratsiooni suurenemine negatiivselt lihaskiudude kontraktiilsust. Teatavasti võib tugeva lihasväsimuse korral kiu sees pH langeda 6,17-6,5-ni. Eeldatakse, et sel juhul võivad vesinikioonid mõjutada müosiini ristsildade kinnitumist aktiiniga, vähendades troponiini tundlikkust kaltsiumi suhtes. See viib lihaskiudude kokkutõmbumisjõu vähenemiseni ja äärmuslikel juhtudel, pH märgatava langusega, kontraktiilsuse olulise kaotuseni. Lisaks pärsib pH langus mõnede anaeroobse metabolismi ensüümide aktiivsust, eriti glükolüüsi võtmelüli, fosfofruktokinaasi.
Lihastöö ajal tekkivat väsimust ei tohiks seostada ainult vesinikioonide ja laktaadi kuhjumisega. Tõenäoliselt on väsimuse areng keeruka iseloomuga, mis on põhjustatud erinevate metaboliitide ja ioonide kontsentratsiooni muutustest, membraanipotentsiaalide suuruse ja erutuvuse muutumisest. Sellest hoolimata on need muutused otseselt või kaudselt seotud glükolüüsi märgatava intensiivistumisega.
Kaudselt saab lihasglükolüüsi aktiivsuse astet suure lihasmassi töö ajal hinnata laktaadi kontsentratsiooni või vere pH määramise teel, kuna prootonite ja laktaadi transport lihaskiust on võrdeline nende moodustumisega. Lisaks leiti oluline seos laktaadi kontsentratsiooni vahel lihaskoes ja veres pärast dünaamilist treeningut. Glükolüüsi aktiivsuse hindamine vere pH ja laktaadi kontsentratsiooni muutuste järgi annab kehtivaid tulemusi ainult suure lihasmassiga töötamisel. Vastasel juhul on laktaadi kontsentratsiooni muutused veres väikesed. Loomulikult ei saa samastada laktaadi kontsentratsiooni veres või vere pH-d glükolüüsi aktiivsusega, kuna osa laktaadist saavad ära kasutada teised koed (maks, süda jne). Seetõttu on kõige objektiivsem meetod glükolüüsi aktiivsuse hindamiseks arvutada rakkudest kogulaktaadi väljund verevoolu ja venoarteriaalse laktaadi erinevuse korrutisena, kuid see on invasiivne meetod, mis ei sobi rutiinseks testimiseks.
Laktaadi- ja/või vesinikioonide kontsentratsiooni muutusi treeningu ajal hinnatakse ka vahetult interstitsiumis või lihaskius endas, kasutades mikrodialüüsi või nõelbiopsia meetodeid ning mitteinvasiivset 1H ja 31P magnetresonantsspektroskoopia meetodit. Kaasaegne mikrodialüüsi tehnoloogia võimaldab hinnata interstitsiaalse keemia dünaamikat vahetult staatilise ja dünaamilise töö käigus. Uuring, milles paralleelselt mõõdeti laktaadisisaldust interstitsiumis ja venoosses veres suureneva koormustesti ajal, näitas nende näitajate sarnast dünaamikat. Veelgi enam, laktaadi kontsentratsioon venoosses veres testi teises pooles ei erinenud laktaadi kontsentratsioonist interstitsiumis 1H ja 31P magnetresonantsspektroskoopia võimaldab ka muutust hinnata vahetult töö käigus, kuid metoodiliste piirangute tõttu. , mõõtmised on võimalikud ainult kohaliku töö käigus.
Kui pikaajalisel tööl (10-30 minutit) konstantsel võimsusel on glükolüüsi aktiivsus madal, siis mõne aja pärast tekib lihasrakus tasakaal glükolüütiliste metaboliitide tootmise ja kasutamise vahel. Suurema võimsuse korral suureneb glükolüütiline aktiivsus ja tasakaal saavutatakse uuel kõrgendatud tasemel. Mingil hetkel toob võimsuse suurenemine kaasa anaeroobsete reaktsioonide aktiivsuse märgatava tõusu: metaboliitide tootmine on suurem kui nende kasutamine. Vesiniku- ja laktaadiioonide kontsentratsioon rakus, interstitsiumis ja veres hakkab konstantsel töövõimsusel pidevalt suurenema. Lõppkokkuvõttes langeb raku pH ülimadalatele väärtustele, lihase kontraktiilsed võimed vähenevad ja inimene on sunnitud keelduma töötamast (säilitades etteantud võimsustaseme).
Need argumendid said kinnitust inimosalistega tehtud katsetes, kui laktaadi ja/või vere pH-d mõõdeti pideva koormusega töötamise ajal. Laktaadi kontsentratsioonid muutuvad esimese 1-4 minuti jooksul kiiresti treeningu alguses. Seejärel jõuab indikaator aeglaselt platoole. Enamik autoreid kasutab empiirilist kriteeriumi, et hinnata, kas see näitaja jõuab platoole: laktaadi kontsentratsiooni tõus alla 0,025-0,05 mmol/l/min perioodil 15. kuni 20. minutini püsiva koormusega testis. Võimsust, mille juures täheldatakse maksimaalset stabiilset olekut verre vabanemise ja glükolüüsiproduktide ärakasutamise vahel (laktaadi kontsentratsiooni sõltuvus tööajast saavutab antud võimsusel platoo), nimetatakse laktaadi maksimaalseks stabiilseks olekuks. Reeglina ei ole võimalik täiesti täpselt valida laktaadi maksimaalse püsiseisundi võimsusele vastavat koormust. Seetõttu tehakse kaks või kolm koormust empiiriliselt valitud võimsusega ja ekstrapoleerimisega määratakse võimsus, mille juures täheldatakse laktaadi kasvu kriitilist kiirust.
Selgus, et populatsiooni keskmine laktaadi kontsentratsioon maksimaalse püsiseisundi juures on 4 mmol/l. Sel juhul võib täheldada üsna suuri kõikumisi (2-7 mmol/l). Maksimaalse püsiseisundi laktaadikontsentratsiooni ja treeningtaseme vahelist seost ei olnud võimalik tuvastada. Siiski on tuvastatud selge seos võimsuse, mille juures laktaadi maksimaalne püsiseisund avaldub, ja aeroobse jõudluse taseme vahel: mida kõrgem on inimese sobivus, seda suurema võimsusega saavutatakse laktaadi maksimaalne püsiseisund. Laktaadi maksimaalne püsiseisund iseloomustab sportlaste treenimise seisukohalt maksimaalset võimsust (liikumiskiirust piki distantsi), mida sportlane suudab säilitada mitukümmend minutit. Sel juhul ei arvestata ülipikki (maratoni) distantse, kus üheks sooritust piiravaks teguriks võib olla süsivesikute varude ammendumine.
Näitajad, mis kaudselt hindavad aeroobset-anaeroobset üleminekut. Hoolimata laktaadi maksimaalse püsiseisundi indikaatori ilmsest prognostilisest tähtsusest, on sellel aeroobse võimekuse hindamise meetodil märkimisväärne puudus - see on töömahukam ja stressirohkem. See seab tõsised piirangud selle testi kasutamisele rutiinse diagnostikavahendina. Arvestades asjaolu, et enamik füsioloogilisi näitajaid muutuvad vastusena koormuse suurenemisele kiiresti - esimese ühe-kahe minuti jooksul, saab järk-järgult suureneva koormusega testis hinnata üleminekut "puhtalt" aeroobselt aeroobselt anaeroobsele ainevahetusele. sammu kestusega 2-3 minutit . Seejärel kasutati samadel eesmärkidel katset pidevalt kasvava koormusega ja sarnase koormuse suurenemise gradiendiga. Paljud autorid on püüdnud välja pakkuda oma kriteeriumid aeroobse-anaeroobse ülemineku võimsuse (hapnikutarbimise) tuvastamiseks. Kõige populaarsemaid kriteeriume aeroobse-anaeroobse ülemineku hindamiseks käsitletakse allpool.
Nagu juba märgitud, on suureneva koormuse test mudel, mis võimaldab teil hinnata kogu füsioloogiliste reaktsioonide ulatust koormustele minimaalsest maksimaalseni. Saadud tulemuste mõistlikuks tõlgendamiseks on vaja ette kujutada, mis juhtub kehas, kui võimsus muutub minimaalsest maksimumini. Eeldatakse, et suureneva koormustesti käigus värvatakse lihaskiud vastavalt Hennemani reeglile. Katse alguses aktiveeritakse minimaalse võimsusega valdavalt I tüüpi lihaskiud. Võimsuse suurenemisega kaasatakse töösse kõrgema lävega mootoriüksused, st. IIA ja II B tüüpi kiud on kaasatud Kuigi inimkatsetes ei saa dünaamilise töö käigus otseselt mõõta, on selle oletuse õigsust kinnitav palju kaudseid tõendeid. Nii ilmnes pideva mõõduka intensiivsusega koormusega veloergomeetril töötamise ajal lihastes glükogeeni ammendumine.