Aerobikas sniegums- tā ir ķermeņa spēja veikt darbu, nodrošinot enerģijas patēriņu tieši darba laikā uzņemtā skābekļa dēļ.
Skābekļa patēriņš fiziskā darba laikā palielinās līdz ar darba smagumu un ilgumu. Bet katram cilvēkam ir robeža, virs kuras nevar palielināties skābekļa patēriņš. Parasti sauc par lielāko skābekļa daudzumu, ko organisms var patērēt 1 minūtē ārkārtīgi smaga darba laikā maksimālais skābekļa patēriņš(IPC). Šim darbam vajadzētu ilgt vismaz 3 minūtes, jo... cilvēks var sasniegt maksimālo skābekļa patēriņu (VO2) tikai trešajā minūtē.
MPK ir aerobās veiktspējas rādītājs. MOC var noteikt, iestatot veloergometra standarta slodzi. Zinot slodzes lielumu un aprēķinot sirdsdarbības ātrumu, MOC līmeņa noteikšanai varat izmantot īpašu nomogrammu. Tiem, kas nenodarbojas ar sportu, MOC vērtība ir 35-45 ml uz 1 kg svara, bet sportistiem, pamatojoties uz specializāciju, 50-90 ml/kᴦ. Augstākais VO2 max līmenis tiek sasniegts sportistiem, kas nodarbojas ar sporta veidiem, kas prasa lielu aerobo izturību, piemēram, garo distanču skriešanā, distanču slēpošanā, ātrslidošanā (garajā distancē) un peldēšanā (garajā distancē). Šajos sporta veidos rezultāts par 60-80% atkarīgs no aerobās veiktspējas līmeņa, ᴛ.ᴇ. Jo augstāks MPC līmenis, jo augstāks sporta rezultāts.
Savukārt KMB līmenis ir atkarīgs no divu funkcionālo sistēmu iespējām: 1) skābekļa apgādes sistēmas, tai skaitā elpošanas un sirds un asinsvadu sistēmas; 2) sistēma, kas izmanto skābekli (nodrošinot skābekļa uzsūkšanos audos).
Skābekļa pieprasījums.
Lai veiktu jebkuru darbu, kā arī lai neitralizētu vielmaiņas produktus un atjaunotu enerģijas rezerves, nepieciešams skābeklis. Skābekļa daudzumu, kas nepieciešams noteikta darba veikšanai, parasti sauc skābekļa pieprasījums.
Izšķir kopējo un minimālo skābekļa patēriņu.
Kopējais skābekļa patēriņš- tas ir skābekļa daudzums, kas ir ārkārtīgi svarīgs visu darbu veikšanai (piemēram, lai noskrietu visu distanci).
Minūtes skābekļa pieprasījums- tas ir skābekļa daudzums, kas nepieciešams konkrēta darba veikšanai jebkurā minūtē.
Minūtes skābekļa patēriņš ir atkarīgs no veiktā darba jaudas. Jo lielāka jauda, jo lielāks ir minūtes pieprasījums. Vislielāko vērtību tas sasniedz nelielos attālumos. Piemēram, skrienot 800 m, tas ir 12-15 l/min, bet skrienot maratonu - 3-4 l/min.
Jo ilgāks darbības laiks, jo lielāks kopējais pieprasījums. Skrienot 800 m ir 25-30 litri, bet skrienot maratonu 450-500 litri.
Tajā pašā laikā pat starptautiskās klases sportistu MOC nepārsniedz 6-6,5 l/min un jāsasniedz tikai līdz trešajai minūtei. Kā organisms šādos apstākļos nodrošina darba izpildi, piemēram, ar minūtes skābekļa patēriņu 40 l/min (100 m skrējiens)? Šādos gadījumos darbs notiek bezskābekļa apstākļos un tiek nodrošināts no anaerobiem avotiem.
Anaerobā veiktspēja.
Anaerobā veiktspēja- tā ir ķermeņa spēja veikt darbu skābekļa trūkuma apstākļos, nodrošinot enerģijas patēriņu no anaerobiem avotiem.
Darbu nodrošina tieši ATP rezerves muskuļos, kā arī ATP anaerobā resintēze, izmantojot CrF, un glikozes anaerobā sadalīšana (glikolīze).
Skābeklis nepieciešams, lai atjaunotu ATP un CrP rezerves, kā arī neitralizētu glikolīzes rezultātā radušos pienskābi. Bet šie oksidatīvie procesi var notikt pēc darba beigām. Jebkura darba veikšanai ir nepieciešams skābeklis, tikai nelielos attālumos organisms strādā uz parāda, atliekot oksidatīvos procesus uz atveseļošanās periodu.
Fiziskā darba laikā radušos vielmaiņas produktu oksidēšanai nepieciešamo skābekļa daudzumu parasti sauc par - skābekļa parāds.
Skābekļa parādu var definēt arī kā starpību starp skābekļa patēriņu un skābekļa daudzumu, ko organisms patērē darba laikā.
Jo lielāks ir minūtes skābekļa patēriņš un īsāks darbības laiks, jo lielāks ir skābekļa parāds procentos no kopējā pieprasījuma. Lielākais skābekļa parāds būs 60 un 100 m attālumos, kur minūtes patēriņš ir aptuveni 40 l/min, un darbības laiks tiek aprēķināts sekundēs. Skābekļa parāds šajos attālumos būs aptuveni 98% no pieprasījuma.
Vidējos attālumos (800 - 3000m) palielinās darbības laiks, samazinās tā jauda, un tāpēc. darba laikā palielinās skābekļa patēriņš. Rezultātā skābekļa parāds procentos no pieprasījuma tiek samazināts līdz 70 - 85%, bet, būtiski palielinoties kopējam skābekļa patēriņam šajos attālumos, tā absolūtā vērtība, mērot litros, palielinās.
Anaerobās veiktspējas rādītājs ir - maksimālais
skābekļa parāds.
Maksimālais skābekļa parāds- tā ir maksimālā iespējamā anaerobo vielmaiņas produktu uzkrāšanās, kam nepieciešama oksidēšanās, pie kuras organisms vēl spēj veikt darbu. Jo augstāks apmācības līmenis, jo lielāks ir maksimālais skābekļa saturs. Tā, piemēram, cilvēkiem, kuri nenodarbojas ar sportu, maksimālais skābekļa parāds ir 4-5 litri, augstas klases sprinteriem tas var sasniegt 10-20 litrus.
Skābekļa parādam ir divas frakcijas (daļas): alaktiskais un laktāts.
Alaktāts parāda daļa aiziet, lai atjaunotu CrP un ATP rezerves muskuļos.
Laktāts frakcija (laktāti - pienskābes sāļi) - lielākā daļa skābekļa parāda. Tas izvada muskuļos uzkrāto pienskābi. Pienskābes oksidēšanās rezultātā veidojas ūdens un oglekļa dioksīds, kas ir organismam nekaitīgi.
Alaktiskā frakcija dominē fiziskajos vingrinājumos, kas ilgst ne vairāk kā 10 sekundes, kad darbs tiek veikts galvenokārt ATP un CrP rezervju dēļ muskuļos. Laktāts dominē ilgākā anaerobā darbā, kad intensīvi norit glikozes anaerobās sadalīšanās (glikolīzes) procesi, veidojoties lielam daudzumam pienskābes.
Sportistam strādājot skābekļa parāda apstākļos, organismā uzkrājas liels daudzums vielmaiņas produktu (galvenokārt pienskābes) un pH pāriet uz skābo pusi. Lai sportists šādos apstākļos veiktu darbu ar ievērojamu jaudu, viņa audi ir jāpielāgo darbam ar skābekļa trūkumu un pH nobīdi. Tas tiek panākts, trenējot anaerobo izturību (īsi ātrgaitas vingrinājumi ar lielu jaudu).
Anaerobā veiktspējas līmenis ir svarīgs sportistiem, darbam
kas ilgst ne vairāk kā 7-8 minūtes. Jo ilgāks darba laiks, jo mazāk anaerobās spējas ietekmē sportisko sniegumu.
Anaerobā metabolisma slieksnis.
Ar intensīvu darbu, kas ilgst vismaz 5 minūtes, pienāk brīdis, kad organisms nespēj apmierināt pieaugošās skābekļa vajadzības. Sasniegtā darba jaudas saglabāšanu un tā tālāku palielināšanu nodrošina anaerobie enerģijas avoti.
Pirmo ATP anaerobās resintēzes pazīmju parādīšanos organismā parasti sauc par anaerobā metabolisma (TAT) slieksni. Šajā gadījumā anaerobie enerģijas avoti tiek iekļauti ATP resintēzē daudz agrāk, nekā organisms izsmeļ spēju nodrošināt skābekli (ᴛ.ᴇ. pirms tas sasniedz savu MIC). Tas ir sava veida "drošības mehānisms". Turklāt, jo mazāk trenēts ķermenis, jo ātrāk tas sāk “apdrošināties”.
PAHO aprēķina procentos no MIC. Neapmācītiem cilvēkiem pirmās anaerobās ATP resintēzes (ANR) pazīmes var novērot, kad tiek sasniegti tikai 40% no maksimālā skābekļa patēriņa līmeņa. Sportistiem, pamatojoties uz viņu kvalifikāciju, PANO ir vienāds ar 50-80% no MOC. Jo augstāks PANO, jo lielākas iespējas organismam veikt smagu darbu, izmantojot aerobos avotus, kas ir enerģētiski izdevīgāki. Šī iemesla dēļ sportistam, kuram ir augsts PANO (65% no MPC un vairāk), ja citi apstākļi ir vienādi, vidējā un garā distancē būs augstāks rezultāts.
Fizisko vingrinājumu fizioloģiskās īpašības.
Kustību fizioloģiskā klasifikācija
(saskaņā ar Farfel B.C.).
I. Stereotipiskas (standarta) kustības.
1. Kvantitatīvās vērtības kustības.
Ciklisks.
Darba pilnvaras: Pārvietošanās veidi:
‣‣‣ maksimums - kustības, ko veic kājas;
‣‣‣ submaksimāls - kustības tiek veiktas ar
‣‣‣ daudz palīdzības no jūsu rokām.
‣‣‣ mērens.
2. Kvalitatīvas nozīmes kustības.
Sporta veidi: Novērtētās īpašības:
Sports un mākslinieciskais spēks;
vingrošana; - ātrums;
Akrobātika; -koordinācija;
Daiļslidošana; - līdzsvars;
Niršana; - elastība;
Freestyle utt. - neatbalstīts;
Izteiksmīgums.
Liela fizisko vingrinājumu grupa tiek veikta stingri nemainīgos apstākļos, un to raksturo stingra kustību nepārtrauktība. Šī ir standarta grupa (stereotipiskas) kustības.Šādi fiziskie vingrinājumi tiek veidoti pēc motora dinamiskā stereotipa principa.
Darot nestandarta kustības nav stingra stereotipa. Sportā ar nestandarta kustībām pastāv zināmi stereotipi - aizsardzības un uzbrukuma tehnikas, bet kustību pamatā ir reakcija uz pastāvīgi mainīgiem apstākļiem. Sportista rīcība ir saistīta ar konkrēta brīža problēmu risināšanu.
3. Aerobo veiktspēju noteicošie faktori
Svarīgākais no visiem aplūkotajiem bioenerģētisko mehānismu parametriem ir aerobo mehānismu jaudas rādītājs - MIC indikators, kas lielā mērā nosaka kopējo fizisko sniegumu. Šī rādītāja devums īpašajā fiziskajā sniegumā cikliskajos sporta veidos, distancēs, sākot no vidējām distancēm, svārstās no 50 līdz 95%, komandu sporta veidos un cīņas mākslā - no 50 līdz 60% vai vairāk. Vismaz visos sporta veidos, pēc A.A. Guminskis (1976), MPC vērtība nosaka t.s "vispārējais treniņu sniegums".
MOC fiziski nesagatavotiem vīriešiem vecumā no 20-30 gadiem vidēji ir 2,5-3,5 l/min jeb 40-50 ml/kg.min (sievietēm par aptuveni 10% mazāk). Izciliem sportistiem (skrējējiem, slēpotājiem utt.) MOC sasniedz 5-6 l/min (līdz 80 ml/kg/min un augstāk). Atmosfēras skābekļa kustība organismā no plaušām uz audiem nosaka šādu ķermeņa sistēmu līdzdalību skābekļa transportēšanā: ārējās elpošanas sistēma (ventilācija), asins sistēma, sirds un asinsvadu sistēma (cirkulācija), organisma skābekļa izmantošanas sistēma. .
Aerobās veiktspējas (AP) palielināšana un uzlabošana (efektivitātes paaugstināšana) treniņa laikā galvenokārt ir saistīta ar ventilācijas sistēmu veiktspējas palielināšanu, pēc tam cirkulāciju un izmantošanu; to iekļaušana nenotiek paralēli un pakāpeniski uzreiz, bet gan heterohroniski: adaptācijas sākumposmā dominē ventilācijas sistēma, tad cirkulācija, bet augstākās sportiskās meistarības stadijā - utilizācijas sistēma (S.N. Kuchkin, 1983, 1986) .
Ģenerālis AP pieauguma lielumu dažādi autori nosaka no 20 līdz 100%, tomēr pētījumi Viskrievijas Valsts fiziskās kultūras akadēmijas fizioloģijas laboratorijā (S.N. Kuchkin, 1980, 1986) parādīja, ka kopējais pieaugums relatīvais MIC rādītājs ir vidēji 1/3 no sākotnējā (ģenētiski noteiktā līmeņa ) - t.i. apmēram 35%. Turklāt sākotnējā treniņa posmā VO2 max pieaugums ir visievērojamākais un sastāda līdz 20% (puse no kopējā pieauguma), sporta pilnveides posmā (II adaptācijas posms) VO2 max/svara pieaugums. palēninās un sastāda aptuveni 10%, un augstākās sporta meistarības stadijā (III adaptācijas posms) pieaugums ir minimāls - līdz 5-7%.
Tādējādi sākotnējais adaptācijas periods ir vislabvēlīgākais aerobo spēju trenēšanai, un šī posma beigas ir svarīgas, lai noteiktu konkrētā sportista izredzes attiecībā uz aerobo sniegumu.
Īsumā apskatīsim galvenās izmaiņas ķermeņa sistēmās, kas ir atbildīgas par skābekļa transportēšanu izturības attīstības laikā.
IN ārējās elpošanas sistēma Pirmkārt, palielinās spēka rezerves - tie ir vitālās kapacitātes, MVL, elpošanas muskuļu spēka un izturības rādītāji. Tādējādi augsti kvalificētiem peldētājiem un akadēmiskajiem airētājiem vitālās jaudas rādītāji var sasniegt 8-9 litrus, bet MVL – līdz 250-280 l/min un augstāk. Jaudas rezerves ir pirmā ešelona rezerves, un tās tiek iekļautas maiņstrāvas palielinājumā jau adaptācijas sākumposmā. Tāpēc visi iesācēji sportisti un vispārējā sagatavošanās perioda sākumā var droši ieteikt dažādus elpošanas vingrinājumus, kas veicinās labāku aerobo adaptāciju.
Vēlākos adaptācijas posmos uzlabojas spēja mobilizēt spēka rezerves, vēlāk palielinās ārējās elpošanas efektivitāte (efektivitāte) (S.N. Kuchkin, 1983, 1986, 1991). Tādējādi meistarīgi sportisti smaga darba laikā var izmantot vitālo kapacitāti par 60-70% (pret 30-35% iesācējiem). Skābeklis no ieelpotā gaisa tiek absorbēts efektīvāk (pēc skābekļa izmantošanas koeficienta, ventilācijas ekvivalenta utt.), kas nodrošina augstas MIC vērtības ar ventilāciju “tikai” 100-120 l/min un zemu elpošanas ātrumu. To veicina arī mehānismi efektīvākam darbam. audu iznīcināšanas sistēmas skābekļa darba muskuļos, kas var izmantot gandrīz 100% no tiem piegādātā skābekļa.
IN asins sistēma Parasti sarkano asins šūnu un hemoglobīna saturs nepalielinās. Bet cirkulējošo asiņu apmaiņas palielināšanās (galvenokārt plazmas dēļ), ts rašanās hemokoncentrācija(palielinās hemoglobīna saturs, jo daļa plazmas izdalās audos), kā rezultātā darbības laikā cirkulējošās asinīs ir par 10-18% vairāk hemoglobīna, kas izraisa t.s. asins skābekļa kapacitāte.
Izturības attīstības laikā notiek būtiskas izmaiņas asinsrites sistēma - sirds un asinsvadu sistēma. Pirmkārt, tas ietekmē jaudas rezervju palielināšanos - sirds darbību (sistoliskais tilpums var sasniegt 180-210 ml, kas ar efektīvu sirdsdarbības ātrumu 180-190 sitieni/min var dot IOC 32-38 litrus/min ). Tas ir saistīts ar obligātu kopējā sirds tilpuma palielināšanos no 750 ml līdz 1200 ml vai vairāk, ko izraisa darba hipertrofija un tonogēna sirds dobumu paplašināšanās (paplašināšanās).
Regulēšanas mehānismu rezerves sastāv no miera bradikardijas un relatīvās darba bradikardijas veidošanās, veicot aerobo darbu. Salīdziniet: pulsa rezerve trenētiem cilvēkiem ir: , bet netrenētiem cilvēkiem tā ir:
. Tas ir, pulsa izteiksmē vien rezerve ar treniņu būs 164%.
Vēl viens svarīgs regulēšanas mehānisms: daudz vairāk asiņu iziet caur strādājošo muskuļu traukiem trenētiem cilvēkiem un nestrādājošos muskuļos. V.V. Vasiļjeva (1986) parādīja, ka tas ir saistīts ar izmaiņām asinsvadu lūmenā attiecīgajos muskuļos. Uzlabošana pārstrādes sistēmas lielā mērā saistīts ar izmaiņām darba muskuļos: lēno muskuļu šķiedru skaita palielināšanās ar aerobiem enerģijas ražošanas mehānismiem; sarkoplazmas tipa darba hipertrofija un mitohondriju skaita palielināšanās; ievērojami augstāka kapilarizācija un līdz ar to lielāka skābekļa padeve; būtiskas aerobās bioķīmiskās izmaiņas muskuļos (paaugstinot aerobā mehānisma kapacitāti un jaudu, palielinoties oksidatīvā metabolisma enzīmu saturam un aktivitātei 2-3 reizes, palielinoties mioglobīna saturam 1,5-2 reizes, kā arī kā glikogēns un lipīdi par 30-50% utt.).
Tādējādi izturības treniņš rada šādus galvenos funkcionālos efektus:
Visu aerobās enerģijas padeves mehānisma kvalitatīvo un kvantitatīvo rādītāju paaugstināšana un uzlabošana, kas izpaužas maksimāli aerobā darba laikā.
Organisma darbības efektivitātes paaugstināšana, kas izpaužas izmaksu samazināšanā uz vienu darba vienību un mazākās funkcionālās izmaiņās pie standarta slodzēm (pulss, ventilācija, laktāts u.c.).
Pretestības palielināšana – organisma spēja pretoties izmaiņām ķermeņa iekšējā vidē, saglabājot homeostāzi, kompensējot šīs izmaiņas.
Termoregulācijas uzlabošana un energoresursu rezervju palielināšana.
Motoro un veģetatīvo funkciju koordinācijas efektivitātes paaugstināšana ar tiešu regulēšanu, izmantojot nervu un humorālos mehānismus.
Aerobās veiktspējas ierobežojumi ir saistīti ar zemu skābekļa piegādes ātrumu muskuļiem, nepietiekamu muskuļu difūzijas spēju un oksidatīvo potenciālu, kā arī pārmērīgu anaerobās glikolīzes metabolītu uzkrāšanos.
Skābekļa piegādes un izmantošanas sistēma ir diezgan sarežģīta un ietver vairākus posmus. Nav brīnums, ka nav iespējams identificēt vienu, “galveno” iemeslu, ierobežojot dažādu funkcionālās sagatavotības līmeņu cilvēku aerobo veiktspēju. Aerobo veiktspēju ierobežojošu faktoru noteikšanas problēma kļūst īpaši aktuāla, ja runa ir par augsti trenētiem sportistiem, kuri strādā ar ārkārtēju spriedzi muskuļu aktivitātes autonomā atbalsta sistēmās.
Pašlaik visbiežāk izmantotais parametrs, kas raksturo aerobo veiktspēju, ir MOC. Tajā pašā laikā tas ir daudzkārt pierādīts sporta rezultāti garās distancēs (darbs ilgst vairāk par 3-4 minūtēm) ir atkarīgi no PANO līmenī attīstītās jaudas.
Pieaugot treniņam, palielinās strādājošo muskuļu laktāta izmantošanas ātrums, ko pavada laktāta koncentrācijas samazināšanās asinīs. Tādējādi, jo augstāka ir sportista aerobā kapacitāte, jo mazāks ir anaerobās glikolīzes devums, atsakoties no darba pārbaudes laikā ar pieaugošu slodzi. No tā izriet, ka iespējama situācija, kad skābekļa patēriņš ANSP līmenī ļoti tuvojas maksimālajai vērtībai (MIC).
Pieņemot, ka īpatnējais skābekļa patēriņš (skābekļa patēriņš dalīts ar muskuļu masu) tuvojas maksimālajai vērtībai, tad tālāku skābekļa patēriņa (darba jaudas) pieaugumu var panākt, tikai palielinot aktīvo muskuļu masu. Ir loģiski pieņemt, ka visefektīvākais veids šajā gadījumā ir palielināt skābekļa patēriņu, palielinot muskuļu šķiedru apjomu ar augstu oksidatīvo spēju, tas ir, galvenokārt I tipa šķiedras (lēnās muskuļu šķiedras).
Šie apsvērumi liecināja, ka PANO galvenokārt jābūt atkarīgam no I tipa šķiedru kopējā apjoma muskuļos, tas ir, lēnām muskuļu šķiedrām.
Secinājumi:
- Strādājot ar nelielu muskuļu masu (piemēram, pagarinot kāju pie ceļa locītavas), slodzes palielināšanās vienmēr noved pie proporcionālas darba muskuļu asins piegādes un skābekļa patēriņa palielināšanās organismā. Lielas muskuļu masas darba gadījumā (piemēram: strādājot uz veloergometra) dažiem cilvēkiem, sasniedzot maksimālo jaudu, organisma skābekļa patēriņš un asins piegāde strādājošajam muskulim sasniedz plato, un perifērie mehānismi nesasniedz. ietekmēt šo efektu.
- Strādājot ar lielu muskuļu masu, jauda, pie kuras samazinās asins apgāde strādājošajam muskulim, sakrīt ar anaerobās vielmaiņas slieksni, tomēr pusei trenēto cilvēku anaerobās glikolīzes pastiprināšanās notiek bez asins piegādes samazināšanās.
- Augsti kvalificētiem izturības sportistiem tika konstatēta negatīva korelācija (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).
- Sportistiem, trenējot izturību, strādājot ar lielu muskuļu masu (piemēram: strādājot uz veloergometra), skābekļa patēriņš PANO līmenī korelē (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).
- Zemas intensitātes spēka treniņš (50% no maksimālā brīvprātīgā spēka) bez relaksācijas izraisa pārsvarā I tipa (lēnu) muskuļu šķiedru lieluma palielināšanos. Tādējādi šī treniņu tehnika dod iespēju vēl vairāk paaugstināt aerobo veiktspēju (skābekļa patēriņš ANNO līmenī) sportistiem ar zemu laktāta koncentrāciju pie maksimālās aerobās slodzes.
Informācijas avots: pamatojoties uz Popova D.V. materiāliem. (2007)
ANEAEROBĀS DARBĪBAS ANALĪZES PAMATI Novērtējot dažādu enerģijas ražošanas sistēmu darbības veiktspēju, ir svarīgi saprast atšķirību starp sistēmas jaudu un jaudu. Enerģijas jauda ir kopējais enerģijas daudzums, kas tiek izmantots darba veikšanai un tiek saražots noteiktā energosistēmā. Sistēmas enerģijas jauda ir maksimālais ATP enerģijas daudzums, ko noteiktā energosistēma ģenerē zem slodzes laika vienībā.
ENERĢIJAS VEIDOŠANĀS METABOLISKIE PROCESI UN TO INTEGRĀCIJA □ Kreatīnfosfokināze (alaktāts) - momentāns ATP papildināšanas mehānisms (ATP-Cr. F sistēma); ATP reģenerācija no ATP-Cr sistēmas. F caur kreatīnkināzes un adenilāta kināzes ceļiem neizraisa laktāta veidošanos un tiek saukts par alaktisku. □ Glikolītisks, laktāts (glikogēna pārvēršanas sistēma laktātā) ir adenozīna difosfāta (ADP) fosforilēšanās glikogenolīzes un glikolīzes ceļā, noved pie laktāta veidošanās, un to sauc par laktātu. ATP enerģijas ģenerēšana šajos procesos notiek, neizmantojot skābekli, un tāpēc to definē kā anaerobās enerģijas ražošanu.
Augstas intensitātes anaerobs darbs var izraisīt 1000 reižu pieaugumu glikolīzes ātrumā salīdzinājumā ar miera stāvokli. ATP papildināšana maksimāli ilgstošas slodzes laikā netiek panākta tikai ar vienu enerģijas ražošanas sistēmu, bet drīzāk ir koordinētas vielmaiņas reakcijas rezultāts, kurā visas enerģētikas sistēmas dod atšķirīgu jaudu.
PRAKTISKĀS PIEEJAS Ir iespējams izmērīt maksimālo darbības veiktspēju laika posmā no dažām sekundēm līdz gandrīz 90 sekundēm. Ar šādu darba ilgumu ATP resintēze galvenokārt ir atkarīga no alaktiskā un laktāta anaerobajiem ceļiem. Vienkāršus anaerobās enerģijas patēriņa aprēķinus var iegūt no testu rezultātiem, ko, ja iespējams, papildina ar bioķīmiskiem vai fizioloģiskiem.
1. Tiek pieņemts, ka muskuļu ATP rezerves atbalsta tikai dažas kontrakcijas, un tās var labāk novērtēt pēc muskuļu spēka un maksimālās momentānās jaudas mērījumiem. 2. Tiek pieņemts, ka maksimālais vingrinājums, kas ilgst vairākas minūtes vai ilgāk, galvenokārt ir aerobs un prasa informāciju par aerobo metabolismu. Ja nepieciešams apkopot datus par sportistu īpašā snieguma anaerobajiem komponentiem, kuri veic sporta veidus, kuros maksimālās piepūles ilgums ir aptuveni 2 minūtes vai nedaudz vairāk, ir jāņem vērā mijiedarbība.
ĪSTERMIŅA ANAEROBĀ DARBA SPĒJA Šo komponentu definē kā kopējo darba jaudu maksimālā jaudas slodzes laikā līdz 10 s. To var uzskatīt par alaktiskās anaerobās veiktspējas mērauklu, ko nodrošina galvenokārt muskuļu ATP koncentrācija, ATP-Cr sistēma. F un nedaudz anaerobā glikolīze. Augstākā darba produktivitāte sekundē procesā
VIDĒJA ANAEROBĀ DARBA IZPILDE Šī sastāvdaļa ir definēta kā kopējais darba apjoms maksimālajā vingrošanas periodā līdz 30 s. Šādos apstākļos darba veiktspēja ir anaeroba ar galveno laktāta (apmēram 70%), ievērojamām alaktiskām (apmēram 15%) un aerobo (apmēram 15%) sastāvdaļām. Darba jaudu testa pēdējo 5 s laikā var uzskatīt par netiešu laktāta anaerobās jaudas novērtējumu.
NEPĀRTRAUKTA ANAEROBĀ DARBA VEIKŠANA Definēts kā kopējais darba apjoms maksimālās darba slodzes laikā līdz 90 s. Raksturo darba ilguma robežu, pēc kuras var novērtēt sportistu energoapgādes sistēmas anaerobo kapacitāti. Šo testu priekšrocības ir tādas, ka tie ļauj novērtēt anaerobo sistēmu kopējo darbības veiktspēju, ja tām tiek izvirzītas maksimālas prasības, un kvantitatīvi noteikt darbības veiktspējas samazināšanos no vienas testa daļas uz nākamo (piemēram, pirmajām 30 sekundēm pretstatā). pēdējie 30
VECUMS, DZIMUMS UN MUSKUĻU MASA Zēnu un meiteņu augšanas laikā anaerobā veiktspēja pieaug līdz ar vecumu. Šāda veida veiktspējas maksimālās vērtības tiek sasniegtas vecumā no 20 līdz 29 gadiem, un tad sākas tā pakāpeniska samazināšanās. Samazinājums līdz ar vecumu vīriešiem un sievietēm ir vienāds. Šķiet, ka šis samazinājums ir gandrīz lineārs ar vecumu, sasniedzot 6% desmitgadē. Vīrieši 10, 30 un 90 sekunžu maksimālajos testos veic labākus rezultātus nekā sievietes, un darba apjoms uz kilogramu ķermeņa svara sievietēm ir aptuveni 65% no darba atdeves uz kilogramu ķermeņa svara vīriešiem. Līdzīgi
Maksimālais sniegums ir saistīts ar: anaerobo ķermeņa izmēru, īpaši muskuļu masu. Dažas vecuma un dzimuma atšķirības maksimālajā anaerobajā veiktspējā ir vairāk saistītas ar muskuļu masas izmaiņām, nevis citiem faktoriem.
STRUKTURĀLIE UN FUNKCIONĀLIE FAKTORI, KAS IETEKMĒ ANAEROBĀS DARBĪBAS. Muskuļu struktūra un šķiedru sastāvs Muskuļu struktūrai ir būtiska nozīme jaudas līmenī un darba apjomā, ko tā var radīt. Aktīna un miozīna pavedienu polimerizācijas pakāpe, to izvietojums, sarkomēra garums, muskuļu šķiedru garums, muskuļu šķērsgriezuma laukums un kopējā muskuļu masa ir strukturālie elementi, kas, šķiet, veicina muskuļu veiktspēju anaerobos apstākļos, jo īpaši attiecībā uz absolūtu darba veiktspēju. Saikne starp muskuļu šķiedru sastāvu un anaerobo veiktspēju nav vienkārša. Sportistiem, kuri specializējas anaerobos sporta veidos vai sporta veidos, kuriem nepieciešama liela anaerobā jauda un kapacitāte, ir lielāks ātrās saraušanās šķiedru (FTF) īpatsvars. Jo vairāk BS šķiedru vai lielāku platību tās aizņem, jo augstāka ir spēja attīstīties 1
2. SUBSTRĀTA PIEEJAMĪBA Enerģijas atdeve maksimālai slodzei ļoti īsu laiku galvenokārt ir izskaidrojama ar endogēno ar enerģiju bagāto fosfagēnu sadalīšanos, taču šķiet (vismaz cilvēkiem), ka maksimālas slodzes radīšana pat ļoti īsu laika periodu ko nodrošina vienlaicīga CP un glikogēna sadalīšanās. Kr. krājumu izsīkšana. F ierobežo anaerobo veiktspēju pie maksimālās jaudas un ļoti īslaicīgas slodzes. Bet galvenā loma Kr. Ph muskuļos ir bufera loma starp ATP un ADP koncentrācijām.
3. REAKCIJAS PRODUKTU UZKRĀŠANA Anaerobā glikolīze norisinās ar ļoti īsu nokavēšanos pēc muskuļu kontrakcijas sākuma un to pavada laktāta uzkrāšanās un attiecīgi ūdeņraža jonu (H+) koncentrācijas palielināšanās ķermeņa šķidrumos. Muskuļu laktāta koncentrācija ievērojami palielinās pēc īslaicīgas fiziskas slodzes un izsīkuma laikā var sasniegt aptuveni 30 mmol kg-1 mitrā svara. Muskuļu bufera sistēmas veido daļēju buferi ūdeņraža joniem. Piemēram, muskuļu bikarbonāta koncentrācija samazinās no 100 mmol L-1 šķidrās barotnes
Tomēr muskuļi nevar ilgstoši buferizēt radītos ūdeņraža jonus, un p. Muskulis H samazinās no 7,0 pirms slodzes līdz 6,3 pēc maksimālās slodzes, izraisot spēku izsīkumu. Upes samazināšanās Sarkoplazmatiskais H izjauc Ca 2+ mijiedarbību ar troponīnu, kas ir nepieciešams kontrakcijas attīstībai un izskaidrojams ar ūdeņraža jonu (H+) konkurenci par kalcija saistīšanās vietām. Tādējādi aktomiozīna šķērstiltu veidošanās biežums samazinās, samazinoties p. H un arī samazinās enerģijas sintēzes un sadalīšanās ātrums (pēc atgriezeniskās saites principa un katalizatoru un enzīmu darbības traucējumu dēļ) Paaugstinās spēja pretoties acidozei
METABOLISKO CEĻU EFEKTIVITĀTE Nosaka enerģijas procesa izvēršanas ātrums. Kreatīnkināzes reakcijas ātrumu nosaka kreatīnkināzes aktivitāte. Kuru aktivitāte palielinās līdz ar ATP samazināšanos muskuļos un ADP uzkrāšanos. Glikolīzes intensitāti var stimulēt vai aizkavēt dažādi signāli (hormoni, joni un metabolīti). Glikolīzes regulēšanu lielā mērā nosaka divu enzīmu: fosfofruktokināzes (PFK) un fosforilāzes katalītiskās un regulējošās īpašības. Kā minēts iepriekš, augstas intensitātes vingrinājumi izraisa pārmērīgu H+ pieaugumu un strauju p samazināšanos. N muskuļi. Amonjaka, kas ir adenozīna 5"-monofosfāta (AMP) deaminācijas atvasinājums, koncentrācija skeleta muskuļos palielinās maksimālas slodzes laikā. Šis pieaugums ir vēl izteiktāks cilvēkiem ar augstu BS šķiedru procentuālo daudzumu. Tomēr amonjaks ir atzīts par PPA aktivatoru un var radīt buferi dažām intracelulārā pH izmaiņām.In vitro pētījumi ir parādījuši, ka fosforilāze un PPK tiek gandrīz pilnībā inhibēti, kad pH līmenis tuvojas 6,3.Šādos apstākļos ATP resintēzes ātrums ir ievērojami jāsamazina , tādējādi mazinot spēju turpināt veikt mehānisko darbu anaerobā ceļa dēļ
Atkarīgs no muskuļu šķiedru kvalitātes un daudzuma: BS šķiedras ir bagātas ar ATP, CK un glikolītiskiem enzīmiem, salīdzinot ar lēnām raustīšanās šķiedrām. No šī kopsavilkuma ir skaidrs, ka treniņš palielina anaerobo veiktspēju, jo lielākā daļa ierobežojošo faktoru pielāgojas to mijiedarbībai, reaģējot uz augstas intensitātes treniņiem.
MUSKUĻU RAKSTUROJUMS, KAS NEPIECIEŠAMS, LAI SASNIEGTU AUGSTU ANEAEROBĀS IZPILDES LĪMENI UN AUGSTAS INTENSITĀTES TRENIŅA IETEKMES REZULTĀTI UZ TO NOTEIKŠAJIEM INDIKATORIEM Muskuļu veiktspējas raksturlielumi A. te lpp. N izsīkuma gadījumā BS šķiedru īpatsvars BS šķiedru piesaiste CK aktivitāte Fosforilāzes aktivitāte FFK aktivitāte Jā Iespējams nē Iespējams jā Iespējams nē jā jā jā, iespējams jā jā jā Treniņu ietekme = vai = vai ↓ = = vai
SKĀBEKĻA PIEGĀDES SISTĒMA Ja visi pārējie faktori ir vienādi, skābekļa padeves un izmantošanas sistēmas, iespējams, ļoti būtiski veicina maksimālo darbības veiktspēju 90 sekunžu vai ilgākas slodzes laikā. Acīmredzot, jo ilgāka slodze, jo lielāka ir oksidatīvās sistēmas nozīme. Īsāka ilguma maksimālās slodzes apstākļos skābekļa padeves sistēma nedarbosies maksimālajā līmenī un oksidatīvie procesi darba beigu daļā
Strādājot ar maksimālās intensitātes slodzi, kas ilgst no 60 līdz 90 s, tiks pārvarēts ar darba sākumu saistītais skābekļa deficīts un substrātu oksidēšanās mitohondrijās darba beigās izraisīs aerobo procesu īpatsvara palielināšanos. darba energoapgādē. Šajā gadījumā vidēja ilguma apstākļos priekšroka būs personām, kuras spēj ātri mobilizēt skābekļa piegādes un izmantošanas sistēmas un kurām ir attiecīgi augsts aerobiskais spēks.
MANTOJUMS Šobrīd ir noskaidrots, ka indivīda genotips lielā mērā nosaka priekšnoteikumus augstam aerobajam spēkam un izturības kapacitātei, kā arī augstam vai zemam reakcijas līmenim uz treniņiem. Mēs zinām daudz mazāk par anaerobās veiktspējas iedzimtību. Īstermiņa anaerobā darba veiktspējai (pamatojoties uz 10 sekunžu maksimālo darba veiktspēju veloergometrā) bija ievērojama ģenētiskā ietekme aptuveni 70%, kad dati tika izteikti uz kilogramu liesās masas. Nesen tika analizēti vairāki Japānā un Austrumeiropā veikti sprinta pētījumi, kuros iesaistīti dvīņi un viņu ģimenes. Sprinta veiktspējas pārmantojamības aplēses svārstījās no 0,5 līdz 0,8. Šie dati liecina, ka indivīda genotips būtiski ietekmē īstermiņa anaerobā darba veiktspēju. Pagaidām nav ticamu pierādījumu par iedzimtības lomu ilgtermiņa anaerobā darba izpildē. No otras puses, mēs nesen esam ieguvuši pierādījumus par ģenētisko ietekmi uz šķiedru veidu izplatību un
TRENIŅI Treniņi palielina jaudu un kapacitāti īstermiņa, vidēja un ilgstoša anaeroba darba laikā. Treniņu reakcijas (trenējamības) izmaiņas konkrētam anaerobās apmācības režīmam ir plaši pētītas. Reakcija uz īstermiņa anaerobās veiktspējas apmācību nebija būtiski atkarīga no indivīdu genotipa, savukārt reakciju uz ilgtermiņa anaerobās veiktspējas apmācību lielā mērā noteica ģenētiskie faktori. Apmācāmību kopējā 90 sekunžu darba izpildē raksturoja ģenētiskā ietekme, kas veidoja aptuveni 70% no svārstībām, reaģējot uz apmācību. Šie dati ir ļoti svarīgi treneriem. Pamatojoties uz testu rezultātiem, ir vieglāk atrast talantīgus cilvēkus īslaicīgam anaerobam darbam, nevis ilgstošam anaerobam darbam. AR
Aerobā izturība- tā ir spēja ilgstoši veikt (zemu darbu) un pretoties nogurumam. Precīzāk, aerobo izturību nosaka laktāta slieksnis. Jo augstāks ir , jo lielāka ir aerobā izturība.
Aerobais slieksnis ir ķermeņa maksimālās aerobās kapacitātes punkts, kuru sasniedzot, ar veidojumu sāk strādāt anaerobie “enerģijas kanāli”. Tas notiek, kad sasniedzat aptuveni 65% no maksimālā sirdsdarbības ātruma, kas ir aptuveni 40 sitieni zem anaerobā sliekšņa.
Aerobikas izturība ir sadalīta veidos:
- Īss - no 2 līdz 8 minūtēm;
- Vidēji - no 8 līdz 30 minūtēm;
- Ilgi - no 30 vai vairāk.
Aerobā izturība tiek trenēta, izmantojot nepārtrauktu un.
- Pastāvīga apmācība palīdz pilnveidoties;
- Intervālu treniņš ir nepieciešams, lai uzlabotu sirds muskuļu darbību.
Pamatraksts par aerobo izturības treniņu:
Aerobās kapacitātes mērīšanas metodes
Diemžēl nav iespējams tieši novērtēt kopējo resintezēto daudzumu aerobo reakciju dēļ strādājošajos muskuļos un pat atsevišķā muskuļos. Tomēr ir iespējams izmērīt indeksu, kas ir proporcionāls aerobās reakcijās atkārtoti sintezētā ATP daudzumam.
Lai netieši novērtētu ATP resintēzes ātrumu muskuļu darba laikā, tiek izmantotas šādas galvenās metodes:
- tieša skābekļa patēriņa mērīšana;
- netiešā kalorimetrija;
- 1H un 31P magnētiskās rezonanses spektroskopija;
- pozitronu emisijas tomogrāfija;
- infrasarkanā spektrometrija.
Jāatzīmē, ka šeit ir atzīmētas tikai populārākās metodes, kas tiek izmantotas enerģijas pētīšanai muskuļu darba laikā.
Tieša skābekļa patēriņa mērīšana. Skābekļa patēriņš (OC) ir vienāds ar asins plūsmas un arteriovenozās skābekļa starpības produktu noteiktā apgabalā. Vietējo asins plūsmu pētāmajā apgabalā nosaka ar termoatšķaidīšanas, etiķetes atšķaidīšanas vai ultraskaņas metodēm. Parasti Fika metodi izmanto, lai noteiktu PC atsevišķā darba muskulī (piemēram, izolētā preparātā) vai atsevišķā zonā (piemēram, kāju audos). Tā ir šīs metodes priekšrocība. Metodes trūkumi ir invazivitāte un ievērojama metodiskā sarežģītība mērījumu veikšanā, kas saistīta gan ar artēriju un vēnu kateterizācijas procedūru, gan ar metodiskām grūtībām lokālās asinsrites un gāzes spriedzes noteikšanā asins paraugos. Turklāt, ja mērījumi netiek veikti izolētam preparātam, tad jāņem vērā, ka analizētās venozās asinis nāk ne tikai no strādājoša muskuļa, bet arī no neaktīviem audiem, kas var izkropļot reālos rezultātus. Neskatoties uz to, PC noteikšana pēc Fīka tiek aktīvi izmantota maksimālajos testos lokālā darba laikā (piemēram, pagarinot kāju pie ceļa locītavas) un strādājot ar lielu muskuļu masu (veloergometrija).
Netiešā kalorimetrija (ieelpotā un izelpotā gaisa gāzu analīze). Kopējais PC ir proporcionāls kopējam ATP daudzumam, kas atkārtoti sintezēts oksidācijas reakciju dēļ organismā. PC aprēķina kā plaušu ventilācijas indikatora reizinājumu, kas normalizēts līdz standarta apstākļiem, ar starpību starp skābekļa proporciju ieelpotajā un izelpotajā gaisā. Aprēķinot elpošanas koeficientu (izdalītā oglekļa dioksīda attiecību pret patērēto skābekli), var noteikt, kurš substrāts tiek izmantots oksidēšanā. Pēc tam, izmantojot skābekļa kaloriju ekvivalentu, var aprēķināt enerģijas daudzumu, ko organisms iegūst, oksidējot doto substrātu.
Šīs metodes priekšrocība ir tās neinvazivitāte, lietošanas vienkāršība un iespēja veikt mērījumus gandrīz jebkura veida muskuļu aktivitātēs. Līdz ar pārnēsājamo gāzes analizatoru parādīšanos metodes izmantošanas iespējas ir ievērojami paplašinājušās. Gāzes analīzes trūkumi ir šādi. Izmantojot netiešo kalorimetriju, ir iespējams novērtēt PC un enerģijas patēriņu tikai visam organismam.
Tas nozīmē, ka nav iespējams noteikt, cik daudz skābekļa tiek izmantots aktīvo muskuļu, sirds, elpošanas muskuļu un citu audu darbināšanai. Šis uzdevums kļūst īpaši aktuāls, strādājot, kurā tiek iesaistīta neliela muskuļu masa. Šajā gadījumā skābekļa patēriņš sirds un elpošanas muskuļos var dot būtisku ieguldījumu kopējā skābekļa patēriņā.
1H un 31P magnētiskās rezonanses spektroskopija. Metodes pamatā ir ūdeņraža atomu kodolu elektromagnētiskās reakcijas mērīšana uz to ierosmi ar noteiktu elektromagnētisko viļņu kombināciju nemainīgā augstas intensitātes magnētiskajā laukā. Metode ļauj neinvazīvi novērtēt ūdeņraža jonu, neorganiskā fosfora, kreatīna fosfāta, ATP un dezoksimioglobīna koncentrācijas izmaiņas noteiktā pētāmā audu apgabalā. Šī metode ir standarts makroerga enerģijas izmaiņu novērtēšanai gan atpūtas apstākļos, gan fiziskās aktivitātes laikā. Dažos apstākļos kreatīna fosfāta koncentrācijas izmaiņas ir tieši proporcionālas aerobo ATP sintēzei. Tāpēc šī metode tiek aktīvi izmantota, lai novērtētu aerobo metabolismu.
Šobrīd, izmantojot šo metodi, tiek izolēts arī deoksigenētā mioglobīna koncentrācijai proporcionāls signāls un aprēķināts skābekļa parciālais spiediens mioplazmā. Skābekļa daļējā spiediena izmaiņas un šī indikatora absolūtā vērtība raksturo izmaiņas skābekļa padeves attiecībā pret mitohondriju/skābekļa izmantošanu mitohondrijā un skābekļa piegādes sistēmas darbības atbilstības kritēriju. uz mitohondrijiem. Neraugoties uz metodes neapšaubāmajām priekšrocībām, tās izmantošanu būtiski ierobežo iekārtas ļoti augstās izmaksas un ierīces apjomīgums, kā arī mērījumu laikā radītais spēcīgais magnētiskais lauks.
Pozitronu emisijas tomogrāfija. Metodes pamatā ir gamma staru pāra reģistrēšana, kas rodas pozitronu iznīcināšanas laikā. Pozitroni rodas radioizotopa pozitronu beta sabrukšanas rezultātā, kas ir daļa no radiofarmaceitiskā līdzekļa, kas tiek ievadīts organismā pirms pētījuma. Izmantojot īpašu skeneri, tiek uzraudzīta bioloģiski aktīvo savienojumu izplatība organismā, kas iezīmētas ar īslaicīgiem radioizotopiem. Lai novērtētu audu skābekļa patēriņu, tiek izmantota gāzes maisījuma elpošana ar marķētu skābekļa molekulu - O 2. Skābekļa patēriņu strādājošiem muskuļiem aprēķina kā skābekļa koncentrācijas arteriālajās asinīs, reģionālā ekstrakcijas koeficienta un reģionālā perfūzijas koeficienta reizinājumu. Metodes ierobežojumi ir saistīti ar skenera un radioizotopu ražošanai nepieciešamās ierīces ciklotrona augstajām izmaksām.
Infrasarkanā spektrometrija. Metode ir balstīta uz faktu, ka bioloģiskie audi ir gaismas caurlaidīgi infrasarkano staru tuvumā. Gaismas avots un uztvērējs atrodas uz ķermeņa virsmas 3-5 cm attālumā.Vidējais gaismas iespiešanās dziļums būs vienāds ar pusi attāluma starp tiem. Skābekļa un deoksigenētā hemoglobīna koncentrācijas izmaiņas izmērītajos audos (muskuļos) var aprēķināt, izmantojot dažādus viļņu garumus infrasarkanajā reģionā (600-900 nm), pie kuriem gaismu pārsvarā absorbē ar skābekli vai deoksigenēts hemoglobīns un mioglobīns. Tā kā hemoglobīna koncentrācija ir vairākas (4-5) reizes lielāka nekā mioglobīna koncentrācija, galvenās izmaiņas, kas reģistrētas, izmantojot šo metodi, galvenokārt būs saistītas ar izmaiņām hemoglobīna piesātināšanā ar skābekli. Ierakstītais signāls saturēs informāciju par kopējām skābekļa izmaiņām visos audos, kas atrodas mērījumu zonā.
Pieņemot nemainīgu lineāro asins plūsmas ātrumu vai bez asins plūsmas (oklūzijas), deoksigenētā hemoglobīna koncentrācijas izmaiņas būs tieši proporcionālas PC izmaiņām izmērītajā apgabalā. Summējot skābekļa un deoksigenētā hemoglobīna koncentrācijas izmaiņas, var aprēķināt hemoglobīna koncentrācijas izmaiņas. Šis indikators atspoguļo asins piegādi izmērītajā zonā. Metode ļauj arī aprēķināt kopējo audu skābekļa indeksu - skābekļa hemoglobīna attiecību pret kopējo - izteiktu procentos.
Infrasarkanās spektrometrijas priekšrocības ietver neinvazivitāti, lietošanas ērtumu un iespēju veikt mērījumus gandrīz jebkura veida fiziskās aktivitātēs gan laboratorijas, gan lauka apstākļos, izmantojot pārnēsājamas ierīces. Metodes trūkums ir integrēts mērījumu zonā esošo audu skābekļa novērtējums. Piemēram, ievērojams ādas un tauku slānis var ievērojami izkropļot signālu no aktīvajiem muskuļu audiem.
Vingrinājumu testi aerobās spējas pētīšanai
Lai noteiktu ķermeņa aerobās spējas laboratorijas apstākļos, tiek izmantota reālas muskuļu aktivitātes simulācija - slodzes testi. Šo testu galvenajām prasībām jābūt uzticamībai, informācijas saturam un specifikai. Pēdējā prasība ir īpaši svarīga, jo, izvēloties testu, ir nepieciešams, lai izmantotajā vingrinājumā būtu iesaistītas tās pašas muskuļu grupas kā sacensību kustībā, kā arī tiktu izmantots kustības modelis, kas ir pēc iespējas tuvāks reālajiem apstākļiem (sacensību kustība). . Piemēram, skrējējs ir jāpārbauda, skrienot uz skrejceļa, bet airētājs, strādājot uz speciāla airu ergometra. Pārbaudē uz veloergometra (kāju darbs) nav jēgas noteikt peldētāja vispārējo fizisko sagatavotību, savukārt galvenie darba muskuļi šajā pasākumā ir roku un rumpja muskuļi.
Visi testi, ko izmanto muskuļu aktivitātes fizioloģijā, ir saistīti ar fizioloģisko reakciju mērīšanu, reaģējot uz noteiktu vai izvēlētu slodzi. Jebkura fizioloģiskā rādītāja pieaugumā, reaģējot uz slodzes palielināšanos, ir straujas izaugsmes stadija (0,5-2 min), lēna pieauguma stadija (kvazilīdzsvara stāvoklis) un indikatora stadija, kas sasniedz patiesu līdzsvara līmeni. Valsts. Pie maksimālās slodzes trešais posms ne vienmēr ir sasniedzams. Lai skaidri aprakstītu ķermeņa reakciju uz noteiktu slodzi, ir jāsasniedz fizioloģiskie rādītāji, kas sasniedz patiesu līdzsvara stāvokli vai maksimālo līmeni. Parasti patiesa līdzsvara stāvokļa sasniegšana dažādiem indikatoriem var aizņemt 5-15 minūtes pat ar salīdzinoši nelielu (10-15% no maksimālās vērtības) slodzes pieaugumu.
Ideālā gadījumā testējot ir jānosaka, kā mainās atsevišķi fizioloģiskie rādītāji, reaģējot uz dažādas intensitātes slodzēm, līdz maksimumam. Šajā gadījumā, jo mazāks slodzes pieaugums, jo precīzāka tiks iegūta pētāmā rādītāja izmaiņu dinamika. Tomēr, ja jūs gaidāt, līdz indikators sasniegs patiesu līdzsvara stāvokli, pārbaude prasīs pārāk ilgu laiku.
Pamatojoties uz šiem apsvērumiem, tiek piedāvāta testēšanas metode ar pakāpeniski pieaugošu slodzi. Šis testa modelis ļauj novērtēt ķermeņa reakciju visā slodžu diapazonā no minimālās līdz maksimālajai aerobajai slodzei. Turpmāk ar maksimālo aerobo slodzi (jaudu) tiks saprasta maksimālā jauda, kas sasniegta testā pie pieaugošas slodzes, t.i. jaudu, kas ir salīdzināma ar jaudu, ar kuru tiek sasniegts (MPC).
Pēc tam parādījās šī testa analogs - tests ar nepārtraukti pieaugošu slodzi. Abas slodzes iestatīšanas metodes ir kļuvušas plaši izplatītas un ir gandrīz vispārpieņemti modeļi aerobās veiktspējas pārbaudei.
Šo modeļu trūkumi ir nobīdes periods starp slodzes palielināšanos un fizioloģiskā indikatora pieaugumu, jo fizioloģiskajam indikatoram šajā gadījumā nav laika sasniegt patiesu līdzsvara stāvokli. Tāpēc testa rezultāti (rādītājs, kas saistīts ar jaudu) būs nedaudz palielināts, salīdzinot ar ilgu testu ar nemainīgu slodzi. Aizkaves periods ir īpaši izteikts pie zemām slodzēm un ir nedaudz spēcīgāks testā ar nepārtraukti pieaugošu slodzi nekā testā ar pakāpeniski pieaugošu slodzi.
No otras puses, nepārtraukti pieaugošam slodzes testam ir vairākas priekšrocības. Dažādiem fizioloģiskajiem rādītājiem ir atšķirīgs kvazistabila stāvokļa sasniegšanas ātrums, tāpēc, pēkšņi palielinoties slodzei, neviendabīgums ir neizbēgams: piemēram, skābekļa patēriņa pieauguma temps šajā gadījumā būs lielāks nekā oglekļa pieauguma ātrums. dioksīda emisijas. Tas var izkropļot dažus aprēķinus, piemēram, aerobo-anaerobo pāreju, kas noteikta, izmantojot V-slīpuma metodi. Turklāt, ja testā ar pakāpeniski pieaugošu slodzi jaudas pieauguma lielums ir diezgan liels (50 W), tad sportists var atteikties strādāt pēdējā posmā, nekad nesasniedzot savu individuālo maksimumu. Tāpēc testi ar nepārtraukti pieaugošu slodzi kļūst arvien populārāki ķermeņa aerobās kapacitātes novērtēšanai.
Indikatori, kas raksturo ķermeņa aerobās spējas
Literatūrā kā aerobās veiktspējas kritērijs tiek apspriesti daudzi rādītāji, kas vienā vai otrā pakāpē saistīti ar sportisko sniegumu distancēs, kas ilgst vairāk par 5 minūtēm, t.i. kur ATP resintēzi darba laikā nodrošina galvenokārt aerobās reakcijas. Lai pārbaudītu izvēlētā kritērija informācijas saturu, parasti tiek noteikta tā saistība ar sportisko rezultātu un novērtēts tā ieguldījums dispersijā. Papildus pietiekamam informācijas saturam aerobās kapacitātes novērtēšanas metodes svarīgai īpašībai vajadzētu būt tās neinvazivitātei un lietošanas vienkāršībai. Tāpēc šajā sadaļā galvenokārt tiks aplūkotas parastās aerobās kapacitātes novērtēšanas metodes. Mūsdienu literatūrā var identificēt šādas populārākās pieejas aerobās veiktspējas pārbaudei:
- skābekļa transportēšanas sistēmas darbību raksturojošo maksimālo rādītāju novērtējums;
- tiešs maksimālās jaudas novērtējums, pie kura tiek novērots gandrīz līdzsvara stāvoklis starp glikolītisko produktu ražošanu un izmantošanu;
- aerobās-anaerobās pārejas netiešais novērtējums.
Rādītāji, kas raksturo skābekļa transportēšanas sistēmas maksimālo veiktspēju. Skābekļa transportēšanas sistēmas maksimālās iespējas parasti tiek noteiktas maksimālā pārbaudē ar pieaugošu slodzi globālās darbības laikā. Visplašāk izmantotie maksimālie mērījumi ir maksimālā sirds izsviede (CO) un VO2 max.
Sirds izsviede (CO) ir ļoti informatīvs rādītājs, kas raksturo aerobo sniegumu, jo tas nosaka skābekļa piegādi visiem aktīvajiem audiem (ne tikai strādājošiem muskuļiem). Pēc vairāku autoru domām, maksimālais CO ir galvenais faktors, kas nosaka ķermeņa aerobās spējas.
Maksimālo SV var noteikt vai nu ar tiešo Fick metodi, vai netieši. Tiešā metode ir invazīva un tāpēc nevar kļūt par rutīnu. No neinvazīvām metodēm visuzticamākā (salīdzinājumā ar tiešo metodi r = 0,9-0,98) ir izrādījusies gāzu maisījuma ieelpošanas metode, kas satur šķīstošas un slikti šķīstošas (bioloģiski inertas) gāzes. Pārbaudes procedūra ir elpošana ar gāzu maisījumu (6-25 elpošanas cikli), ko var organizēt vai nu pēc atgriešanās veida, vai pēc elpošanas veida atvērtā kontūrā (izelpošana atmosfērā). Metodes pamatā ir masas bilances princips: šķīstošās gāzes (acetilēna, oglekļa monoksīda) patēriņa ātrums, ņemot vērā šķīdības koeficientu, ir proporcionāls asins plūsmai plaušu lokā. Pirmajos elpošanas ciklos šķīstošās gāzes kopējā patēriņa daudzums ir atkarīgs ne tikai no tās šķīdības asinīs, bet arī no sajaukšanās ar alveolāro gaisu. Tāpēc, lai koriģētu kopējo šķīstošās gāzes patēriņu, bioloģiski inertu gāzi (hēliju, sēra heksofluorīdu) izmanto kā marķieri, kas raksturo alveolārā tilpuma pilnīgu piepildīšanos ar elpceļu gāzu maisījumu. Metode netiek plaši izmantota gāzes masas spektrometru augsto izmaksu dēļ, kas ir vispiemērotākie mērinstrumenti šai tehnikai.
Tas ir neatņemams rādītājs, kas raksturo visa ķermeņa (ne tikai strādājošo muskuļu) PC, t.i. kopējais ATP daudzums, kas atkārtoti sintezēts oksidācijas ceļā. MIC var noteikt neinvazīvi ar netiešu kalorimetriju (gāzu analīzi). Pateicoties plaši izplatītajai gāzes analizatoru izmantošanai, MIC ir kļuvis par vienu no populārākajiem kritērijiem, kas raksturo ķermeņa aerobās spējas.
Šo divu rādītāju (maksimālais SV un MIC) trūkumi ir integrativitāte. Ir zināms, ka globālās aerobās slodzes laikā lielākā daļa asinsrites un skābekļa patēriņa notiek darba un elpošanas muskuļos. Turklāt skābekļa sadalījums starp šīm divām muskuļu grupām ir atkarīgs no slodzes un pie maksimālās slodzes ir attiecīgi 75-80% un 10-15%. Submaksimāla darba laikā plaušu ventilācija var palielināties eksponenciāli. Enerģija ir nepieciešama, lai nodrošinātu elpošanas muskuļu darbību. Diafragmai – galvenajam elpošanas muskulim – ir augstas oksidatīvās spējas/vajadzības, tāpēc enerģijas padeve diafragmai galvenokārt notiek pa aerobo ceļu. Tas nozīmē, ka tieši darba beigās var palielināties elpošanas muskuļu patērētā skābekļa īpatsvars. Šis pieņēmums tika apstiprināts pētījumos, kuros tika novērtēts elpošanas muskuļu radītais spēks dažādas intensitātes aerobās slodzes laikā līdz maksimumam, kā arī eksperimentos, kuros elpošanas muskuļu PC tika noteikts, imitējot darba elpošanas modeli miera stāvoklī. Asins plūsmas pārdali no darba muskuļiem uz elpošanas muskuļiem var veicināt metaboreflekss, kas rodas, kad elpošanas muskuļi kļūst noguruši.
Tāpat nav iespējams izslēgt iespēju papildus pārdalīt asins plūsmu no galvenajiem darba muskuļiem uz muskuļiem, kas tiek papildus aktivizēti pie maksimālās slodzes. Šo faktoru darbības rezultātā asins plūsmas/skābekļa patēriņa īpatsvars, kas attiecināms uz strādājošiem muskuļiem, var krasi samazināties tieši pie gandrīz maksimālajām un maksimālajām aerobajām slodzēm. Tomēr maksimālās CO un VO2 max izmaiņas ne vienmēr atspoguļos izmaiņas galveno darba muskuļu skābekļa patēriņā. Vēl viens maksimālo CO un MOC indikatoru trūkums ir jāuzskata par pašu testēšanas procedūru. Lai sasniegtu patiesi maksimālu sniegumu, subjektam ir jābūt ļoti motivētam un apņēmībai veikt maksimālu līmeni, kas ne vienmēr ir iespējams. Šis nosacījums uzliek papildu ierobežojumus maksimālo pārbaužu kvalitātei un to veikšanas biežumam.
Asins laktāta maksimālā līdzsvara stāvokļa rādītājs. Zemas intensitātes darba laikā ATP resintēze aktīvajos muskuļos gandrīz pilnībā notiek aerobo reakciju dēļ. Oksidācijas galaprodukti ir oglekļa dioksīds un ūdens. Oglekļa dioksīds izkliedējas asinīs, saistās ar hemoglobīnu un tiek izvadīts no organisma caur plaušām. Sākot no noteiktas jaudas, ATP resintēzi nodrošina ne tikai oksidēšanās, bet arī glikolīze. Produkts ir piruvāts un ūdeņradis. Piruvātu piruvāta dehidrogenāzes enzīma ietekmē var pārvērst par acetil-CoA un iekļūt trikarbonskābes ciklā. Ja muskuļu šķiedrām ir augsta muskuļu tipa laktāta dehidrogenāzes aktivitāte, tad piruvāts tiek pārveidots par laktātu. Ja muskuļu šūnā ir augsta sirds tipa laktāta dehidrogenāzes enzīma aktivitāte, tad laktāts tiek pārveidots par piruvātu un tālāk tiek izmantots kā substrāts trikarbonskābes ciklam.
Laktāts, kas uzkrājas citoplazmā, var tikt izvadīts intersticijā difūzijas ceļā vai ar īpašu nesēju palīdzību. No starpšūnu telpas tas nokļūst blakus esošajās šķiedrās, kur var iekļūt trikarbonskābes ciklā, vismaz tad, kad laktāta koncentrācija starpšūnā ir zema, t.i. zemas intensitātes darba laikā vai nonāk asinīs. Asinīs laktāts tiek transportēts uz aktīviem skeleta muskuļiem un citiem audiem (piemēram, sirdi, aknām, skeleta muskuļiem), kur to var izmantot. Ja laktāta un ūdeņraža jonu (pienskābes) ražošana šūnā ir lielāka par to izmantošanu un izvadīšanu, tad laktāta koncentrācija muskuļu šķiedrās sāk palielināties un kristies. Laktāta koncentrācijas palielināšanās veicina osmotiskā spiediena palielināšanos šūnā (viens no darba hemokoncentrācijas mehānismiem). Pēc dažu autoru domām, laktātam nav tiešas negatīvas ietekmes uz muskuļu šķiedras kontraktilitāti. Tomēr laktāts var netieši veicināt pH pazemināšanos, ietekmējot Na+/H+ un Na+/Ca2+ vielmaiņu šūnā. Dzīvnieku muskuļos ir pierādīts, ka laktāta joni spēj kavēt kalcija kanālu darbību un aktivizēt no ATP atkarīgos kālija kanālus sarkoplazmatiskajā tīklenē un šūnu membrānā, kas var arī netieši ietekmēt muskuļu šķiedras kontraktilitāti.
No otras puses, ūdeņraža jonu intracelulārās koncentrācijas palielināšanās negatīvi ietekmē muskuļu šķiedras kontraktilitāti. Kā zināms, ar smagu muskuļu nogurumu pH līmenis šķiedras iekšpusē var pazemināties līdz 6,17-6,5. Tiek pieņemts, ka šajā gadījumā ūdeņraža joni var ietekmēt miozīna krustenisko tiltu piesaistes procesu aktīnam, samazinot troponīna jutību pret kalciju. Tas noved pie muskuļu šķiedras kontrakcijas spēka samazināšanās un ārkārtējos gadījumos ar izteiktu pH pazemināšanos līdz ievērojamam kontraktilitātes zudumam. Turklāt pH pazemināšanās kavē dažu anaerobā metabolisma enzīmu aktivitāti, jo īpaši glikolīzes galveno saikni, fosfofruktokināzi.
Nogurumu, kas rodas muskuļu darba laikā, nevajadzētu saistīt tikai ar ūdeņraža jonu un laktāta uzkrāšanos. Visticamāk, noguruma attīstībai ir sarežģīts raksturs, ko izraisa dažādu metabolītu un jonu koncentrācijas izmaiņas, membrānas potenciālu lieluma izmaiņas un uzbudināmība. Tomēr šīs izmaiņas ir tieši vai netieši saistītas ar izteiktu glikolīzes pastiprināšanos.
Netieši muskuļu glikolīzes aktivitātes pakāpi lielas muskuļu masas darba laikā var novērtēt, nosakot laktāta koncentrāciju vai asins pH, jo protonu un laktāta transportēšana no muskuļu šķiedras ir proporcionāla to veidošanai. Turklāt tika konstatēta būtiska saistība starp laktāta koncentrāciju muskuļu audos un asinīs pēc dinamiskas slodzes. Glikolīzes aktivitātes novērtēšana pēc pH un laktāta koncentrācijas izmaiņām asinīs dod derīgus rezultātus tikai strādājot ar lielu muskuļu masu. Pretējā gadījumā laktāta koncentrācijas izmaiņas asinīs ir nelielas. Protams, nevar pielīdzināt laktāta koncentrāciju asinīs vai asins pH ar glikolīzes aktivitāti, jo daļu laktāta var izmantot citi audi (aknas, sirds utt.). Tāpēc objektīvākā metode glikolīzes aktivitātes novērtēšanai ir aprēķināt kopējo laktāta izvadīšanu no šūnām kā asins plūsmas un venoarteriālās laktāta starpības reizinājumu, taču šī ir invazīva metode, kas nav piemērota ikdienas pārbaudēm.
Laktāta un/vai ūdeņraža jonu koncentrācijas izmaiņas slodzes laikā tiek novērtētas arī tieši starpšūnā vai pašā muskuļu šķiedrā, izmantojot mikrodialīzes vai adatas biopsijas metodes un neinvazīvo 1 H un 31 P magnētiskās rezonanses spektroskopijas metodi. Mūsdienu mikrodialīzes tehnoloģija ļauj novērtēt intersticiālās ķīmijas dinamiku tieši statiskā un dinamiskā darba laikā. Pētījums ar paralēliem laktāta mērījumiem intersticijā un venozajās asinīs pieaugošās slodzes testa laikā uzrādīja līdzīgu šo rādītāju dinamiku. Turklāt laktāta koncentrācija venozajās asinīs testa otrajā pusē neatšķīrās no laktāta koncentrācijas interstitijā 1H un 31P magnētiskās rezonanses spektroskopija arī ļauj novērtēt izmaiņas tieši darba laikā, taču metodoloģisku ierobežojumu dēļ. , mērījumi ir iespējami tikai vietējā darba laikā.
Ja ilgstoši strādājot (10-30 minūtes) pie nemainīgas jaudas glikolīzes aktivitāte ir zema, tad pēc kāda laika muskuļu šūnā tiks izveidots līdzsvars starp glikolītisko metabolītu ražošanu un izmantošanu. Ar lielāku jaudu palielināsies glikolītiskā aktivitāte un līdzsvars tiks izveidots jaunā paaugstinātā līmenī. Kādā brīdī jaudas palielināšanās izraisīs izteiktu anaerobo reakciju aktivitātes pieaugumu: metabolītu ražošana būs lielāka nekā to izmantošana. Ūdeņraža un laktāta jonu koncentrācija šūnā, intersticijā un asinīs sāks nepārtraukti palielināties pie nemainīgas darbības jaudas. Galu galā šūnas pH pazemināsies līdz ārkārtīgi zemām vērtībām, samazinās muskuļa saraušanās spējas, un cilvēks būs spiests atteikties turpināt darbu (saglabājot noteiktu jaudas līmeni).
Šie argumenti apstiprinājās eksperimentos ar cilvēku dalībniekiem, kad tika mērīts laktāts un/vai asins pH, strādājot ar nemainīgu slodzi. Laktāta koncentrācija, reaģējot uz slodzes sākumu, strauji mainās pirmo 1-4 minūšu laikā. Tad indikators lēnām sasniedz plato. Vairums autoru izmanto empīrisku kritēriju, lai novērtētu, vai šis rādītājs sasniedz plato: laktāta koncentrācijas paaugstināšanās par mazāku par 0,025-0,05 mmol/l/min laika posmā no testa ar nemainīgu slodzi 15. līdz 20. minūtei. Jaudu, pie kuras tiek novērots maksimālais stabilais stāvoklis starp izdalīšanos asinīs un glikolīzes produktu izmantošanu (laktāta koncentrācijas atkarība no darbības laika pie noteiktas jaudas sasniedz plato), sauc par laktāta maksimālo stabilo stāvokli. Parasti nav iespējams pilnīgi precīzi izvēlēties slodzi, kas atbilst laktāta maksimālā līdzsvara stāvokļa jaudai. Tāpēc tiek veiktas divas vai trīs slodzes ar empīriski izvēlētu jaudu un, ekstrapolējot, tiek noteikta jauda, pie kuras tiek novērots laktāta augšanas kritiskais ātrums.
Izrādījās, ka populācijas vidējā laktāta koncentrācija maksimālā līdzsvara stāvoklī ir 4 mmol/l. Šajā gadījumā var novērot diezgan plašas variācijas (2-7 mmol/l). Nebija iespējams noteikt saistību starp laktāta koncentrāciju maksimālā līdzsvara stāvoklī un apmācības līmeni. Tomēr ir konstatēta skaidra sakarība starp jaudu, pie kuras izpaužas maksimālais līdzsvara stāvoklis laktātam, un aerobās veiktspējas līmeni: jo augstāka ir cilvēka fiziskā sagatavotība, jo lielāka jauda, ar kuru tiek sasniegts maksimālais laktāta līdzsvara stāvoklis. No sportistu sagatavošanas viedokļa maksimālais laktāta līdzsvara stāvoklis raksturo maksimālo jaudu (kustības ātrumu pa distanci), ko sportists spēj uzturēt vairākus desmitus minūšu. Šajā gadījumā netiek ņemtas vērā ultragarās (maratona) distances, kurās viens no sniegumu ierobežojošiem faktoriem var būt ogļhidrātu rezervju izsīkums.
Rādītāji, kas netieši novērtē aerobo-anaerobo pāreju. Neskatoties uz laktāta maksimālā līdzsvara stāvokļa indikatora acīmredzamo prognostisko nozīmi, šai aerobās kapacitātes novērtēšanas metodei ir būtisks trūkums - tā ir darbietilpīgāka un saspringtāka. Tas rada nopietnus ierobežojumus šī testa kā ikdienas diagnostikas instrumenta lietošanai. Ņemot vērā to, ka vairums fizioloģisko rādītāju ātri mainās, reaģējot uz slodzes pieaugumu - pirmās vienas vai divu minūšu laikā, testā ar pakāpeniski pieaugošu slodzi ir iespējams novērtēt pāreju no “tīri” aerobo uz aerobo-anaerobo metabolismu. ar soļa ilgumu 2-3 minūtes . Pēc tam tiem pašiem mērķiem tika izmantots tests ar nepārtraukti pieaugošu slodzi ar līdzīgu slodzes pieauguma gradientu. Daudzi autori ir mēģinājuši piedāvāt savus kritērijus, lai noteiktu jaudu (skābekļa patēriņu), pie kuras notiek aerobā-anaerobā pāreja. Populārākie aerobās-anaerobās pārejas novērtēšanas kritēriji ir aplūkoti turpmāk.
Kā jau minēts, pieaugošās slodzes tests ir modelis, kas ļauj novērtēt visu fizioloģisko reakciju diapazonu uz slodzēm no minimālas līdz maksimālai. Iegūto rezultātu saprātīgai interpretācijai ir nepieciešams iedomāties, kas notiek organismā, kad jauda mainās no minimālās uz maksimālo. Tiek pieņemts, ka pieaugoša slodzes testa laikā muskuļu šķiedras tiek piesaistītas saskaņā ar Hennemana likumu. Testa sākumā ar minimālu jaudu tiek aktivizētas pārsvarā I tipa muskuļu šķiedras. Palielinoties jaudai, darbā tiek iesaistītas augstāka sliekšņa motora vienības, t.i. IIA un II B tipa šķiedras ir iekļautas Lai gan tiešus mērījumus dinamiska darba laikā cilvēku eksperimentos nevar veikt, ir daudz netiešu pierādījumu, kas apstiprina šī pieņēmuma pareizību. Tādējādi, strādājot pie veloergometra ar pastāvīgu vidējas intensitātes slodzi, muskuļos tika demonstrēta glikogēna samazināšanās.