Нагрузка и отдых

Физиологические состояния при занятиях физическими упражнениями

При выполнении тренировочного или соревновательного упражнения в функциональном состоянии спортсмена происходят значительные изменения. В непрерывной динамике этих изменений можно выделить три основных периода:

1) Предстартовый – предшествующий началу работы (выполнению упражнения)

2) Основной (рабочий) – здесь различают быстрые изменения функций в самый начальный период работы – состояние врабатывания и следующее за ним относительно неизменное (а точнее, медленно изменяющееся) состояние основных физиологических функций, так называемое устойчивое состояние. В процессе выполнения упражнения развивается утомление, которое проявляется в снижении работоспособности, т. е. невозможности продолжать упражнение на требуемом уровне интенсивности, или в полном отказе от продолжения данного упражнения.

3) Восстановительный – восстановление функций до исходного, предрабочего, уровня характеризует состояние организма на протяжении определенного времени после прекращения упражнения.

 Каждый из указанных периодов в состоянии организма характеризуется особой динамикой физиологических функций различных систем, органов и всего организма в целом. Наличие этих периодов, их особенности и продолжительность определяются прежде всего характером, интенсивностью и продолжительностью выполняемого упражнения, условиями его выполнения, а также степенью тренированности спортсмена.

Предстартовое состояние

Происходит в определенный период – за несколько минут, часов или дней до начала мышечной работы.

Происходят перестройки в функциональных системах организма:

• учащается и углубляется дыхание, т. е. растет легочная вентиляция (ЛВ),

• усиливается газообмен (потребление О2),

• учащаются и усиливаются сокращения сердца (растет сердечный выброс),

• повышается артериальное давление (АД),

• увеличивается концентрация молочной кислоты в мышцах и крови,

• повышается температура тела и т. д.

Таким образом, организм как бы переходит на некоторый “рабочий уровень” еще до начал; деятельности, и это обычно способствует успешному выполнению работы.

По своей природе предстартовые изменения функций являются

  1. условнорефлекторными
  2. нервными
  3. гормональными реакциями.

Особенности предстартового состояния во многом могут определять спортивную работоспособность.

 Формы предстартового состояния:

состояние готовности – проявление умеренного эмоционального возбуждения, которое способствует повышению спортивного результата;

→ состояние так называемой стартовой лихорадки – резко выраженное возбуждение, под влиянием которого возможно как повышение, так и понижение спортивной работоспособности;

→ слишком сильное и длительное предстартовое возбуждение, которое в ряде случаев сменяется угнетением и депрессией – стартовой апатией, ведущей к снижению спортивного результата.

Разминка – способствует оптимизации предстартового состояния, обеспечивает ускорение процессов врабатывания, повышает работоспособность.

Механизмы положительного влияния:

– повышает возбудимость сенсорных и моторных нервных центров коры больших полушарий, вегетативных нервных центров, усиливает деятельность желез внутренней секреции, благодаря чему создаются условия для ускорения процессов оптимальной регуляции функций во время выполнения последующих упражнений.

– усиливает деятельность всех звеньев кислород – транспортной системы (дыхания и кровообращения): повышаются ЛВ, скорость диффузии О2 из альвеол в кровь, ЧСС и сердечный выброс, АД, венозный возврат, расширяются капиллярные сети в легких, сердце, скелетных мышцах. Все это приводит к усилению снабжения тканей кислородом и соответственно к уменьшению кислородного дефицита в период врабатывания, предотвращает наступление состояния “мертвой точки” или ускоряет наступление “второго дыхания”.

– усиливает кожный кровоток и снижает порог начала потоотделения, поэтому она оказывает положительное влияние на терморегуляцию, облегчая теплоотдачу и предотвращая чрезмерное перегревание тела во время выполнения последующих упражнений.

– повышает температуру тела, и особенно рабочих мышц. Поэтому разминку часто называют разогреванием. Оно способствует снижению вязкости мышц, повышению скорости их сокращения и расслабления.Кроме того, увеличивается скорость метаболических процессов (прежде всего в мышцах) благодаря повышению активности ферментов, определяющих скорость протекания биохимических реакций (с увеличением температуры на 1° скорость метаболизма клеток увеличивается примерно на 13%). Повышение температуры крови вызывает сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо (эффект Бора), что облегчает снабжение мышц кислородом.

Важнейший результат активной разминки – регуляция и согласование функций дыхания, кровообращения и двигательного аппарата в условиях максимальной мышечной деятельности.

В этой связи следует различать общую и специальную разминку.

Общая разминка может состоять из самых разных упражнений, цель которых – способствовать повышению температуры тела, возбудимости ЦНС, усилению функций кислородтранспортной системы, обмена веществ в мышцах и других органах и тканях тела.

Специальная разминка по своему характеру должна быть как можно ближе к предстоящей деятельности. В работе должны участвовать те же системы и органы тела, что и при выполнении основного (соревновательного) упражнения. В эту часть разминки следует включать. сложные в координационном отношении упражнения, обеспечивающие необходимую “настройку” ЦНС.

Продолжительность и интенсивность разминки и интервал между разминкой и основной деятельностью определяются рядом обстоятельств:

• характером предстоящего упражнения,

• внешними условиями (температурой и влажностью воздуха и др.),

• индивидуальными особенностями

• эмоциональным состоянием спортсмена.

Оптимальный перерыв должен составлять не более 15 мин, на протяжении которых еще сохраняются следовые процессы от разминки. Показано, например, что после 45 -мин перерыва продолжительный эффект разминки утрачивается, температура мышц возвращается к исходному, предразминочному, уровню.

Врабатывание, “мертвая точка”, “второе дыхание”

Врабатывание

Врабатывание – это первая фаза функциональных изменений, происходящих во время работы. Тесно связаны с процессом врабатывания явления “мертвой точки” и “второго дыхания”.

Врабатывание происходит в начальный период работы, на протяжении которого быстро усиливается деятельность функциональных систем, обеспечивающих выполнение данной работы. В процессе врабатывания происходят:

  1. настройка нервных и нейрогормональных механизмов управления движениями и вегетативных процессов;
  2. постепенное формирование.необходимого стереотипа движений (по характеру, форме, амплитуде, скорости, силе и ритму), т, е. улучшение координации движений;
  3. достижение требуемого уровня вегетативных функций, обеспечивающих данную мышечную деятельность.

Первая особенность врабатывания – относительная замедленность в усилении вегетативных процессов.

Вторая особенность врабатывания – гетерохронизм, т. е. неодновременность, в усилении отдельных функций организма. Врабатывание двигательного аппарата протекает быстрее, чем вегетативных систем. С неодинаковой скоростью изменяются разные показатели, деятельности вегетативных систем, концентрация метаболических веществ в мышцах и крови.

Третьей особенностью врабатывания является наличие прямой зависимости между интенсивностью (мощностью) выполняемой работы и скоростью изменения физиологических функций: чем интенсивнее выполняемая работа, тем быстрее происходит начальное усиление функций организма, непосредственно связанных с ее выполнением. Поэтому длительность периода врабатывания находится в обратной зависимости от интенсивности (мощности) упражнения..

Четвертая особенность врабатывания состоит в том, что оно протекает при выполнении одного и того же упражнения тем быстрее, чем выше уровень тренированности спортсмена.

→ Поскольку деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, обеспечивающих доставку О2 к работающим мышцам, усиливается постепенно, в начале почти любой работы сокращение мышц осуществляется главным образом за счет энергии анаэробных механизмов, т. е. за счет расщепления АТФ, КрФ, анаэробного гликолиза с образованием молочной кислоты. Имеющееся в начале работы несоответствие между потребностями организма (работающих мышц) в кислороде и их реальным удовлетворением в период врабатывания приводит к образованию кислородного дефицита, или О2-дефицита.

При выполнении не тяжёлых аэробных упражнений кислородный дефицит покрывается (“оплачивается”) еще во время самого упражнения за счет некоторого излишка в потреблении О2 в начальный период “устойчивого” состояния.

→ При выполнении упражнений околомаксимальной аэробной мощности кислородный дефицит лишь частично может быть покрыт во время самой работы; в большей степени он покрывается после прекращения работы, составляя значительную часть кислородного долга в период восстановления.

→ При выполнении упражнений максимальной аэробной мощности кислородный дефицит целиком покрывается в период восстановления, составляя очень существенную часть кислородного долга.

Замедленное увеличение потребления О2 в начале работы, приводящее к образованию О2-дефицита, прежде всего объясняется инертным усилением деятельности систем дыхания и кровообращения, т. е. медленным приспособлением кислород-транспортной системы к мышечной деятельности.

Чем быстрее (короче) протекает процесс врабатывания, тем меньше О2-дефицит. Поэтому при выполнении одинаковых аэробных упражнений О2-дефицит у тренированных спортсменов меньше, чем у нетренированных людей.

“Мертвая точка” и “второе дыхание”

› Через несколько минут после начала напряженной и продолжительной работы у нетренированного человека часто возникает особое состояние, называемое “мертвой точкой” (иногда оно отмечается и у тренированных спортсменов). Чрезмерно интенсивное начало работы повышает вероятность появления этого состояния.

› Оно. характеризуется тяжелыми субъективными ощущениями, среди которых главное – ощущение одышки. Кроме того, человек испытывает чувство стеснения в груди, головокружение, ощущение пульсации сосудов головного мозга, иногда боли в мышцах, желание прекратить работу.

Объективными признаками состояния “мертвой точки” служат частое и относительно поверхностное дыхание, повышенное потребление О2 и увеличенное выделение СО2 с выдыхаемым воздухом, большой вентиляционный эквивалент кислорода, высокая ЧСС, повышенное содержание СО2 в крови и альвеолярном воздухе, сниженное рН крови, значительное потоотделение.

Общая причина наступления “мертвой точки” состоит, вероятно, в возникающем в процессе врабатывания несоответствии между высокими потребностями рабочих мышц в кислороде и недостаточным уровнем функционирования кислородтранспортной системы, призванной обеспечивать организм кислородом. В результате в мышцах и крови накапливаются продукты анаэробного метаболизма и прежде всего молочная кислота. Это касается и дыхательных мышц, которые могут испытывать состояние относительной гипоксии из-за медленного перераспределения сердечного выброса в начале работы между активными и неактивными органами и тканями тела.

Преодоление временного состояния “мертвой точки” требует” больших волевых усилий. Если работа продолжается, то сменяется чувством внезапного облегчения, которое прежде и чаще всего проявляется в появлении нормального (“комфортного”) дыхания. Поэтому состояние, сменяющее “мертвую точку”, называют “вторым дыханием“. С наступлением этого состояния ЛВ обычно уменьшается, частота дыхания замедляется, а глубина увеличивается, ЧСС также может несколько снижаться. Потребление О2 и выделение СО2 с выдыхаемым воздухом уменьшаются, рН крови растет. Потоотделение становится очень заметным. Состояние “второго дыхания” показывает, что организм достаточно мобилизован для удовлетворения рабочих запросов. Чем интенсивнее работа, тем раньше наступает “второе дыхание”.

Устойчивое состояние

При выполнении упражнений постоянной аэробной мощности вслед за периодом быстрых изменений функций организма (врабатыванием) следует период, который был назван А. Хиллом периодом устойчивого состояния. Определяя скорость потребления О2 при выполнении упражнений малой аэробной мощности, он обнаружил, что скорость потребления О2 вслед за быстрым нарастанием в начале упражнения далее устанавливается на определенном уровне и практически сохраняется неизменной на протяжении многих десятков минут.

При выполнении упражнений небольшой мощности на протяжении периода устойчивого состояния имеется количественное соответствие между потребностью организма в кислороде (кислородным запросом) и ее удовлетворением. Поэтому такие упражнения А. Хилл отнес к упражнениям с истинно устойчивым состоянием. Кислородный долг после непродолжительного их выполнения практически равен лишь кислородному дефициту, возникающему вначале работы.

При более интенсивных нагрузках вслед за периодом быстрого увеличения скорости потребления О2 (врабатывания) следует период, на протяжении которого она хотя и очень мало, но постепенно повышается. Поэтому второй рабочий период в этих упражнениях можно обозначить только как условно устойчивое состояние. В аэробных упражнениях большой мощности уже нет полного равновесия между кислородным запросом и его удовлетворением во время самой работы. Поэтому после них регистрируется кислородный долг, который тем больше, чем больше мощность работы и ее продолжительность.

В упражнениях максимальной аэробной мощности после короткого периода врабатывания потребление О2 достигает уровня МПК (кислородного потолка) и потому больше увеличиваться не может. Далее оно поддерживается на этом уровне, иногда снижаясь лишь ближе к концу упражнения. Поэтому второй рабочий период в упражнениях максимальной аэробной мощности называют периодом ложного устойчивого состояния.

В упражнениях анаэробной мощности вообще нельзя выделить второй рабочий период, так как на протяжении всего времени их выполнения быстро повышается скорость потребления О2 (и происходят изменения других физиологических функций). В этом смысле можно сказать, что в упражнениях анаэробной мощности есть только период врабатывания.

В процессе выполнения упражнения все время повышается ЛВ, как за счет частоты, так и за счет глубины дыхания. Растет альвеолярно-артериальная разность по кислороду. Парциальное напряжение СО2 и рН артериальной крови имеют тенденцию к снижению. Постепенно увеличивается АВР-О2, что при относительно неизменном сердечном выбросе обеспечивает некоторое повышение скорости потребления О2, а при тенденции к снижению сердечного выброса – поддержание относительно постоянной скорости потребления О2.

— Дыхательный коэффициент на протяжении периода квазиустойчивого состояния постепенно снижается, что указывает на увеличение доли участия окисляемых жиров и соответственно уменьшение доли участия окисляемых углеводов в аэробном обеспечении работы.

— В процессе выполнения упражнения непрерывно растет электрическая активность мышц, что говорит об усилении импульсации их спинальных мотонейронов. Это усиление отражает процесс рекрутирования новых двигательных единиц (ДЕ) для компенсации мышечного утомления. Такое утомление заключается в постепенном снижении сократительной способности мышечных волокон активных ДЕ.

Напротяжении упражнения усиливается деятельность одних желез внутренней секреции и ослабляется деятельность других. В частности, растет активность симпатоадреналовой системы, что выражается в повышении содержания в крови адреналина и нора-дренаяина.

— Отражением постепенного усиления активности систем, осуществляющих регуляцию двигательных и вегетативных функций, и изменений в состоянии этих функций является субъективное ощущение недрерывного повышения тяжести нагрузки по мере продолжения упражнения.

Для упражнений с квазиустойчивым состоянием характерно наличие кислородного долга, величина которого растет с повышением мощности выполняемых упражнений. Для физиологической характеристики этих упражнений обычно используются показатели, которые регистрируются в начале периода квазиустойчивого состояния (обычно на 5-10-й мин).

Утомление

Утомление – это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в конце концов к невозможности ее продолжения.

-характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

Локализация и механизмы утомление

– Степень участия тех или иных физиологических систем в выполнении упражнений разного характера и мощности неодинакова. В выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям определяет предельную продолжительность выполнения данного упражнения, т. е. период наступления состояния утомления. Таким образом, функциональные возможности ведущих систем не только определяют, но и лимитируют интенсивность и предельную продолжительность и (или) качество выполнения данного упражнения.

– При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями.

  1. Первое понятие – локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления.
  2. Второе понятие – механизмы утомления, т. е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.

По локализации утомления можно, по существу, рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:

• регулирующие системы – центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система;

• система вегетативного обеспечения мышечной Деятельности – системы дыхания, крови и кровообращения;

• исполнительная система – двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

При выполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение.

При этом наиболее “чувствительными” к утомлению являются корковые нервные центры. Проявлениями центрально-нервного утомления являются нарушения в координации функций (в частности, движений), возникновение чувства усталости. Как писал И. М. Сеченов (1903), “источник ощущения усталости помещается обыкновенно в работающие мышцы; я же помещаю его… исключительно в центральную нервную систему”.

Механизмы центрально-нервного утомления остаются еще во многом невыясненными.

Согласно одной из теорий, утомление нервных клеток есть проявление запредельного, охранительного торможения, возникающего вследствие их интенсивной (продолжительной) активности.

Предполагается, в частности, что такое торможение возникает во время работы в результате интенсивной проприоцептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней центральной нервной системы, вплоть до коры головного, мозга.

Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Роль, последних особенно велика при длительных упражнениях (А. А. Виру). Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.

Причиной развития утомления могут служить многие изменения, в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Главное следствие таких изменений – снижение кислород-транспортных возможностей организма работающего человека.


Утомление может быть связано с изменениями в самом исполнительном аппарате – в работающих мышцах.

При этом мышечное (периферическое) утомление является результатом изменений, возникающих

› либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон,

› либо в нервно-мышечных синапсах,

› либо в системе электромеханической связи мышечных волокон.

При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц.

Еще в прошлом веке были сформулированы три основных механизма мышечного утомления:

  1. истощение энергетических ресурсов,
  2. засорение или отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ,
  3. задушение в результате недостаточного поступления кислорода.

В настоящее время выяснено, что роль этих механизмов в развитии утомления неодинакова при выполнении разных упражнений.


При выполнении анаэробных упражнений очень важную роль в развитии мышечного утомления играет истощение внутримышечных запасов фосфагенов, особенно в упражнениях максимальной и околомаксимальной мощности.

К концу их выполнения содержание АТФ снижается на 30-50%, а КФ-на 80-90% от исходного уровня. Поскольку для этих упражнений фосфагены служат ведущим энергетическим субстратом, их истощение ведет к невозможности поддерживать требуемую мощность мышечных сокращений.

Чем ниже мощность нагрузки, тем меньше снижается содержание фосфагенов в рабочих мышцах к концу работы и тем меньшую роль играет это снижение в развитии мышечного утомления. При выполнении аэробных упражнений снижения запасов внутримышечных фосфагенов не происходит или оно незначительно, поэтому данный механизм не играет какой-либо роли в развитии утомления.

При выполнении упражнений околомаксимальной и особенно субмаксимальной анаэробной мощности, а также максимальной аэробной мощности ведущую или существенную роль в энергообеспечении рабочих мышц играет анаэробный гликолиз (гликогенолиз). В результате этой реакции образуется большое количество молочной кислоты, что ведет к повышению концентрации водородных ионов (снижению рН) в мышечных клетках.

В результате тормозится скорость гликолиза и соответственно скорость энергопродукции, необходимая для поддержания требуемой мощности мышечных сокращений.

Таким образом, накопление молочной кислоты (снижение рН) в рабочих мышцах является ведущим механизмом мышечного утомления при выполнении упражнений субмаксимальной анаэробной мощности и очень существенным – при выполнении упражнений околомаксимальной анаэробной и максимальной аэробной мощности.

За время выполнения упражнений максимальной анаэробной мощности мышечный гликогенолиз не успевает развернуться, поэтому накопление лактата в мышечных клетках невелико. Чем ниже мощность нагрузки в упражнениях аэробной мощности, тем меньше роль анаэробного гликолиза в мышечной знергопродукции и соответственно тем ниже содержание лактата в мышцах в конце работы.

Следовательно, как и при выполнении упражнений максимальной анаэробной мощности, так и при выполнении упражнений немаксимальной аэробной мощности не происходит значительного накопления лактата в мышцах, и потому этот механизм не играет сколько-нибудь значительной роли в развитии мышечного утомления.

Важную, а для некоторых упражнений решающую роль в развитии утомления играет истощение углеводных ресурсов, в первую очередь гликогена в рабочих мышцах и печени.

Мышечный гликоген служит основным субстратом (не считая фосфагенов) для энергетического обеспечения анаэробных и максимальных аэробных упражнений. При выполнении их он расщепляется почти исключительно анаэробным путем с образованием лактата, из-за тормозящего действия которого (снижения рН) высокая скорость расходования мышечного гликогена быстро уменьшается, что в конце концов предопределяет кратковременность таких упражнений. Поэтому расход мышечного гликогена при их выполнении невелик – до 30% от исходного содержания – и не может рассматриваться как важный фактор мышечного утомления.

В околомаксимальных и в субмаксимальных аэробных упражнениях углеводы (мышечный, гликоген и глюкоза крови) служат основными энергетическими субстратами рабочих мышц, используемыми в окислительных реакциях. В процессе выполнения субмаксимальных аэробных упражнений мышечный гликоген расходуется особенно значительно, так что момент отказа от продолжения их часто совпадает с почти полным или даже полным расходованием гликогена в основных рабочих мышцах. Это дает основание считать” что истощение мышечного гликогена служит ведущим механизмом утомления при выполнении данных упражнений.

Утомленние при выполнении различных спортивных упражнений

• Для различных упражнений характерна специфическая комбинация ведущих систем (локализации) и механизмов утомления.

• При выполнении упражнений максимальной анаэробной мощности наиболее важную роль в развитии утомления играют про-цесед” происходящие в ЦНС и исполнительном нервно-мышечном аппарате.

• Во время этих упражнений высшие моторные центры должны активировать максимально возможное число спинальных мотоней-ранов работающих мышц и обеспечить высокочастотную импульса-цию. Такая интенсивная “моторная команда” может поддерживаться лишь в течение нескольких секунд. Особенно рано снижается частота импульсации, и происходит выключение быстрых мотонейронов. Исключительно быстро расходуются фосфагены в работающих мышцах, особенно креатинофосфат, так что одним из ведущих механизмов утомления при выполнении этих упражнений служит истощение фосфагенов как основных субстратов, способных обеспечивать такую работу. Анаэробный гликолиз развивается медленнее, поэтому за несколько секунд работы концентрация лактата в сокращающихся мышцах увеличивается незначительно (см. рис. 11). Системы вегетативного обеспечения ввиду их инертности не играют решающей роли в выполнении этих упражнений и соответственно в развитии утомления.

• При выполнении упражнений околомаксимальной анаэробной мощности определяющими развитие утомления также служат изменения” происходящие в ЦНС и в исполнительном мышечном аппарате. Как и при максимальной анаэробной работе, ЦНС должна обеспечивать рекрутирование и высокочастотную импульсацию большинства спинальных мотонейронов, иннервирующих основные рабочие мышцы. В самих мышечных клетках происходит интенсивное расходование субстратов анаэробного метаболизма – фосфагенов и мышечного гликогена, накапливается и диффундирует в кровь значительное количество молочной кислоты. Так что наряду с истощением фосфагенов важной причиной утомления при околомаксимальной анаэробной работе является накопление в мышцах и крови молочной кислоты, что, с одной стороны, снижает скорость гликогенолиза в мышцах, а с другой – оказывает неблагоприятное-влияние на деятельность ЦНС.

• Во время выполнения упражнений субмаксимальной анаэробной мощности ресинтез фосфагенов происходит с достаточной скоростью, поэтому в конце работы не обнаруживается заметного их расходования (см. рис. 19, А). Главным механизмом утомления в этих упражнениях служат связанное с интенсивным гликогено-лизом (как основным, путем энергопродукции) накопление лактата в мышцах (см. рис. 19, Б) и крови и обусловленное им снижение рН в мышечных клетках и крови. Оба эти фактора приводят к уменьшению скорости гликогенолиза в мышцах и оказывают отрицательное влияние на деятельность ЦНС. При работе субмаксимальной анаэробной мощности дополнительным (хотя не очень существенным) фактором, лимитирующим работоспособность, служат функциональные возможности, кислородтранспортной системы. Поэтому одним из механизмов утомления при выполнении такой работы является недостаточное снабжение мышц кислородом …

• При выполнении упражнений максимальной аэробной мощности утомление связано прежде всего с кислородтранспортной системой, предельные возможности которой являются фактором, лимитирующим работоспособность. Один из главных механизмов утомления в данном случае – недостаточное обеспечение работающих: мышц кислородом. В процессе такой работы значительную долю энергии-мышцы получают в результате анаэробного гликогенолиза с образованием молочной кислоты, накопление которой (снижение рН) в мышцах и крови также играет важную роль в развитии утомления.

• Выполнение упражнений околомаксимальной аэробной мощности также лимитируется в основном возможностями кислородтранспортной системы. В процессе их выполнения концентрация фосфа-генов снижается незначительно, концентрация лактата в мышцах и крови относительно невелика (см. рис. 19). Утомление связано со снижением производительности сердечно-сосудистой системы, особенно сердца. Сердечная производительность выступает как главный фактор, лимитирующий снабжение мышц кислородом. Работа обеспечивается преимущественно гликогенолизом. Однако отказ от продолжения ее прямо не связан с истощением углеводных ресурсов организма (см. рис. 20). Высокая концентрация молочной кислоты в мышцах и крови позволяет рассматривать ее как один из важных механизмов утомления при выполнении упражнений околомаксимальной аэробной мощности,

• Упражнения субмаксимальной аэробной мощности связаны с большой нагрузкой на сердечно-сосудистую систему. Их выполнение-обеспечивается окислительными процессами в работающих мыцн цах, использующих в качестве основного субстрата мышечный гликоген и глюкозу крови. Главным механизмом утомления при таких упражнениях служит истощение запасов гликогена в работающих мышцах и печени (см. рис. 20). Большинство изменений, наблюдаемых в деятельности сердечно-сосудистой системы, на протяжении периода квазиустойчивого состояния (см. рис. 13), отражает течение процессов, которые в конце концов приводят к утомлению. Большая и длительная нагрузка на сердце ведет к снижению производительности миокарда. Определенную роль в развитии утомления играют повышающиеся по мере продолжения работь! требования к поддержанию необходимой температуры тела (рабочей гипертермии).

• Упражнения средней аэробной мощности также оказывают наибольшую нагрузку на кислородтранспортную систему. При работе такой мощности происходит значительный расход гликогена мышц и усиленный расход (истощение) гликогена печени, что ведет к развитию гипогликемии. Таким образом, вторично страдает ЦНС, для которой глюкоза крови играет роль единственного энергетического источника. Кроме того, большое значение имеет нарушение процессов терморегуляции, что может вызвать критическое повышение температуры тела. В результате дополнительного перераспределения кровотока (усиления кожного кровотока и снижения кровотока работающих мышц) происходит повышение теплоотдачи. Доставка кислорода к рабочим мышцам снижается, что ведет к мышечному утомлению.

• Упражнение малой аэробной мощности в значительной Мере характеризуются теми же локализацией и механизмами утомления, что и упражнения средней аэробной мощности. Отличие состоит в более медленном наступлении описанных процессов и в большем расходовании жиров, недоокисленные продукты расщепления которых могут поступать в кровь и быть важным фактором утомления.

Восстановление

После прекращения упражнения происходят обратные изменения в деятельности тех функциональных систем, которые обеспечивали выполнение данного упражнения.

Вся совокупность изменений в этот период объединяется понятием восстановление.

На протяжении восстановительного периода удаляются продукты рабочего метаболизма и восполняются энергетические запасы, пластические (структурные) вещества (белки и др.) и ферменты, израсходованные за время мышечной деятельности.

Восстановление функций после прекращения работы

Сразу после прекращения работы происходят многообразные изменения в деятельности’ различных функциональных систем. В периоде восстановления можно выделить 4 фазы:

1)быстрого восстановления,

2)замедленного восстановления,

3)суперкомпенсации (или “перевосстановления”),

4)длительного (позднего) восстановления.

Наличие этих фаз, их длительность и характер сильно варьируют для разных функций. Первым двум фазам соответствует период восстановления работоспособности, сниженной в результате утомительной работы, третьей фазе – повышенная работоспособность, четвертой – возвращение к нормальному (предрабочему) уровню работоспособности.

Общие закономерности восстановления функций после работы состоят в следующем.

Во-первых, скорость и длительность восстановления большинства функциональных показателей находятся в прямой зависимости от мощности работы: чем выше мощность работы, тем большие изменения происходят за время работы и (соответственно) тем выше скорость восстановления. Это означает, что чем короче предельная продолжительность упражнения, тем короче период восстановления. Так, продолжительность восстановления большинства функций после максимальной анаэробной работы – несколько минут, а после продолжительной работы, например после марафонского бега, – несколько дней. Ход начального восстановления многих функциональных показателей по своему характеру является зеркальным отражением их изменений в период врабатывания.

Во-вторых, восстановление различных функций протекает с разной скоростью, а в некоторые фазы восстановительного процесса и с разной направленностью, так что достижение ими уровня покоя происходит неодновременно (гетерохронно). Поэтому о завершении процесса восстановления в целом следует судить не по какому-нибудь одному и даже не по нескольким ограниченным показателям, а лишь по возвращению к исходному (предрабочему) уровню наиболее медленно восстанавливающегося показателя (М. Я. Горкин).

В-третьих, работоспособность и многие определяющие ее функции организма на протяжении периода восстановления после интенсивной работы не только достигают предрабочего уровня, но могут и превышать его, проходя через фазуперевосстановления“. Когда речь идет об энергетических субстратах, то такое временное превышение предрабочего уровня носит название суперкомпенсации (Н. Н. Яковлев).

Кислородный долг и восстановление энергетических запасов организма

В процессе мышечной работы расходуются кислородный запас организма, фосфагены (АТФ и КрФ), углеводы, (гликоген мышц и печени, глюкоза крови) и жиры. После работы происходит их восстановление. Исключение составляют жиры, восстановления которых может и не быть.

Восстановительные процессы, происходящие в организме после работы, находят свое энергетическое отражение в повышенном (по сравнению с предрабочим состоянием) потреблении кислорода – кислородном долге. Согласно оригинальной теории А. Хйлла (1922), кислородный долг – это избыточное потребление О2 сверх предрабочего уровня покоя, которое обеспечивает энергией организм для восстановления до предрабочего состояния, включая восстановление израсходованных во время работы запасов энергии и устранение молочной кислоты. Скорость потребления О2 после работы снижается экспоненциально: на протяжении первых 2-3 мин очень быстро (быстрый, или алактатньш, компонент кислородного долга), а затем более медленно (медленный, или лактатный, компонент кислородного долга), пока не достигает (через 30-60 мин) постоянной величины, близкой к предрабочей.

После работы мощностью до 60% от МПК кислородный долг не намного превышает кислородный дефицит. После более интенсивных упражнений кислородный долг значительно превышает кислородный дефицит, причем тем больше, чем выше мощность работы.

Быстрый (алактатный) компонент О2-долга связан главным образом с использованием О2 на быстрое восстановление израсходованных за время работы высокоэнергетических фосфагенов в рабочих мышцах, а также с восстановлением нормального содержания О2 в венозной крови и с насыщением миоглобина кислородом.

Медленный (лактатный) компонент О2-долга связан со многими факторами. В большой мере он связан с после-рабочим устранением лактата из крови и тканевых жидкостей. Кислород в этом случае используется в окислительных реакциях, обеспечивающих ресинтез гликогена из лактата крови (главным образом, в печени и отчасти в почках) и окисление лактата в сердечной и скелетных мышцах. Кроме того, длительное повышение потребления О2 связано с необходимостью поддерживать усиленную деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем в период восстановления, усиленный обмен веществ и другие процессы, которые обусловлены длительно сохраняющейся повышенной активностью симпатической нервной и гормональной систем, повышенной температурой тела, также медленно снижающимися на протяжении периода восстановления.

Восстановление запасов кислорода.

Кислород находится в мышцах в форме химической связи с миоглобином. Эти запасы очень невелики: каждый килограмм мышечной массы содержит около 11 мл О2. Следовательно, общие запасы “мышечного” кислорода (из расчета на 40 кг мышечной массы у спортсменов) не превышают 0,5 л. В процессе мышечной работы он может быстро расходоваться, а после работы быстро восстанавливаться. Скорость восстановления запасов кислорода зависит лишь от доставки его к мышцам.

Сразу после прекращения работы артериальная кровь, проходящая через мышцы, имеет высокое парциальное напряжение (содержание) О2, так что восстановление О2-миоглобина происходит, вероятно, за несколько секунд. Расходуемый при этом кислород составляет некоторую часть быстрой фракции кислородного долга, в которую входит также небольшой объем О2 (до 0,2 л), идущий, на восполнение нормального содержания его в венозной крови.

Таким образом, уже через несколько секунд после прекращения работы кислородные “запасы” в мышцах и крови восстанавливаются. Парциальное напряжение О2 в альвеолярном воздухе и в артериальной крови не только достигает предрабочего уровня, но и превышает его. Быстро восстанавливается также содержание О2 в венозной крови, оттекающей от работавших мышц и других активных .органов и тканей тела, что указывает на достаточное их обеспечение кислородом в послерабочий период. Поэтому нет никаких физиологических оснований использовать дыхание чистым кислородом или смесью с повышенным содержанием кислорода после работы для ускорения процессов восстановления.

Восстановление фосфагенов (АТФ и КрФ).

Фосфагены, особенно АТФ, восстанавливаются очень быстро. Уже на протяжении 30 с после прекращения работы восстанавливается до 70% израсходованных фосфагенов, а их полное восполнение заканчивается за несколько минут, причем почти исключительно за счет энергии аэробного метаболизма, т. е. благодаря кислороду, потребляемому в быструю фазу О2-долга. Действительно, если сразу после работы жгутировать работающую конечность и таким образом лишить мышцы кислорода, доставляемого с кровью, то восстановление КрФ не произойдет.

Чем больше расход фосфагенов за. время работы, тем больше требуется О2 для их восстановления (для восстановления 1 моля АТФ необходимо 3,45 л О2). Величина быстрой (алактатной) фракции О2-долга прямо связана со степенью- снижения фосфагенов в мышцах к концу работы. Поэтому данная величина указывает на количество израсходованных в процессе работы фосфагенов.

У нетренированных мужчин максимальная величина быстрой фракции О2-долга достигает 2-3 л. Особенно большие величины этого показателя зарегистрированы у представителей скоростно-силовых видов спорта (до 7 л у высококвалифицированных спортсменов). В этих видах спорта содержание фосфагенов и скорость их расходования в мышцах прямо определяют максимальную и поддерживаемую (дистанционную) мощность упражнения.

Восстановление гликогена.

Израсходованный за время работы гликоген ресинтезируется из молочной кислоты на протяжении 1-2 ч после работы. Расходуемый в этот период восстановления кислород определяет вторую, медленную, или лактатную, фракцию О2-Долга. Однако в настоящее время установлено, что восстановление гликогена в мышцах может длиться до 2-3 дней

Скорость восстановления гликогена и количество его восстанавливаемых запасов в мышцах и печени зависит от двух основных факторов:

1.степени расходования гликогена в процессе работы

2.и характера пищевого рациона в период восстановления.

После очень значительного (более 3/4 исходного содержания), вплоть до полного, истощения гликогена в рабочих мышцах его восстановление в первые часы при обычном питании идет очень медленно, и для достижения предрабочего уровня требуется до 2 суток. При пищевом рационе с высоким содержанием углеводов (более 70% суточного калоража) этот процесс ускоряется – уже за первые 10 ч в рабочих мышцах восстанавливается более половины гликогена, к концу суток происходит его полное восстановление, а в печени содержание гликогена значительно превышает обычное. В дальнейшем количество гликогена в рабочих мышцах и в.печени продолжает увеличиваться и через 2-3 суток после “истощающей” нагрузки может превышать предрабочее в 1,5-3 раза – феномен суперкомпенсации

При ежедневных интенсивных и длительных тренировочных занятиях содержание гликогена в рабочих мышцах и печени существенно снижается ото дня ко дню, так как при обычном пищевом рационе даже суточного перерыва между тренировками недостаточно для полного восстановления гликогена. Увеличение содержания углеводов в пищевом рационе спортсмена может обеспечить полное восстановление углеводных ресурсов организма к следующему тренировочному занятию.

Устранение молочной кислоты.

В период восстановления происходит устранение молочной кислоты из рабочих мышц, крови и тканевой жидкости, причем тем быстрее, чем меньше образовалось молочной кислоты во время работы. Важную роль играет также послерабочий режим. Так, после максимальной нагрузки для полного устранения накопившейся молочной кислоты требуется 60-90 мин в условиях полного покоя – сидя или лежа (пассивное восстановление). Однако, если после такой нагрузки выполняется легкая работа (активное восстановление), то устранение молочной Кислоты происходит значительно быстрее. У нетренированных людей оптимальная интенсивность “восстанавливающей” нагрузки – примерно 30-45% от МПК (например, бег трусцой), а. у хорошо тренированных спортсменов – 50-60% от МПК, общей продолжительностью примерно 20 мин

Основных пути устранения молочной кислоты:

1) окисление до СО2 и ШО (так устраняется примерно 70% всей накопленной молочной кислоты);

2) превращение в гликоген (в мышцах и печени) и в глюкозу (в печени) -около 20%;

3) превращение в белки (менее 10%);

4) удаление с мочой и потом (1-2%).

При активном восстановлении доля молочной кислоты, устраняемой аэробным путем, увеличивается. Хотя окисление молочной кислоты может происходить в самых разных органах и тканях (скелетных мышцах, мышце сердца, печени, почках и др.), наибольшая ее часть окисляется в скелетных мышцах (особенно их медленных волокнах) . Это делает понятным, почему легкая работа (в ней участвуют в основном медленные мышечные волокна) способствует более быстрому устранению лактата после тяжелых нагрузок.

Значительная часть медленной (лактатной) фракции О2-долга связана с устранением молочной кислоты. Чем интенсивнее нагрузка, тем больше эта фракция. У нетренированных людей она достигает максимально 5-10 л, у спортсменов, особенно у представителей скоростно-силовых видов спорта, – 15-20 л. Длительность ее – около часа. Величина и продолжительность лактатной фракции О2-долга уменьшаются при активном восстановлении.

Активный отдых

Характер и длительность восстановительных процессов могут изменяться в зависимости от режима деятельности спортсменов в послерабочий, восстановительный, период.

В опытах И. М. Сеченова было показано, что в определенных условиях более быстрое и более значительное восстановление работоспособности обеспечивается не пассивным отдыхом, а переключением на другой вид деятельности, т. е. активным отдыхом.

В частности, он обнаружил, что работоспособность руки, утомленной работой на ручном эргографе, восстанавливалась быстрее и полнее, когда период отдыха ее был заполнен работой другой руки. Анализируя этот феномен, И. М. Сеченов предположил, что афферентные импульсы, поступающие во время отдыха от других работающих мышц, способствуют лучшему восстановлению работоспособности нервных центров, как бы заряжая их энергией. Кроме того, работа одной рукой вызывает увеличение кровотока в сосудах другой руки, что также может способствовать более быстрому восстановлению работоспособности утомленных мышц.

Положительный эффект активного отдыха проявляется не только при переключении на работу других мышечных групп, но и при выполнении той же работы, но с меньшей интенсивностью.

Например, переход от бега с большой скоростью к бегу трусцой также оказывается эффективным для более быстрого восстановления. Молочная кислота устраняется из крови быстрее при активном отдыхе, т. е. в условиях работы сниженной мощности, чем при пассивном отдыхе.

С физиологической точки зрения, положительный эффект заключительной работы невысокой мощности в конце тренировки или после соревнования является проявлением феномена активного отдыха.

 

Строение и работа мышц

Основные свойства мышц

Возбудимость – способность в ответ на действие раздражителя приходить в состояние возбуждения, в активное состояние;

Проводимость – способность проводить волну возбуждения вдоль всего мышечного волокна в обе стороны;

Сократимостьспособность сокращаться или изменять напряжение при возбуждении.

Сократимость является основным свойством мышечной ткани и высшим проявлением возникшего в мышце процесса возбуждения.

Выделяют 2 вида мышечного сокращения: изотоническое и изометрическое

— при изометрическом сокращении мышца сокращена, но движения не происходит, длина ее не изменяется, работа мышцы носит статический характер (стояние, сидение).;

В чистом виде изотонического сокращения почти не бывает, так как сокращение отдельных мышц или их групп обычно связано с изменением их напряжения.

— при изотоническом сокращении мышцы происходит движение, длина ее изменяется, работа носит динамический характер.

Однако большинство двигательных актов являются промежуточными формами между изотонической и изометрической деятельностью.

Механизм сокращения

В основе мышечного сокращения лежит перемещение нитей актина относительно нитей миозина.

Нити актина двигаются, как по туннелю, между миозиновыми фибриллами.

Такое вклинивание актиновых нитей между миозиновыми приводит к уменьшению длины мышцы (изотоническое сокращение).

При изометрическом сокращении одни саркомеры сокращаются, другие растягиваются, что обеспечивает отсутствие изменения длины волокна.

В процессе скольжения нитей каждый мостик может сцепиться с одним актиновым участком, продвинуть нить актина на какое-то расстояние, затем отсоединиться от него и войти в контакт со следующим мостиком.

 

При действии однократного раздражителя на двигательный нерв (непрямое раздражение) или непосредственно на мышцу (прямое раздражение), мышца совершает одно сокращение и вновь расслабляется.

Сокращение под влиянием одного импульса носит название одиночного сокращения.

Время от начала раздражения до начала сокращения называют скрытным или латентным периодом. Он в скелетных мышцах человека длится тысячные доли секунды.

Продолжительность латентного времени зависит от силы раздражителя: чем сильнее раздражитель, тем при равных условиях короче латентный период.

В естественных условиях одиночного сокращения скелетных мышц не наблюдается, так как к ним нервные импульсы или волны возбуждения поступают по двигательным нервам из центральной нервной системы. В ответ на этот поток импульсов мышца отвечает более длительным сокращением, которое называется тетаническим, или тетанусом.

У человека тетаническое сокращение скелетной мышцы вызывается потоком нервных импульсов с частотой не менее 30, а обычно 50—70 в 1 с при произвольном сокращении, а при напряжении — 5—25. Наиболее благоприятный ритм нервных импульсов, вызывающий у человека максимальное тетаническое сокращение скелетной мышцы, колеблется от 100 до 200 в 1 с. Самое быстрое движение продолжается больше 0,1 с, а непрерывное сокращение мышц рук, ног и туловища может длиться в течение многих минут.

Строение мышечного волокна.

В мышечном волокне имеются специфические структуры — миофибриллы — тонкие нити, которые тянутся от одного поперечно-полосатого волокна к другому.

Диаметр миофибрилл составляет 0,5 —2 мкм. Поперечная исчерченность образована чередующимися светлыми и темными дисками; оба диска образуют саркомер.

Внутри каждого саркомера тонкие нити не доходят друг до друга, то есть концы их не соединяются, оставляя пространство.

Между двумя рядами, расположенными тонкими миофибриллами, находятся толстые миофибриллы, занимающие среднее положение в саркомере. Они скреплены сетевидной структурой.

Толстые нити состоят из белка миозина, а тонкие — из актина. Между актиновыми и миозиновыми нитями расположены поперечные мостики.

Сокращение мышечных волокон происходит со значительным потреблением энергии.

Энергию для перемещения нитей дает АТФ при ее расщеплении в присутствии ионов кальция (Ca++).

Ферментом, расщепляющим АТФ в мышцах, является миозин, активность которого резко возрастает при соединении с актином и при образовании белка актомиозина в присутствии Са++.

В состоянии покоя сокращение мышцы не возникает, это связано с тем, что Са++ находится внутри саркоплазматического ретикулума.

Сокращение мышечных волокон и мышц возникает вследствие прихода нервных импульсов из центральной нервной системы, и в нервно-мышечном синапсе происходит выделение ацетилхолина, который вызывает деполяризацию мембраны мышечного волокна. Возникающий вследствие этого импульс распространяется по мембранам саркоплазматического ретикулума.

Изменение потенциала мембраны сопровождается увеличением ее проницаемости для Са++ и выходом его в межфибриллярное пространство.

Кальций способствует образованию актомиозина, под влиянием которого расщепляется АТФ. Освобождаемая при этом энергия используется для скольжения нитей. Эта теория получила название теории скользящих нитей.

Вслед за распадом АТФ происходит расщепление ряда других, богатых энергией фосфатных соединений. Освобождаемая энергия в значительной степени используется для восстановления уровня АТФ. Распад фосфатных соединений осуществляется без доступа кислорода, поэтому эта фаза получила название анаэробной фазы.

Энергия высвобождается в результате реакций:

• АТФ миозин → Энергия + АДФ + H 3 PO 4 + 10 ккал → Мышечное сокращение.

Расщепление АТФ происходит с большой скоростью. АТФ дефосфорилируется благодаря ферментативному действию миозина и превращается в аденозиндифосфорную кислоту (АДФ), а затем при потере еще одной группы фосфорной кислоты — в адениловую кислоту. Энергия расходуется для сокращения мышц.

Так как АТФ расходуется, то длительная мышечная работа не возможна без восстановления (ресинтеза) АТФ.

Ресинтез АТФ происходит за счет энергии, которая освобождается при втором, более медленном процессе дефосфорилирования креатинфосфорной кислоты на креатин и фосфорную кислоту;

• Креатинфосфат → креатин + Н 3РO 4 + 10, 5 тыс. ккал → ресинтез АТФ.

За счет этой энергии могут быть выполнены интенсивные, но не продолжительные нагрузки от 20-30 с до 1-2 мин (бег на 100 м). При более длительных нагрузках происходит расщепление углеводов;

• Гликолиз → глюкозофосфат → 2 молекулы молочной кислоты + Q (гликогемолиз)

В результате этой реакции происходит распад глюкозы и расщепление глюкозофосфата до молочной кислоты с выделением энергии, которая идет на ресинтез АТФ и креатинфосфата.

Для дальнейших реакции необходимо наличие кислорода — начинается аэробная фаза. В аэробную фазу происходит распад молочной кислоты до углекислого газа и воды;

• Молочная кислота → СО 2 + H 2 O + 700 ккал.

Освободившаяся энергия идет на ресинтез молочной кислоты до глюкозы и гликогена, а также восстановление АТФ и креатинфосфорной кислоты.

Следовательно, наибольшее количество энергии освобождается при окислении углеводов, и поэтому при работе мышц так необходим кислород. При его отсутствии нарушается ресинтез гликогена и запасы углеводов быстрo истощаются. Расслабление мышцы связано с обратным поступлением Са++ в саркоплазматический ретикулум.

Цепь реакций высвобождения энергии:

1). АТФ миозин → Энергия + АДФ + H 3 PO 4 + 10 ккал  → Мышечное сокращение

2). Креатинфосфат → креатин + Н 3РO 4 + 10, 5 тыс. ккал → ресинтез АТФ

3). Гликолиз → глюкозофосфат → 2 молекулы молочной кислоты + Q (гликогемолиз)

4). Молочная кислота → СО 2 + H 2 O + 700 ккал.

Сила и работа мышц

Сила мышц определяется:

  • количеством мышечных волокон, входящих в ее состав
  • площадью физиологического поперечника, характеризующей совместно с анатомическим функциональное состояние мышцы.

Физиологический поперечник — это суммарная площадь поперечного сечения всех мышечных волокон, входящих в состав мышцы.

Так как сила мышцы зависит от величины поперечного сечения мышечных волокон, то физиологический поперечник мышцы характеризует так называемую абсолютную мышечную силу. У разных мышц она различна:

для икроножной вместе с камбаловидной она составляет 6,25 кг,

для разгибателей шеи — 9,00 кг,

для жевательной — 10,00 кг,

для двуглавой мышцы плеча — 11,4 кг,

для плечевой — 12,1 кг,

для трехглавой мышцы плеча — 16,8 кг.

У веретенообразной мышцы (1) направление волокон параллельно длине мышцы. Площадь поперечного сечения волокон перпендикулярна к длине мышцы.

У перистой мышцы (6, 7) определение площади поперечного сечения несколько труднее. Ввиду того что ее особенностью является наличие сухожилия, идущего посредине (двуперистая) или с краю (одноперистая мышца), площадь поперечного сечения каждого волокна проходит наискось по отношению к длине мышцы. Суммируя сечения отдельных волокон, нетрудно убедиться, что общая их площадь значительно превышает площадь поперечного сечения веретенообразной мышцы (при одинаковой окружности брюшка). Поэтому перистые мышцы обладают значительно большей подъемной силой. С другой стороны, у них сравнительно меньше величина укорочения.

Сила мышцы — это тот максимальный груз, который она может поднять, либо максимальное напряжение, которое она может развить в условиях изометрического сокращения.

Сила мышцы зависит от количества и расположения мышечных волокон. Например, длинная портняжная мышца имеет малое число параллельных волокон и способна развивать большое укорочение, но при малой силе, тогда как ягодичная мышца, имея большое число параллельных волокон, мало укорачивается, но с очень большой силой (до 700 кг). В икроножной мышце перистое расположение волокон увеличивает ее физиологический поперечник по сравнению с параллельной и веретенообразной формой мышц.

Сила мышц зависит также и от особенностей прикрепления их к костям. Кости вместе с прикрепляющимися к ним мышцами являются своеобразными рычагами, и мышца может развивать тем большую силу, чем дальше от точки опоры рычага (подробнее о рычаге будет в следующем уроке) и ближе к точке приложения силы тяжести она прикрепляется.

Характеристика работы мышц

Мышцы могут выполнять преодолевающую, уступающую и удерживающую работу.

 

  • При преодолевающей работе мышца преодолевает тяжесть данного звена тела или какое-либо сопротивление, когда момент силы мышцы или группы мышц больше момента силы тяжести.
  • При уступающей работе мышца, оставаясь напряженной, постепенно расслабляется, уступая действию силы тяжести или действию сопротивления; момент силы мышцы при этом меньше момента силы тяжести или сопротивления.
  • При удерживающей работе мышцы происходит уравновешивание действия сопротивления, моменты сил равны, в результате чего дви­жение отсутствует.

Так, дельтовидная мышца при отведении руки в сторону, удерживании ее в горизонтальном положении и во время медленного приведения ее к туловищу напряжена, но работа ее не одинакова: в первом случае она преодолевающая, во втором — удерживающая, а в третьем – уступающая.

Уступающая работа мышц очень важна для спортсменов, так как позволяет увеличить и силу, и скорость движения. Происходящее при уступающей работе растяги­вание мышц приводит к накоплению в них энергии упругой деформации, которая в последующем используется организмом для осуще­ствления «возвратного» движения, причем в большей мере, если напряжение мышц следует тотчас за предварительным растягиванием мышц, без паузы.

Установлено, что при подпрыгивании на носках с прямыми ногами в икроножной мышце и в пяточном сухожилии накапливается 45 Дж. энергии, при беге со скоростью 3,9 м/с в мышцах нижней конечности — 46—50 Дж., при приседании с грузом в тех же мышцах — 730 Дж., без груза — 394 Дж. Свойство мышц накапливать энергию упругой деформации зависит от соотношения быстрых и медленных волокон в них; чем выше процент медленных волокон, тем лучше используется энергия упругой деформации.

Подготови­тельные фазы движений, стартовые положения (приседание перед прыжком, замах перед броском снаряда и др.) способствуют растяги­ванию мышц, выполняющих основное движение. Уступающую ра­боту иначе называют релаксацией.

Антагонисты и синергисты

Действительного антагонизма в работе мышц нет, так как мышцы не только содружественного, но и противоположного действия работают согласованно, совместно обеспечивая выполнение того или иного движения.

Однако отдельные мышцы или группы мышц, участвующие в прямо противоположных движениях, принято условно называть антагонистами.

Например, группа мышц, которая сгибает стопу, является антагонистом по отношению к той группе, которая ее разгибает, т.е. мышцы, рас­положенные на задней и на передней поверхностях голени, – антагонисты.

Мышцы, которые выполняют общую работу, участвуя в одном и том же движении, т.е. мышцы, расположенные по одну сторону данной оси сустава, являются синергистами.

Например, плечевая мышца является постоянным сгибателем предплечья в локтевом суставе и постоянным антагонистом для локтевой мышцы.

Мышцы, являющиеся для одного движения синергистами, для другого могут становиться антагонистами.

Например, при сгибании кисти ее локтевой и лучевой сгибатели работают как синергисты. При движениях же кисти вокруг переднезадней оси лучезапястного сустава эти мышцы работают уже как антагонисты: локтевой сгибатель участвует в приведении кисти, а лучевой сгибатель – в ее отведении.

Гораздо сложнее работа мышц, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Они образуют содружественно работающие комплексы, обусловливающие возможность выполнения данного движения.

Например, наружная косая мышца живота одной стороны тела и внутренняя косая другой, работая содружественно, принимают участие во вращении туловища вокруг его вертикальной оси. Не менее сложные комплексы образуют такие мышцы, как трапециевидная и передняя зубчатая, участвуя во вращении лопатки нижним углом кнаружи, или малая грудная и нижний отдел большой ромбовидной мышцы, вызывая противоположные движения. В каждом движении, как правило, участвует не одна мышца и даже не одна группа мышц, а несколько содружественно действующих мышечных групп. Среди них всегда можно выделить мышцы, которые производят данное движение непосредственно, и мышцы, способствующие укреплению тех отделов тела, на которые опирается действующее звено.

В то время как синергические группы мышц обусловливают воз­можность выполнения данного движения, другие мышцы благодаря своему напряжению это движение тормозят.


Разучивание движений, особенно имеющих характер рывка или толчка, и тренировка идут по линии выработки более изолированного сокращения тех мышц и мышечных групп, которые для данного движения необходимы.

Для выполнения же плавных движений необходима работа антагонистов, так как без их регулирующего влияния сокращение одних только синергистов может вызвать порывистые, толчкообразные движения.

Начальный период разучивания движений обычно связан с сокращением (в большей или меньшей степени) всех мышц данной области. Как тех, которые для этого движения необходимы, так и тех, которые его затормаживают.

Этот период характеризуется тем, что в коре большого мозга происходит процесс возбуждения в корковом отделе двигательного анализатора и иррадиация этого возбуждения.

При таком не разученном движении действующая группа мышц должна преодолевать внутреннее сопротивление со стороны других мышц.

Направление тяги

Направлением тяги мышцы считается прямая линия, соединяющая центры мест ее начала и прикрепления.

Для уточнения хода этой линии необходимо произвести поперечные сечения мышцы на разных уровнях. Линия, соединяющая центры сечений, будет равнодействующей мышечных сил всех волокон (центроидой мышц); обычно она несколько изогнута.

Сложение сил, направленных в одну сторону

Для определения величины и места приложения равнодействующей группы мышц-синергистов, векторы которых параллельны, следует последовательно сложить силы всех мышц данной группы. Если она состоит в простейшем случае из двух мышц, то равнодействующая будет равна сумме сил этих двух мышц, а точка ее приложения будет находиться на прямой, перпендикулярной к направлению равнодействующих этих двух мышц, на расстоянии, обратно пропорциональном силе каждой из этих мышц. Если группа мышц-синергистов состоит не из двух, а из большего числа мышц, то равнодействующая их также равна сумме сил всех мышц. Местом приложения этой равнодействующей является точка, расположенная между местами прикрепления данных мышц.

При сложении сил, оказывающих влияние на движение опреде­ленного звена тела, слагаемым может быть не только сила мышц, ной сила тяжести данного звена.

Вычитание сил

Если к кости прикрепляются мышцы, которые тянут ее в противоположные стороны, то движение в этом случае происходит под действием разности сил.

Равнодействующая при вычитании сил равняется разности между ними и направлена в сторону большей силы.

Когда силы мышц, двигающих данную кость в разных направлениях, равны, они уравновешивают друг друга и кость остается неподвижной. Лишь немногие мышцы тянут кости, к которым они прикрепляются, в диаметрально противоположных направлениях.

Большинство мышц, прикрепляющихся к одной кости с разных ее сторон, образуют тяги, направленные под некоторым углом одна к другой. Однако эти тяги можно разложить на составляющие таким образом, что они могут оказаться идущими в противоположных направлениях и участвовать в противоположных движениях.

Работа мышц

Концы мышцы прикреплены на костях, и точки ее начала и прикрепления при сокращении приближаются друг к другу, а сами мышцы при этом выполняют определенную работу. Поэтому тело человека или его части при сокращении соответствующих мышц изменяют свое положение, приходят в движение, преодолевают сопротивление силы тяжести. В других случаях при сокращении мышц тело удерживается в определенном положении без выполнения движения. Исходя из этого различают работу динамическую и статическую.

Динамическая работа осуществляется в изотоническом режиме; поочередно сокращаются различные группы мышц, что дает возможность человеку длительное время совершать работу.

Статическая работа — это форма деятельности, при которой мышечные волокна развивают напряжение, но почти не укорачиваются, то есть работа совершается в изометрическом режиме.

К статическим усилиям относятся стояние, держание головы в вертикальном положении, сидение и т.д. При некоторых упражнениях на кольцах, параллельных брусьях, при удержании поднятой штанги статическая работа требует одновременного сокращения почти всех мышечных волокон, поэтому она может быть непродолжительной из-за развивающегося утомления.


Величину работы мышцы (А) определяют в килограммометрах (кгм), то есть произведением величины поднятого груза (P) на высоту подъема (h)^ A = P × h. Под 1 кгм понимают поднятие 1 кг на 1 м.

Если, постепенно увеличивая груз, измерять высоту подъема при разных нагрузках и рассчитывать работу мышц, то окажется, что максимально полезную работу мышца совершает при средних нагрузках, а не при поднятии наибольшего груза. Величина работы мышцы зависит от ее длины: чем длиннее мышца, тем большую работу она производит.

Для каждого вида мышечной деятельности можно подобрать некоторый средний (оптимальный) режим нагрузки, при котором будет сохраняться наиболее продолжительная работоспособность мышцы.

Мышечная сила с возрастом изменяется.

В дошкольном возрасте сила мышц незначительна. После 4—5 лет увеличивается сила отдельных мышечных групп. Школьники 7—11 лет имеют низкие показатели мышечной силы. Силовые упражнения и особенно статические нагрузки вызывают у них быстрое утомление. Дети этого возраста больше приспособлены к динамическим упражнениям. Однако младших школьников следует постепенно приучать к сохранению статических поз, вводя в комплекс физических упражнений и физкультминуток статические нагрузки.

Наиболее интенсивно мышечная сила увеличивается в подростковом возрасте. У мальчиков прирост силы отмечается в 13—14 лет; у девочек раньше — в 10—12 лет, что связано с более ранним наступлением у девочек полового созревания. В 13—14 лет появляются половые различия в мышечной силе. Показатели относительной силы мышц девочек значительно уступают соответствующим показателям мальчиков. В связи с этим девочкам-подросткам следует строго дозировать интенсивность и тяжесть упражнений. С 18 лет рост силы замедляется и к 25—26 годам заканчивается. Скорость восстановления мышечной силы у подростков и взрослых почти одинакова: у 14-летних — 97,5%, 16-летних — 98,9% и у взрослых — 98,9% от исходных величин.

Развитие силы разных мышечных групп происходит неравномерно. Сила мышц, осуществляющих разгибание туловища, достигает максимума в 16 лет. Максимум силы разгибателей и сгибателей верхних и нижних конечностей отмечается в 20-З0 лет. Неравномерность развития силы разных групп мышц следует учитывать при физическом и трудовом воспитании детей и подростков.

Законы рычага и работа мышц

Кости, соединенные суставами, при сокращении мышц действуют как рычаги. В каждом рычаге выделяют четыре составляющие:

  1. твердое тело (кость),
  2. точку опоры (суставную поверхность),
  3. силу сопротивления (тяжесть части тела, масса груза и т. п.)
  4. силу тяги мышц.

Плечо сопротивления — расстояние от точки опоры до точки сопротивления.

Плечо приложения силы — расстояние от точки опоры до точки приложения силы.

В зависимости от расположения действующих сил по отношению к точке опоры в биомеханике принято различать рычаги двух родов – первого и второго

Рычаги делятся на три типа:

  1. рычаг равновесия (у него точка опоры расположена между точками приложения силы)
  2. рычаг силы (в нем точка сопротивления лежит между точками опоры и приложения силы)
  3. рычаг скорости (в этом случае точка приложения силы лежит между точкой опоры и точкой сопротивления)

Рычаг первого рода

Рис. Череп как рычаг первого рода (равновесия):

 Левая стрелка показывает направление   силы   тяжести,   правая – направление милы мышечной тяги; точка на вершине клина указывает положение поперечной оси атлантозатылочного сочленения; прерывистые линии обозначают плечо силы тяжести (слева) и плечо силы мышечной тяги (справа).

 

 

 

 

В отношении двигательного аппарата человека рычаг первого рода называется еще «рычагом равновесия» . Таким равновесием отличается положение всех вышележащих звеньев тела по отношению к нижележащим (например, головы по отношению к позвоночному столбу, таза по отношению к бедру). В первом примере основными силами, которые способствуют наклону головы вперед, являются сила тяжести и сила мышечной, а также связочной тяги.

При прямом держании головы вертикаль ее центра тяжести, располагающегося несколько сзади турецкого седла, проходит спереди от поперечной оси атлантозатылочного сочленения. Равнодействующая силы мышечной и связочной тяги, приложенная к затылочной кости, проходит сзади этой оси.

Условием равновесия является равенство вращающих моментов этих двух сил. Так как сила тяжести имеет всегда вертикальное направление, то ее плечо расположено горизонтально. Сила мышечной, а также связочной тяги идет несколько наискось. Следовательно, ее плечо располагается не горизонтально, а несколько наклонно.

В тех случаях, когда равновесие нарушается и вращающий момент одной силы становится больше или меньше вращающего момента другой силы, происходит сгибание или разгибание головы. Например, когда при прямом держании головы мышцы выйной области (задней части шеи) расслабляются, голова наклоняется кпереди, поскольку вращающий момент силы мышц становится меньше момента силы тяжести. Наоборот, если сила тяги мышц затылка увеличивается и их вращающий момент становится больше момента силы тяжести головы, то она наклоняется назад.

Наклон головы происходит не только благодаря влиянию силы ее тяжести, но также при некотором, хотя бы незначительном, участии мышц, расположенных спереди шейного отдела позвоночного столба. К этим мышцам принадлежат не только все мышцы, прикрепляющиеся к подъязычной кости и идущие к ней снизу и сверху, но и — главным образом — мышцы, лежащие непосредственно на передней поверхности позвоночного столба (длинная мышца головы и длинная мышца шеи). Поэтому было бы правильнее говорить не о вращающем моменте силы тяжести, а о моменте сил, способствующих наклону головы кпереди.

Рычаг второго рода

Различают две разновидности этого рычага.

Первую обычно называют «рычагом силы». Он характеризуется тем, что плечо силы мышечной тяги больше плеча силы тяжести.

Рычаг силы

Примером такого рычага может служить стопа во время подъема на полупальцы. Местом опоры в данном случае являются главным образом головки плюсневых костей, через которые проходит ось вращения всей стопы.

Сила мышечной тяги, если обозначить ее направление в виде прямой, идущей от пяточной кости в направлении тяга трехглавой мышцы голени (как наиболее энергичного сгибателя стопы), имеет большее плечо, чем сила тяжести. Последняя передается через кости голени на стопу и давит непосредственно на таранную кость, способствуя опусканию стопы. Движения рычага этого вида довольно ограничены, здесь имеется выигрыш в силе за счет проигрыша в амплитуде и в скорости движения.

Рис. Стопа как рычаг второго рода (силы): стрелка, идущая вниз, показывает направление силы тяжести, действующей с голени на стопу; стрелка, идущая вверх, — направление тяги трехглавой м. голени.

 

 

 

 

 

Рычаг второго рода «рычаг скорости»

Рис. Предплечье как рычаг скорости: стрелка, идущая вниз, показывает действие силы тяжести; стрелка, идущая вдоль двуглавой м. плеча, — направление силы тяги этой мышцы; перпендикулярно к ней подходящая прерывистая линия — плечо силы мышечной тяги; точка на вершине треугольника — положение поперечной оси локтевого сустава.

 

 

Он характеризуется тем, что сила мышечной тяги приложена вблизи оси вращения и имеет значительно меньшее плечо, чем противодействующая ей сила тяжести или сила какого-либо иного сопротивления.

Например, во время сгибания предплечья сокращаются мышцы, равнодействующая которых проходит спереди поперечной оси локтевого сустава. Плечо этой равнодействующей равняется приблизительно 2 см, а плечо силы тяжести, если человек удерживает кистью при согнутом предплечье груз в 16 кг, приблизительно 20 см, т.е. плечо силы сопротивления примерно в 10 раз больше, чем плечо, мышечной силы. Условием равновесия является равенство вращающих моментов этих двух сил. Отсюда понятно, почему при подъемной силе мышц-сгибателей предплечья, равной приблизительно 160 кг, нетренированный человек может удержать при согнутом предплечье только около 16 кг. В самом деле, 160×2 = 16×20, т. е. каждый момент вращения равняется 320.

При таком рычаге второго рода имеется проигрыш в подъемной силе, но значительный выигрыш в амплитуде и скорости движения. Действительно, при сгибании в локтевом суставе можно кистью, а тем более концами пальцев производить движения со значительно большей амплитудой и скоростью, чем движения пяткой стопы при подъеме на носки. Но, поднимаясь на носки, человек приподнимает тяжесть всего тела, которая к тому же может быть увеличена каким-либо до­полнительным грузом, а кистью – тяжесть значительно меньшую.

Основы Анатомии

Анатомия человека — это наука о происхождении и развитии, формах и строении человеческого организма.

Анатомия изучает:

  • внешние формы тела человека и его частей, отдельных органов, их конструкцию, микроскопическое строение
  • происхождение человека
  • основные этапы развития человека в процессе эволюции
  • формирование человеческого организма в условиях внешней среды
  • особенностей строения тела и отдельных органов в различные возрастные периоды

Для целей нашего Курса, рассмотрим основные понятия, которые помогут нам изучить механизмы работы мышц, органов, костей и суставов человека.

Схема осей и плоскостей в теле человека.

1 — вертикальная (продольная) ось;

2 — фронтальная плоскость;

3 — горизонтальная плоскость;

4 — поперечная ось;

5 — сагиттальная ось;

6 — сагиттальная плоскость.

 

 

 

Исходное положение – человек стоит, ноги вместе, ладони обращены вперед.

Сагиттальная плоскость отделяет правую половину тела (правый — dexter) от левой (левый — sinister).

Фронтальная плоскость (от лат. irons — лоб) – отделяющая переднюю часть тела (передний — anterior) от задней (задний — posterior). Эта плоскость по своему направлению соответствует плоскости лба.

Горизонтальная плоскость ориентирована перпендикулярно двум предыдущим и отделяет нижележащие отделы тела (нижний — inferior) от вышележащих (верхний — superior).

Положение органов и частей тела

– medidlis — медиальный, если орган (органы) лежат ближе к срединной плоскости;

– lateralls— латеральный (боковой), если орган расположен дальше от срединной плоскости;

– intermedius — промежуточный, если орган лежит между двумя соседними образованиями;

 

 

– internus — внутренний (лежащий внутри);

 

– externus — наружный (лежащий cнаружи), когда говорят об органах, лежащих внутри плоскости (или части тела) или вне ее;

 

– superficidlis — поверхностный (лежащий на поверхности) для определения положения органов, расположенных на различной глубине.

– profundus — глубокий (лежащий глубже)

 

 

 

Термины для описания верхней и нижней конечностей

Проксимальный «proximdlis» — (ближайший к туловищу) – для обозначения начала конечности, той части, которая находится ближе к туловищу.

Дистальный «distdlis» — удаленный от туловища участок конечности.

Ткани и органы

КЛЕТКА— это элементарная частица живого организма.

ТКАНЬ — это исторически сложившаяся общность клеток и внеклеточного вещества, объединенных единством происхождения, строения и функций.

В организме человека выделяют 4 типа тканей:

  • эпителиальную
  • соединительную
  • мышечную
  • нервную

Эпителиальная ткань, или эпителий, представляет собой пласт клеток, лежащих на базальной мембране, под которой   расположена   рыхлая   волокнистая    соединительная    ткань.    Эти клетки   покрывают   поверхность   тела (кожу), выстилают слизистые оболочки, отделяя организм от внешней среды и выполняя покровную и защитную функции; образуют рабочую (железистую)  ткань желез внешней и внутренней секреции.

Соединительная ткань очень разнообразна по строению и функциям.

Для нее характерно наличие клеток и межклеточного вещества, состоящего из коллагеновых, эластических, ретикулярных волокон и основного вещества. Различают собственно соединительную ткань, хрящевую и костную.

 

Мышечная ткань осуществляет двигательные процессы в организме животных и человека. Она обладает специальными сократительными струк­турами — миофибриллами. Различают два вида мышечной ткани: неисчерченную (гладкую) и исчерченную (поперечно-полосатую — скелетную и сердечную).

 

Нервная ткань состоит из нервных клеток, отличающихся особыми строением и функцией, и нейроглии, которая осуществляет опорную, трофическую, защитную и разграничительную функции. Нервные клетки и нейроглия образуют морфологически и функционально единую нервную систему.

 

ОРГАН — это часть тела, имеющая определенную форму, отличающаяся особой конструкцией, занимающая определенное место в организме и выполняющая характерную функцию.

Органы, выполняющие единую функцию и имеющие общее происхождение, составляют систему органов.

 

а

 

 

 

 

Анатомия скелета

 

 

Скелет, skeleton (от греч. skeletos — высохший, высушенный), представляет собой совокупность костей, образующих в теле человека твердый остов, обеспечивающий выполнение ряда важнейших функций

 

 

 

Функции скелета

Опорная функция.

Кости поддерживают прикрепляющиеся к ним мягкие ткани (мышцы, фасции), участвуют в образовании стенок полостей, в которых помещаются внутренние органы.

 

 

Функции рычагов.

Кости скелета выполняют функции длинных и коротких рычагов, приводимых в движение мышцами. В результате части тела обладают способностью к передвижению.

 

Защита органов.

Скелет образует вместилища для жизненно важных органов, защищает их от внешних воздействий.

Минеральный обмен.

Кости содержат значительное количество минеральных солей (кальция, фосфора, магния) и других элементов, которые участвуют в минеральном обмене.

Участие в кроветворении.

 

Костный мозг, находящийся в костях, участвует в образовании форменных элементов крови.

 

 

 

 

 

 

В состав скелета входит более 200 костей: 85 – парных (всего 170)  36 – непарные

 

26 костей образуют позвоночный столб

29 костей образуют череп

 

 

 

 

25 – ребра и грудину

 

 

64 костей образуют скелет верхних конечностей

 

 

62 — скелет нижних конечностей

Классификация костей

Трубчатые кости

Трубчатые кости длинные

Трубчатые кости короткие

Губчатые (короткие)

Плоские (широкие)

Смешанные (ненормальные)

Воздухоносные

 

Читать далее Основы Анатомии

Упражнения для тренировки ног

  1. Приседания со штангой. Классический вариант, самый эффективный и безопасный.
  2. Жим ногами.Для мужчин и для женщин, отличия, ошибки и правильные техники.
  3. Разгибания в тренажере. 10 вариантов на одном тренажере! Скучно не будет.

Для перехода к следующему разделу видеоурок необходимо досмотреть до конца (если используете “перемотку”, то оставьте несколько секунд в конце, видео должно завершиться автоматически), после чего нажать кнопку “Отметить как пройденное”


Полное видео о тренировке ног и других мышечных групп, а также теоретический материал, необходимый для работы в качестве тренера доступен в онлайн-курсе “Инструктор тренажерного зала”

Основные свойства мышщ

Основные свойства мышц

Возбудимость – способность в ответ на действие раздражителя приходить в состояние возбуждения, в активное состояние;

Проводимость – способность проводить волну возбуждения вдоль всего мышечного волокна в обе стороны;

Сократимостьспособность сокращаться или изменять напряжение при возбуждении.

Сократимость является основным свойством мышечной ткани и высшим проявлением возникшего в мышце процесса возбуждения.

 

Выделяют 2 вида мышечного сокращения:

изотоническое и изометрическое

— при изометрическом сокращении мышца сокращена, но движения не происходит, длина ее не изменяется, работа мышцы носит статический характер (стояние, сидение).;

В чистом виде изотонического сокращения почти не бывает, так как сокращение отдельных мышц или их групп обычно связано с изменением их напряжения.

— при изотоническом сокращении мышцы происходит движение, длина ее изменяется, работа носит динамический характер.

Однако большинство двигательных актов являются промежуточными формами между изотонической и изометрической деятельностью.

Механизм сокращения

В основе мышечного сокращения лежит перемещение нитей актина относительно нитей миозина.

Нити актина двигаются, как по туннелю, между миозиновыми фибриллами.

Такое вклинивание актиновых нитей между миозиновыми приводит к уменьшению длины мышцы (изотоническое сокращение).

При изометрическом сокращении одни саркомеры сокращаются, другие растягиваются, что обеспечивает отсутствие изменения длины волокна.

В процессе скольжения нитей каждый мостик может сцепиться с одним актиновым участком, продвинуть нить актина на какое-то расстояние, затем отсоединиться от него и войти в контакт со следующим мостиком.

 

При действии однократного раздражителя на двигательный нерв (непрямое раздражение) или непосредственно на мышцу (прямое раздражение), мышца совершает одно сокращение и вновь расслабляется.

Сокращение под влиянием одного импульса носит название одиночного сокращения.

Время от начала раздражения до начала сокращения называют скрытным или латентным периодом. Он в скелетных мышцах человека длится тысячные доли секунды.

Продолжительность латентного времени зависит от силы раздражителя: чем сильнее раздражитель, тем при равных условиях короче латентный период.

В естественных условиях одиночного сокращения скелетных мышц не наблюдается, так как к ним нервные импульсы или волны возбуждения поступают по двигательным нервам из центральной нервной системы. В ответ на этот поток импульсов мышца отвечает более длительным сокращением, которое называется тетаническим, или тетанусом.

У человека тетаническое сокращение скелетной мышцы вызывается потоком нервных импульсов с частотой не менее 30, а обычно 50—70 в 1 с при произвольном сокращении, а при напряжении — 5—25. Наиболее благоприятный ритм нервных импульсов, вызывающий у человека максимальное тетаническое сокращение скелетной мышцы, колеблется от 100 до 200 в 1 с. Самое быстрое движение продолжается больше 0,1 с, а непрерывное сокращение мышц рук, ног и туловища может длиться в течение многих минут.

Регулирование массы тела

В бодибилдинге регулирование массы тела происходит, главным образом, за счет корректировки питания (правильное питание – половина успеха) и тренировок. И если с набором мышечной массы все более менее понятно (качайся и ешь больше белка), то снижение веса, зачастую, является проблемой. Поэтому подробнее остановимся именно на снижении веса.

Также тема о регулировании массы тела будет затронута в разделе о тренировочных программах.

Диета для похудения.

Исследования показали, что спортсмены способны использовать примерно 50% жиров и 50% углеводов в качестве источника энергии во время выполнения аэробных упражнений. Отличным способом сжигания жира являются тренировки с отягощениями и вот почему: исследования доказали, что организм сжигает жир в течении 40 часов после таких тренировок. После аэробного тренинга такого эффекта не замечено. Вы просто сожжете столько калорий, сколько будет нужно для проделывания ваших аэробных упражнений. Но самым простым способом сбросить лишний вес будет сделать это за счет корректировки питания.

Если за тренировку вы израсходовали 500 калорий, то это равно одному обеду в Мак Дональдс, состоящего из одного гамбургера, картофеля-фри и диетической колы. Лучшим способом избавится от жира будет отказ от бесполезной пищи и переход на ту, которая содержит меньше калорий на грамм веса, такую как рис, хлеб из цельного зерна, овощи, апельсины, мясо. На сегодняшний день существует такой огромный выбор продуктов с низким калоражем, что вы сможете удовлетворить любой аппетит без перегруза калориями. Это очень просто сделать, нанеся тем самым огромной силы удар по жировой прослойке.

Многие люди не получают желаемых результатов в борьбе с лишним весом, потребляя в пищу макароны, каши, молоко и сахар.

Обратите внимание на следующее.

Содержащие мало углеводов и много белка, протеиновые коктейли являются лучшим перекусом, особенно если у вас нет времени. Так же используйте бутерброды с курицей и индейкой на основе хлеба из пшеницы грубого помола. Ограничьте потребление хлеба до 4 кусочков в день и не ешьте углеводов перед сном. Если вы сильно голодны, то перед сном съешьте яичные белки или постную рыбу с овощами.

Ниже приводятся причины, по которым не удается сбросить вес.

  1. Меню перегружено калориями из таких продуктов как булочки, пицца, макароны, хлеб и молочные продукты.
  2. Активность и тренинг сведены к минимуму, либо отсутствуют вообще.
  3. Плохое функционирование щитовидной железы. Проверьте это, измеряя температуру тела сразу после пробуждения. Если она в течении 7 дней будет равна или превышать 37 градусов, то обратитесь к своему врачу.
  4. Менее 20 грамм белка съедается на завтрак. Белки регулируют уровень инсулина. Когда на завтрак съедается пища, богатая углеводами, то происходит быстрый выброс инсулина в кровь. Под его воздействием углеводы переходят в жир, а не используются в качестве источника энергии. Результатом является гипогликелимия в течении всего дня.
  5. Употребление большого количества жиров.
  6. Употребление избытка сахара.
  7. На ужин съедается больше, чем на завтрак. Ешьте больше перед активной деятельностью. Не наедайтесь на ночь! Все, чем вы занимаетесь во время сна, это запасаете жир!
  8. Алкоголь замедляет обмен веществ и производит в организме тот же эффект, что и сахара.
  9. Вы едите слишком редко. В этом случае организм переводится на питание своими собственными мышцами, расщепляя их, чтобы получить необходимую энергию. Никогда не пропускайте приемы пищи.
  10. Между приемами пищи вы слишком часто и много перекусываете.

Вот десять самых часто встречаемых причин, по которым люди, которые хотят сбросить лишний вес, не могут этого сделать.

 

БЕЛКИ.

Яйца, курица, рыба, индейка, молоко, сыр, творог, морепродукты, говядина, или свинина-  это белковая пища. Они восстанавливают поврежденные мышцы и органы, и добавляют немного (примерно 0,1% за тренировку) к уже имеющимся мышцам.

 

ГЛИКЕМИЧЕСКИЙ ИНДЕКС.

Организм переводит все углеводы в глюкозу, сахар. Она запасается в мышцах и печени.

Углеводы одних продуктов питания переходят в глюкозу быстрее, чем других, что и является основой для Гликелимического Индекса (ГИ). К примеру, картофель содержит медленно усвояемые углеводы, которые не вызывают скачка уровня инсулина, так, как это делает виноградный сок. Гидроксицитрусовая кислота HCA помогает блокировать эти скачки, если принять ее вместе с пищей. Хром так же снижает уровень инсулина. Организм запасает жир тогда, когда в крови много инсулина.

Употребляйте продукты с низким ГИ – продукты из цельного зерна, йогурты, яблоки, апельсины, персики, сливы, овсянку, макароны, печеные бобы, горох, картофель, сою.

 

HCA.

Гидроксицитрусовая кислота – природное вещество, получаемое из плодов дерева Garcinia cambogia. При использовании диеты с малым потреблением жиров, эта кислота поможет сбросить лишний вес за счет предотвращения перехода углеводов в жир. Другие исследования показали, что HCA уменьшает аппетит и подавляет специфичный печеночный энзим под названием АТР-цитрат лиаза, ответственного за превращение углеводов в жиры. О побочных эффектах сведений не имеется. Кислота признана безопасной и эффективной.

 

Минимизируйте потребление ЖИРОВ!

Гамбургеры, сыр, красное мясо, бекон, ветчина, свинина, масла, желтки, майонез, цельное молоко, мороженое, заправки для салатов, сливки, чипсы, орехи всех видов, арахисовое масло.

 

Минимизируйте потребление САХАРА!

Столовый сахар – наиболее опасная вещь из того, что вы можете купить в магазине из-за его отрицательного эффекта на похудание и сердце. Вот почему вы должны остерегаться его: гипогликемия это состояние, когда уровень сахара в крови падает ниже обычного уровня из-за приема простых сахаров. Поджелудочная железа выбрасывает инсулин в кровяное русло и уже через 20 минут уровень сахара и ваша энергетика падают еще ниже, чем они были до приема пищи. Инсулин будет продолжать откладывать глюкозу в жировые отложения, в то время как печень будет поставлять ее в кровь, расщепляя запасы гликогена. Это приводит к тому, что вы опять захотите есть. Съедайте на завтрак 20 грамм белка и не кладите сахар в кофе, этим вы предотвратите описанный выше процесс.

 

 

Поджелудочная железа – одна из самых важных желез в организме, которая выполняет две главные функции: вырабатывает пищеварительные ферменты и выделяет их в двенадцатиперстную кишку (тем самым нейтрализует кислое содержимое желудка), а также производит гормоны инсулин и глюкагон, необходимые для поддержания постоянного уровня глюкозы в крови.

Выделению ферментов через общий проток может препятствовать отек фатерова соска, закупорка его камнем, сдавливание извне опухолью. При этом выделение ферментов прекращается, и они начинают переваривать ткань самой железы, вызывая острое воспаление – острый панкреатит, который при неправильном лечении переходит в хронический.

Зачастую поражаются и гибнут определенные участки железы и возникает сахарный диабет. Гормоны поджелудочной железы стимулируют расщепление жирных кислот, которые используются сердечной и другими мышцами, печенью, почками в качестве энергетического материала. Любая патология поджелудочной железы отражается на углеводном, жировом и энергетическом обменах.

 

 

Примерное меню для сброса ЛИШНЕГО веса.

 

 ЗАВТРАК: 5-10 яичных белков, рис, грейпфрутовый сок, черный кофе, витаминный комплекс.

ОБЕД: 200 грамм вареной рыбы или курицы, салат из овощей, печеный картофель, фрукты.

УЖИН: 200 грамм вареной рыбы или курицы, салат, печеный картофель или рис, фрукты

ПЕРЕКУС: хлебцы, нежирный сыр.

 

Калораж примерно равен 1500 калориям, примерно 150г углеводов.

Выпивайте минимум 3,5 литра воды.

 

 

Если ваш клиент не имеет возможности или времени сидеть на подобной диете, то можно применить такой способ: пусть он пропускает завтрак. Да, это противоречит всему выше сказанному, но это поможет снизить общий суточный калораж. Многие могут выпить с утра чашку кофе и не есть ничего до самого обеда. Но используйте это только в самых крайних случаях.

 

ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ.

Люди всегда то начинают, то прекращают сидеть на диете. Сбросив вес, они снова набирают его, перестав правильно питаться. Ключом к поддержанию хорошей формы является превращение здорового питания в привычку, образ жизни. Слово «диета» обычно негативно воспринимается, поэтому многие не могут продержаться на ней долго.

Некоторые диеты имеют слишком ограниченный калораж, при использовании таких диет организм переход в режим «сохранения», замедляя все внутренние процессы. Обмен веществ падает, чтобы максимально сберечь энергию. Организм начинает поглощать собственные мышцы. 

 

Но одна только диета не решит всех проблем. Размер человека, его метаболизм, стиль жизни и цели определяют необходимые ему нутриенты.

 

Малоактивному человеку требуются иная пищевая схема, чем спринтеру. Бегунам нужно много углеводов, чтобы покрыть энергозатраты. Бодибилдерам нужно больше белка для строительства мышц и меньше углеводов, если он хочет «просушиться». Некоторые базовые познания помогут вам сделать правильный выбор в каждом конкретном случае. Углеводы необходимы в любой диете, для нормального функционирования мозга, сердца, мышц и других органов.

 

Существует следующая классификация углеводов: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Это глюкоза, столовый сахар(сахароза), и сложные углеводы, соответственно. Все углеводы в организме превращаются в глюкозу. Проблема возникает тогда, когда потребление углеводов превышает текущие энергетические нужды. Излишки превращаются в жир.

Протеины – “строительные блоки” для нашего организма. Они расщепляются пищеварительной системой до аминокислот, которые используются для строительства клеток.

Другим макронутриентом являются жиры (липиды). Избыточные калории накапливаются в виде жира. Это приводит к повышению кровяного давления, развитию заболеваний сердца, рака и другим проблемам. Некоторые жиры необходимы для поддержания здоровья кожи и волос, но их потребление должно оставаться на разумном уровне.

 

Несмотря на то, что пищевые потребности основаны на индивидуальной активности, существует несколько общих правил.

 

Тренируйтесь 3-5 раз в неделю по 30-40 минут, ешьте 5-6 раз в день малыми порциями, ограничьте потребление жиров до 10-20% от общего калоража, пейте много воды, ешьте сложные углеводы, избегайте простых сахаров. Правильное питание поможет избежать многих заболеваний. Уровень холестерина ниже у тех, кто тренируется и потребляет мало насыщенных жиров. Регулярные тренировки предупреждают развитие высокого кровяного давления, укрепляет сердце и легкие. Силовые тренировки лучше сжигают жир.

 

 

Прежде всего, запишите все, что вы едите, пьете, пропускаете ли вы завтрак. Отметьте, что вы едите орешки на работе или перекусываете печеньем во время перерывов. Сделав это однажды, вы увидите, в чем кроется причина ваших неудач.

Скачайте Дневник питания

 

ТИПИЧНЫЕ ОШИБКИ.

 7 утра – отсутствие завтрака

10 утра – перерыв, 1-2 булочки, кофе со сливками и сахаром

Обед – в столовой, макароны, котлеты или гамбургер и пирожное

3 часа дня – кофе со сливками и сахаром, конфеты

Ужин – пицца, куриные крылышки, макароны с сосисками. Мороженое

8 вечера – пиво и чипсы

10 вечера – кусок пирога со сладким чаем

 

Посмотрите на это меню. Пропустив завтрак и съев много сахара в перерыве, вы заставляете тело замедлить обмен веществ. Выработавшийся инсулин будет складировать сахар еще очень долго. Обед состоит из продуктов, богатых жирами и углеводами. Все остальные примы пищи не лучше. Сразу после них вы будете ощущать прилив сил, но через полчаса почувствуете сонливость и усталость.

  Настройте себя питаться иначе, здоровой пищей, которая даст вам долгую энергию, поможет вам избавиться от лишнего веса, укрепить здоровье. Вы станете лучше себя чувствовать и выглядеть. Это даст прилив сил, поможет продолжать ваши начинания.

  

ДИЕТА ДЛЯ НАБОРА МАССЫ.

 Чтобы набрать вес, вам нужно в день употреблять не менее 2 грамма на 1 кг веса вашего тела. Это обозначает, что если вы весите 80кг, а хотите стать весом 90 кг, то вы должные съедать 200 грамм белка ежедневно. Давайте посмотрим, какое меню сможет дать вам такое количество белка. Прежде всего, несколько правил: ешьте малыми порциями, каждые 3-3,5 часа. Это позволит пище перевариваться полностью, потому что когда вы начинаете новый прием пищи, то все процессы пищеварения, протекающие в данный момент, прекращаются. Это приводит к тому, что не переварившаяся пища остается у вас в желудке в течение двух дней! Разве это хорошо?

Примерное меню. 

7 утра – 12 белков (50гр белка), 4 кусочка хлеба, стакан апельсинового сока, аминокислотные таблетки. Пищеварительные ферменты.

 10 утра – 200-300 грамм нежирного сыра или протеиновый коктейль, аминокислотные таблетки. Если после этого приема пищи у вас будет тренировка, то добавьте банан. Этот прием пищи содержит 30гр белка.

 1 час дня – 200 грамм курицы или мяса, 2 печеные картофелины или чашка макарон, салат, аминокислоты. Примерно 50гр белка.

 4 дня – перекус, как и в 10 часов утра

 7 вечера – 200 грамм курицы или мяса, 2 печеные картофелины или чашка макарон, салат,  аминокислотные таблетки. Ферменты.

10 вечера – 5 белков.

  

Это меню даст вас 200 грамм белка, 40 грамм жиров и примерно 350 грамм углеводов. Общий калораж примерно 3000 калорий.

 

 

Если вы будете следовать этому распорядку, то в скором времени добьетесь своей цели в построении мышечной массы. Используйте креатин до и после тренировки. Не давайте себе проголодаться в течение дня. Ешьте каждые 3 часа, кроме того времени, когда спите.

Разработка индивидуальной программы тренировок

Попробуйте составить программу тренировок для новичка на 3 дня в неделю для снижения веса  и загрузить одним файлом.

Комментарии к программе вы получите на e-mail указанный при регистрации.

Физиологические состояния

Физиологические состояния при занятиях физическими упражнениями

При выполнении тренировочного или соревновательного упражнения в функциональном состоянии спортсмена происходят значительные изменения. В непрерывной динамике этих изменений можно выделить три основных периода:

1) Предстартовый – предшествующий началу работы (выполнению упражнения)

2) Основной (рабочий) – здесь различают быстрые изменения функций в самый начальный период работы – состояние врабатывания и следующее за ним относительно неизменное (а точнее, медленно изменяющееся) состояние основных физиологических функций, так называемое устойчивое состояние. В процессе выполнения упражнения развивается утомление, которое проявляется в снижении работоспособности, т. е. невозможности продолжать упражнение на требуемом уровне интенсивности, или в полном отказе от продолжения данного упражнения.

3) Восстановительный – восстановление функций до исходного, предрабочего, уровня характеризует состояние организма на протяжении определенного времени после прекращения упражнения.

 Каждый из указанных периодов в состоянии организма характеризуется особой динамикой физиологических функций различных систем, органов и всего организма в целом. Наличие этих периодов, их особенности и продолжительность определяются прежде всего характером, интенсивностью и продолжительностью выполняемого упражнения, условиями его выполнения, а также степенью тренированности спортсмена.

Предстартовое состояние

Происходит в определенный период – за несколько минут, часов или дней до начала мышечной работы.

Происходят перестройки в функциональных системах организма:

• учащается и углубляется дыхание, т. е. растет легочная вентиляция (ЛВ),

• усиливается газообмен (потребление О2),

• учащаются и усиливаются сокращения сердца (растет сердечный выброс),

• повышается артериальное давление (АД),

• увеличивается концентрация молочной кислоты в мышцах и крови,

• повышается температура тела и т. д.

Таким образом, организм как бы переходит на некоторый “рабочий уровень” еще до начал; деятельности, и это обычно способствует успешному выполнению работы.

По своей природе предстартовые изменения функций являются

  1. условнорефлекторными
  2. нервными
  3. гормональными реакциями.

Особенности предстартового состояния во многом могут определять спортивную работоспособность.

 Формы предстартового состояния:

состояние готовности – проявление умеренного эмоционального возбуждения, которое способствует повышению спортивного результата;

→ состояние так называемой стартовой лихорадки – резко выраженное возбуждение, под влиянием которого возможно как повышение, так и понижение спортивной работоспособности;

→ слишком сильное и длительное предстартовое возбуждение, которое в ряде случаев сменяется угнетением и депрессией – стартовой апатией, ведущей к снижению спортивного результата.

Разминка – способствует оптимизации предстартового состояния, обеспечивает ускорение процессов врабатывания, повышает работоспособность.

Механизмы положительного влияния:

– повышает возбудимость сенсорных и моторных нервных центров коры больших полушарий, вегетативных нервных центров, усиливает деятельность желез внутренней секреции, благодаря чему создаются условия для ускорения процессов оптимальной регуляции функций во время выполнения последующих упражнений.

– усиливает деятельность всех звеньев кислород – транспортной системы (дыхания и кровообращения): повышаются ЛВ, скорость диффузии О2 из альвеол в кровь, ЧСС и сердечный выброс, АД, венозный возврат, расширяются капиллярные сети в легких, сердце, скелетных мышцах. Все это приводит к усилению снабжения тканей кислородом и соответственно к уменьшению кислородного дефицита в период врабатывания, предотвращает наступление состояния “мертвой точки” или ускоряет наступление “второго дыхания”.

– усиливает кожный кровоток и снижает порог начала потоотделения, поэтому она оказывает положительное влияние на терморегуляцию, облегчая теплоотдачу и предотвращая чрезмерное перегревание тела во время выполнения последующих упражнений.

– повышает температуру тела, и особенно рабочих мышц. Поэтому разминку часто называют разогреванием. Оно способствует снижению вязкости мышц, повышению скорости их сокращения и расслабления.Кроме того, увеличивается скорость метаболических процессов (прежде всего в мышцах) благодаря повышению активности ферментов, определяющих скорость протекания биохимических реакций (с увеличением температуры на 1° скорость метаболизма клеток увеличивается примерно на 13%). Повышение температуры крови вызывает сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо (эффект Бора), что облегчает снабжение мышц кислородом.

Важнейший результат активной разминки – регуляция и согласование функций дыхания, кровообращения и двигательного аппарата в условиях максимальной мышечной деятельности.

В этой связи следует различать общую и специальную разминку.

Общая разминка может состоять из самых разных упражнений, цель которых – способствовать повышению температуры тела, возбудимости ЦНС, усилению функций кислородтранспортной системы, обмена веществ в мышцах и других органах и тканях тела.

Специальная разминка по своему характеру должна быть как можно ближе к предстоящей деятельности. В работе должны участвовать те же системы и органы тела, что и при выполнении основного (соревновательного) упражнения. В эту часть разминки следует включать. сложные в координационном отношении упражнения, обеспечивающие необходимую “настройку” ЦНС.

Продолжительность и интенсивность разминки и интервал между разминкой и основной деятельностью определяются рядом обстоятельств:

• характером предстоящего упражнения,

• внешними условиями (температурой и влажностью воздуха и др.),

• индивидуальными особенностями

• эмоциональным состоянием спортсмена.

Оптимальный перерыв должен составлять не более 15 мин, на протяжении которых еще сохраняются следовые процессы от разминки. Показано, например, что после 45 -мин перерыва продолжительный эффект разминки утрачивается, температура мышц возвращается к исходному, предразминочному, уровню.

Врабатывание, “мертвая точка”, “второе дыхание”

Врабатывание

Врабатывание – это первая фаза функциональных изменений, происходящих во время работы. Тесно связаны с процессом врабатывания явления “мертвой точки” и “второго дыхания”.

Врабатывание происходит в начальный период работы, на протяжении которого быстро усиливается деятельность функциональных систем, обеспечивающих выполнение данной работы. В процессе врабатывания происходят:

  1. настройка нервных и нейрогормональных механизмов управления движениями и вегетативных процессов;
  2. постепенное формирование.необходимого стереотипа движений (по характеру, форме, амплитуде, скорости, силе и ритму), т, е. улучшение координации движений;
  3. достижение требуемого уровня вегетативных функций, обеспечивающих данную мышечную деятельность.

Первая особенность врабатывания – относительная замедленность в усилении вегетативных процессов.

Вторая особенность врабатывания – гетерохронизм, т. е. неодновременность, в усилении отдельных функций организма. Врабатывание двигательного аппарата протекает быстрее, чем вегетативных систем. С неодинаковой скоростью изменяются разные показатели, деятельности вегетативных систем, концентрация метаболических веществ в мышцах и крови.

Третьей особенностью врабатывания является наличие прямой зависимости между интенсивностью (мощностью) выполняемой работы и скоростью изменения физиологических функций: чем интенсивнее выполняемая работа, тем быстрее происходит начальное усиление функций организма, непосредственно связанных с ее выполнением. Поэтому длительность периода врабатывания находится в обратной зависимости от интенсивности (мощности) упражнения..

Четвертая особенность врабатывания состоит в том, что оно протекает при выполнении одного и того же упражнения тем быстрее, чем выше уровень тренированности спортсмена.

→ Поскольку деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, обеспечивающих доставку О2 к работающим мышцам, усиливается постепенно, в начале почти любой работы сокращение мышц осуществляется главным образом за счет энергии анаэробных механизмов, т. е. за счет расщепления АТФ, КрФ, анаэробного гликолиза с образованием молочной кислоты. Имеющееся в начале работы несоответствие между потребностями организма (работающих мышц) в кислороде и их реальным удовлетворением в период врабатывания приводит к образованию кислородного дефицита, или О2-дефицита.

При выполнении не тяжёлых аэробных упражнений кислородный дефицит покрывается (“оплачивается”) еще во время самого упражнения за счет некоторого излишка в потреблении О2 в начальный период “устойчивого” состояния.

→ При выполнении упражнений околомаксимальной аэробной мощности кислородный дефицит лишь частично может быть покрыт во время самой работы; в большей степени он покрывается после прекращения работы, составляя значительную часть кислородного долга в период восстановления.

→ При выполнении упражнений максимальной аэробной мощности кислородный дефицит целиком покрывается в период восстановления, составляя очень существенную часть кислородного долга.

Замедленное увеличение потребления О2 в начале работы, приводящее к образованию О2-дефицита, прежде всего объясняется инертным усилением деятельности систем дыхания и кровообращения, т. е. медленным приспособлением кислород-транспортной системы к мышечной деятельности.

Чем быстрее (короче) протекает процесс врабатывания, тем меньше О2-дефицит. Поэтому при выполнении одинаковых аэробных упражнений О2-дефицит у тренированных спортсменов меньше, чем у нетренированных людей.

“Мертвая точка” и “второе дыхание”

› Через несколько минут после начала напряженной и продолжительной работы у нетренированного человека часто возникает особое состояние, называемое “мертвой точкой” (иногда оно отмечается и у тренированных спортсменов). Чрезмерно интенсивное начало работы повышает вероятность появления этого состояния.

› Оно. характеризуется тяжелыми субъективными ощущениями, среди которых главное – ощущение одышки. Кроме того, человек испытывает чувство стеснения в груди, головокружение, ощущение пульсации сосудов головного мозга, иногда боли в мышцах, желание прекратить работу.

Объективными признаками состояния “мертвой точки” служат частое и относительно поверхностное дыхание, повышенное потребление О2 и увеличенное выделение СО2 с выдыхаемым воздухом, большой вентиляционный эквивалент кислорода, высокая ЧСС, повышенное содержание СО2 в крови и альвеолярном воздухе, сниженное рН крови, значительное потоотделение.

Общая причина наступления “мертвой точки” состоит, вероятно, в возникающем в процессе врабатывания несоответствии между высокими потребностями рабочих мышц в кислороде и недостаточным уровнем функционирования кислородтранспортной системы, призванной обеспечивать организм кислородом. В результате в мышцах и крови накапливаются продукты анаэробного метаболизма и прежде всего молочная кислота. Это касается и дыхательных мышц, которые могут испытывать состояние относительной гипоксии из-за медленного перераспределения сердечного выброса в начале работы между активными и неактивными органами и тканями тела.

Преодоление временного состояния “мертвой точки” требует” больших волевых усилий. Если работа продолжается, то сменяется чувством внезапного облегчения, которое прежде и чаще всего проявляется в появлении нормального (“комфортного”) дыхания. Поэтому состояние, сменяющее “мертвую точку”, называют “вторым дыханием“. С наступлением этого состояния ЛВ обычно уменьшается, частота дыхания замедляется, а глубина увеличивается, ЧСС также может несколько снижаться. Потребление О2 и выделение СО2 с выдыхаемым воздухом уменьшаются, рН крови растет. Потоотделение становится очень заметным. Состояние “второго дыхания” показывает, что организм достаточно мобилизован для удовлетворения рабочих запросов. Чем интенсивнее работа, тем раньше наступает “второе дыхание”.

Устойчивое состояние

При выполнении упражнений постоянной аэробной мощности вслед за периодом быстрых изменений функций организма (врабатыванием) следует период, который был назван А. Хиллом периодом устойчивого состояния. Определяя скорость потребления О2 при выполнении упражнений малой аэробной мощности, он обнаружил, что скорость потребления О2 вслед за быстрым нарастанием в начале упражнения далее устанавливается на определенном уровне и практически сохраняется неизменной на протяжении многих десятков минут.

При выполнении упражнений небольшой мощности на протяжении периода устойчивого состояния имеется количественное соответствие между потребностью организма в кислороде (кислородным запросом) и ее удовлетворением. Поэтому такие упражнения А. Хилл отнес к упражнениям с истинно устойчивым состоянием. Кислородный долг после непродолжительного их выполнения практически равен лишь кислородному дефициту, возникающему вначале работы.

При более интенсивных нагрузках вслед за периодом быстрого увеличения скорости потребления О2 (врабатывания) следует период, на протяжении которого она хотя и очень мало, но постепенно повышается. Поэтому второй рабочий период в этих упражнениях можно обозначить только как условно устойчивое состояние. В аэробных упражнениях большой мощности уже нет полного равновесия между кислородным запросом и его удовлетворением во время самой работы. Поэтому после них регистрируется кислородный долг, который тем больше, чем больше мощность работы и ее продолжительность.

В упражнениях максимальной аэробной мощности после короткого периода врабатывания потребление О2 достигает уровня МПК (кислородного потолка) и потому больше увеличиваться не может. Далее оно поддерживается на этом уровне, иногда снижаясь лишь ближе к концу упражнения. Поэтому второй рабочий период в упражнениях максимальной аэробной мощности называют периодом ложного устойчивого состояния.

В упражнениях анаэробной мощности вообще нельзя выделить второй рабочий период, так как на протяжении всего времени их выполнения быстро повышается скорость потребления О2 (и происходят изменения других физиологических функций). В этом смысле можно сказать, что в упражнениях анаэробной мощности есть только период врабатывания.

В процессе выполнения упражнения все время повышается ЛВ, как за счет частоты, так и за счет глубины дыхания. Растет альвеолярно-артериальная разность по кислороду. Парциальное напряжение СО2 и рН артериальной крови имеют тенденцию к снижению. Постепенно увеличивается АВР-О2, что при относительно неизменном сердечном выбросе обеспечивает некоторое повышение скорости потребления О2, а при тенденции к снижению сердечного выброса – поддержание относительно постоянной скорости потребления О2.

— Дыхательный коэффициент на протяжении периода квазиустойчивого состояния постепенно снижается, что указывает на увеличение доли участия окисляемых жиров и соответственно уменьшение доли участия окисляемых углеводов в аэробном обеспечении работы.

— В процессе выполнения упражнения непрерывно растет электрическая активность мышц, что говорит об усилении импульсации их спинальных мотонейронов. Это усиление отражает процесс рекрутирования новых двигательных единиц (ДЕ) для компенсации мышечного утомления. Такое утомление заключается в постепенном снижении сократительной способности мышечных волокон активных ДЕ.

Напротяжении упражнения усиливается деятельность одних желез внутренней секреции и ослабляется деятельность других. В частности, растет активность симпатоадреналовой системы, что выражается в повышении содержания в крови адреналина и нора-дренаяина.

— Отражением постепенного усиления активности систем, осуществляющих регуляцию двигательных и вегетативных функций, и изменений в состоянии этих функций является субъективное ощущение недрерывного повышения тяжести нагрузки по мере продолжения упражнения.

Для упражнений с квазиустойчивым состоянием характерно наличие кислородного долга, величина которого растет с повышением мощности выполняемых упражнений. Для физиологической характеристики этих упражнений обычно используются показатели, которые регистрируются в начале периода квазиустойчивого состояния (обычно на 5-10-й мин).

Утомление

Утомление – это совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом, в период выполнения физической работы и приводящих в конце концов к невозможности ее продолжения.

-характеризуется вызванным работой временным снижением работоспособности, которое проявляется в субъективном ощущении усталости. В состоянии утомления человек не способен поддерживать требуемый уровень интенсивности и (или) качества (техники выполнения) работы или вынужден отказаться от ее продолжения.

Локализация и механизмы утомление

– Степень участия тех или иных физиологических систем в выполнении упражнений разного характера и мощности неодинакова. В выполнении любого упражнения можно выделить основные, ведущие, наиболее загружаемые системы. Степень загруженности этих систем по отношению к их максимальным возможностям определяет предельную продолжительность выполнения данного упражнения, т. е. период наступления состояния утомления. Таким образом, функциональные возможности ведущих систем не только определяют, но и лимитируют интенсивность и предельную продолжительность и (или) качество выполнения данного упражнения.

– При выполнении разных упражнений причины утомления неодинаковы. Рассмотрение основных причин утомления связано с двумя основными понятиями.

  1. Первое понятие – локализация утомления, т. е. выделение той ведущей системы (или систем), функциональные изменения в которой и определяют наступление состояния утомления.
  2. Второе понятие – механизмы утомления, т. е. те конкретные изменения в деятельности ведущих функциональных систем, которые обусловливают развитие утомления.

По локализации утомления можно, по существу, рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения:

• регулирующие системы – центральная нервная система, вегетативная нервная система и гормонально-гуморальная система;

• система вегетативного обеспечения мышечной Деятельности – системы дыхания, крови и кровообращения;

• исполнительная система – двигательный (периферический нервно-мышечный) аппарат.

При выполнении любого упражнения происходят функциональные изменения в состоянии нервных центров, управляющих мышечной деятельностью и регулирующих ее вегетативное обеспечение.

При этом наиболее “чувствительными” к утомлению являются корковые нервные центры. Проявлениями центрально-нервного утомления являются нарушения в координации функций (в частности, движений), возникновение чувства усталости. Как писал И. М. Сеченов (1903), “источник ощущения усталости помещается обыкновенно в работающие мышцы; я же помещаю его… исключительно в центральную нервную систему”.

Механизмы центрально-нервного утомления остаются еще во многом невыясненными.

Согласно одной из теорий, утомление нервных клеток есть проявление запредельного, охранительного торможения, возникающего вследствие их интенсивной (продолжительной) активности.

Предполагается, в частности, что такое торможение возникает во время работы в результате интенсивной проприоцептивной импульсации от рецепторов работающих мышц, суставов связок и капсул движущихся частей тела, достигающей всех уровней центральной нервной системы, вплоть до коры головного, мозга.

Утомление может быть связано с изменениями в деятельности вегетативной нервной системы и желез внутренней секреции. Роль, последних особенно велика при длительных упражнениях (А. А. Виру). Изменения в деятельности этих систем могут вести к нарушениям в регуляции вегетативных функций, энергетического обеспечения мышечной деятельности и т. д.

Причиной развития утомления могут служить многие изменения, в деятельности систем вегетативного обеспечения, прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Главное следствие таких изменений – снижение кислород-транспортных возможностей организма работающего человека.


Утомление может быть связано с изменениями в самом исполнительном аппарате – в работающих мышцах.

При этом мышечное (периферическое) утомление является результатом изменений, возникающих

› либо в самом сократительном аппарате мышечных волокон,

› либо в нервно-мышечных синапсах,

› либо в системе электромеханической связи мышечных волокон.

При любой из этих локализаций мышечное утомление проявляется в снижении сократительной способности мышц.

Еще в прошлом веке были сформулированы три основных механизма мышечного утомления:

  1. истощение энергетических ресурсов,
  2. засорение или отравление накапливающимися продуктами распада энергетических веществ,
  3. задушение в результате недостаточного поступления кислорода.

В настоящее время выяснено, что роль этих механизмов в развитии утомления неодинакова при выполнении разных упражнений.


При выполнении анаэробных упражнений очень важную роль в развитии мышечного утомления играет истощение внутримышечных запасов фосфагенов, особенно в упражнениях максимальной и околомаксимальной мощности.

К концу их выполнения содержание АТФ снижается на 30-50%, а КФ-на 80-90% от исходного уровня. Поскольку для этих упражнений фосфагены служат ведущим энергетическим субстратом, их истощение ведет к невозможности поддерживать требуемую мощность мышечных сокращений.

Чем ниже мощность нагрузки, тем меньше снижается содержание фосфагенов в рабочих мышцах к концу работы и тем меньшую роль играет это снижение в развитии мышечного утомления. При выполнении аэробных упражнений снижения запасов внутримышечных фосфагенов не происходит или оно незначительно, поэтому данный механизм не играет какой-либо роли в развитии утомления.

При выполнении упражнений околомаксимальной и особенно субмаксимальной анаэробной мощности, а также максимальной аэробной мощности ведущую или существенную роль в энергообеспечении рабочих мышц играет анаэробный гликолиз (гликогенолиз). В результате этой реакции образуется большое количество молочной кислоты, что ведет к повышению концентрации водородных ионов (снижению рН) в мышечных клетках.

В результате тормозится скорость гликолиза и соответственно скорость энергопродукции, необходимая для поддержания требуемой мощности мышечных сокращений.

Таким образом, накопление молочной кислоты (снижение рН) в рабочих мышцах является ведущим механизмом мышечного утомления при выполнении упражнений субмаксимальной анаэробной мощности и очень существенным – при выполнении упражнений околомаксимальной анаэробной и максимальной аэробной мощности.

За время выполнения упражнений максимальной анаэробной мощности мышечный гликогенолиз не успевает развернуться, поэтому накопление лактата в мышечных клетках невелико. Чем ниже мощность нагрузки в упражнениях аэробной мощности, тем меньше роль анаэробного гликолиза в мышечной знергопродукции и соответственно тем ниже содержание лактата в мышцах в конце работы.

Следовательно, как и при выполнении упражнений максимальной анаэробной мощности, так и при выполнении упражнений немаксимальной аэробной мощности не происходит значительного накопления лактата в мышцах, и потому этот механизм не играет сколько-нибудь значительной роли в развитии мышечного утомления.

Важную, а для некоторых упражнений решающую роль в развитии утомления играет истощение углеводных ресурсов, в первую очередь гликогена в рабочих мышцах и печени.

Мышечный гликоген служит основным субстратом (не считая фосфагенов) для энергетического обеспечения анаэробных и максимальных аэробных упражнений. При выполнении их он расщепляется почти исключительно анаэробным путем с образованием лактата, из-за тормозящего действия которого (снижения рН) высокая скорость расходования мышечного гликогена быстро уменьшается, что в конце концов предопределяет кратковременность таких упражнений. Поэтому расход мышечного гликогена при их выполнении невелик – до 30% от исходного содержания – и не может рассматриваться как важный фактор мышечного утомления.

В околомаксимальных и в субмаксимальных аэробных упражнениях углеводы (мышечный, гликоген и глюкоза крови) служат основными энергетическими субстратами рабочих мышц, используемыми в окислительных реакциях. В процессе выполнения субмаксимальных аэробных упражнений мышечный гликоген расходуется особенно значительно, так что момент отказа от продолжения их часто совпадает с почти полным или даже полным расходованием гликогена в основных рабочих мышцах. Это дает основание считать” что истощение мышечного гликогена служит ведущим механизмом утомления при выполнении данных упражнений.

Утомленние при выполнении различных спортивных упражнений

• Для различных упражнений характерна специфическая комбинация ведущих систем (локализации) и механизмов утомления.

• При выполнении упражнений максимальной анаэробной мощности наиболее важную роль в развитии утомления играют про-цесед” происходящие в ЦНС и исполнительном нервно-мышечном аппарате.

• Во время этих упражнений высшие моторные центры должны активировать максимально возможное число спинальных мотоней-ранов работающих мышц и обеспечить высокочастотную импульса-цию. Такая интенсивная “моторная команда” может поддерживаться лишь в течение нескольких секунд. Особенно рано снижается частота импульсации, и происходит выключение быстрых мотонейронов. Исключительно быстро расходуются фосфагены в работающих мышцах, особенно креатинофосфат, так что одним из ведущих механизмов утомления при выполнении этих упражнений служит истощение фосфагенов как основных субстратов, способных обеспечивать такую работу. Анаэробный гликолиз развивается медленнее, поэтому за несколько секунд работы концентрация лактата в сокращающихся мышцах увеличивается незначительно (см. рис. 11). Системы вегетативного обеспечения ввиду их инертности не играют решающей роли в выполнении этих упражнений и соответственно в развитии утомления.

• При выполнении упражнений околомаксимальной анаэробной мощности определяющими развитие утомления также служат изменения” происходящие в ЦНС и в исполнительном мышечном аппарате. Как и при максимальной анаэробной работе, ЦНС должна обеспечивать рекрутирование и высокочастотную импульсацию большинства спинальных мотонейронов, иннервирующих основные рабочие мышцы. В самих мышечных клетках происходит интенсивное расходование субстратов анаэробного метаболизма – фосфагенов и мышечного гликогена, накапливается и диффундирует в кровь значительное количество молочной кислоты. Так что наряду с истощением фосфагенов важной причиной утомления при околомаксимальной анаэробной работе является накопление в мышцах и крови молочной кислоты, что, с одной стороны, снижает скорость гликогенолиза в мышцах, а с другой – оказывает неблагоприятное-влияние на деятельность ЦНС.

• Во время выполнения упражнений субмаксимальной анаэробной мощности ресинтез фосфагенов происходит с достаточной скоростью, поэтому в конце работы не обнаруживается заметного их расходования (см. рис. 19, А). Главным механизмом утомления в этих упражнениях служат связанное с интенсивным гликогено-лизом (как основным, путем энергопродукции) накопление лактата в мышцах (см. рис. 19, Б) и крови и обусловленное им снижение рН в мышечных клетках и крови. Оба эти фактора приводят к уменьшению скорости гликогенолиза в мышцах и оказывают отрицательное влияние на деятельность ЦНС. При работе субмаксимальной анаэробной мощности дополнительным (хотя не очень существенным) фактором, лимитирующим работоспособность, служат функциональные возможности, кислородтранспортной системы. Поэтому одним из механизмов утомления при выполнении такой работы является недостаточное снабжение мышц кислородом …

• При выполнении упражнений максимальной аэробной мощности утомление связано прежде всего с кислородтранспортной системой, предельные возможности которой являются фактором, лимитирующим работоспособность. Один из главных механизмов утомления в данном случае – недостаточное обеспечение работающих: мышц кислородом. В процессе такой работы значительную долю энергии-мышцы получают в результате анаэробного гликогенолиза с образованием молочной кислоты, накопление которой (снижение рН) в мышцах и крови также играет важную роль в развитии утомления.

• Выполнение упражнений околомаксимальной аэробной мощности также лимитируется в основном возможностями кислородтранспортной системы. В процессе их выполнения концентрация фосфа-генов снижается незначительно, концентрация лактата в мышцах и крови относительно невелика (см. рис. 19). Утомление связано со снижением производительности сердечно-сосудистой системы, особенно сердца. Сердечная производительность выступает как главный фактор, лимитирующий снабжение мышц кислородом. Работа обеспечивается преимущественно гликогенолизом. Однако отказ от продолжения ее прямо не связан с истощением углеводных ресурсов организма (см. рис. 20). Высокая концентрация молочной кислоты в мышцах и крови позволяет рассматривать ее как один из важных механизмов утомления при выполнении упражнений околомаксимальной аэробной мощности,

• Упражнения субмаксимальной аэробной мощности связаны с большой нагрузкой на сердечно-сосудистую систему. Их выполнение-обеспечивается окислительными процессами в работающих мыцн цах, использующих в качестве основного субстрата мышечный гликоген и глюкозу крови. Главным механизмом утомления при таких упражнениях служит истощение запасов гликогена в работающих мышцах и печени (см. рис. 20). Большинство изменений, наблюдаемых в деятельности сердечно-сосудистой системы, на протяжении периода квазиустойчивого состояния (см. рис. 13), отражает течение процессов, которые в конце концов приводят к утомлению. Большая и длительная нагрузка на сердце ведет к снижению производительности миокарда. Определенную роль в развитии утомления играют повышающиеся по мере продолжения работь! требования к поддержанию необходимой температуры тела (рабочей гипертермии).

• Упражнения средней аэробной мощности также оказывают наибольшую нагрузку на кислородтранспортную систему. При работе такой мощности происходит значительный расход гликогена мышц и усиленный расход (истощение) гликогена печени, что ведет к развитию гипогликемии. Таким образом, вторично страдает ЦНС, для которой глюкоза крови играет роль единственного энергетического источника. Кроме того, большое значение имеет нарушение процессов терморегуляции, что может вызвать критическое повышение температуры тела. В результате дополнительного перераспределения кровотока (усиления кожного кровотока и снижения кровотока работающих мышц) происходит повышение теплоотдачи. Доставка кислорода к рабочим мышцам снижается, что ведет к мышечному утомлению.

• Упражнение малой аэробной мощности в значительной Мере характеризуются теми же локализацией и механизмами утомления, что и упражнения средней аэробной мощности. Отличие состоит в более медленном наступлении описанных процессов и в большем расходовании жиров, недоокисленные продукты расщепления которых могут поступать в кровь и быть важным фактором утомления.

Восстановление

После прекращения упражнения происходят обратные изменения в деятельности тех функциональных систем, которые обеспечивали выполнение данного упражнения.

Вся совокупность изменений в этот период объединяется понятием восстановление.

На протяжении восстановительного периода удаляются продукты рабочего метаболизма и восполняются энергетические запасы, пластические (структурные) вещества (белки и др.) и ферменты, израсходованные за время мышечной деятельности.

Восстановление функций после прекращения работы

Сразу после прекращения работы происходят многообразные изменения в деятельности’ различных функциональных систем. В периоде восстановления можно выделить 4 фазы:

1)быстрого восстановления,

2)замедленного восстановления,

3)суперкомпенсации (или “перевосстановления”),

4)длительного (позднего) восстановления.

Наличие этих фаз, их длительность и характер сильно варьируют для разных функций. Первым двум фазам соответствует период восстановления работоспособности, сниженной в результате утомительной работы, третьей фазе – повышенная работоспособность, четвертой – возвращение к нормальному (предрабочему) уровню работоспособности.

Общие закономерности восстановления функций после работы состоят в следующем.

Во-первых, скорость и длительность восстановления большинства функциональных показателей находятся в прямой зависимости от мощности работы: чем выше мощность работы, тем большие изменения происходят за время работы и (соответственно) тем выше скорость восстановления. Это означает, что чем короче предельная продолжительность упражнения, тем короче период восстановления. Так, продолжительность восстановления большинства функций после максимальной анаэробной работы – несколько минут, а после продолжительной работы, например после марафонского бега, – несколько дней. Ход начального восстановления многих функциональных показателей по своему характеру является зеркальным отражением их изменений в период врабатывания.

Во-вторых, восстановление различных функций протекает с разной скоростью, а в некоторые фазы восстановительного процесса и с разной направленностью, так что достижение ими уровня покоя происходит неодновременно (гетерохронно). Поэтому о завершении процесса восстановления в целом следует судить не по какому-нибудь одному и даже не по нескольким ограниченным показателям, а лишь по возвращению к исходному (предрабочему) уровню наиболее медленно восстанавливающегося показателя (М. Я. Горкин).

В-третьих, работоспособность и многие определяющие ее функции организма на протяжении периода восстановления после интенсивной работы не только достигают предрабочего уровня, но могут и превышать его, проходя через фазуперевосстановления“. Когда речь идет об энергетических субстратах, то такое временное превышение предрабочего уровня носит название суперкомпенсации (Н. Н. Яковлев).

Кислородный долг и восстановление энергетических запасов организма

В процессе мышечной работы расходуются кислородный запас организма, фосфагены (АТФ и КрФ), углеводы, (гликоген мышц и печени, глюкоза крови) и жиры. После работы происходит их восстановление. Исключение составляют жиры, восстановления которых может и не быть.

Восстановительные процессы, происходящие в организме после работы, находят свое энергетическое отражение в повышенном (по сравнению с предрабочим состоянием) потреблении кислорода – кислородном долге. Согласно оригинальной теории А. Хйлла (1922), кислородный долг – это избыточное потребление О2 сверх предрабочего уровня покоя, которое обеспечивает энергией организм для восстановления до предрабочего состояния, включая восстановление израсходованных во время работы запасов энергии и устранение молочной кислоты. Скорость потребления О2 после работы снижается экспоненциально: на протяжении первых 2-3 мин очень быстро (быстрый, или алактатньш, компонент кислородного долга), а затем более медленно (медленный, или лактатный, компонент кислородного долга), пока не достигает (через 30-60 мин) постоянной величины, близкой к предрабочей.

После работы мощностью до 60% от МПК кислородный долг не намного превышает кислородный дефицит. После более интенсивных упражнений кислородный долг значительно превышает кислородный дефицит, причем тем больше, чем выше мощность работы.

Быстрый (алактатный) компонент О2-долга связан главным образом с использованием О2 на быстрое восстановление израсходованных за время работы высокоэнергетических фосфагенов в рабочих мышцах, а также с восстановлением нормального содержания О2 в венозной крови и с насыщением миоглобина кислородом.

Медленный (лактатный) компонент О2-долга связан со многими факторами. В большой мере он связан с после-рабочим устранением лактата из крови и тканевых жидкостей. Кислород в этом случае используется в окислительных реакциях, обеспечивающих ресинтез гликогена из лактата крови (главным образом, в печени и отчасти в почках) и окисление лактата в сердечной и скелетных мышцах. Кроме того, длительное повышение потребления О2 связано с необходимостью поддерживать усиленную деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем в период восстановления, усиленный обмен веществ и другие процессы, которые обусловлены длительно сохраняющейся повышенной активностью симпатической нервной и гормональной систем, повышенной температурой тела, также медленно снижающимися на протяжении периода восстановления.

Восстановление запасов кислорода.

Кислород находится в мышцах в форме химической связи с миоглобином. Эти запасы очень невелики: каждый килограмм мышечной массы содержит около 11 мл О2. Следовательно, общие запасы “мышечного” кислорода (из расчета на 40 кг мышечной массы у спортсменов) не превышают 0,5 л. В процессе мышечной работы он может быстро расходоваться, а после работы быстро восстанавливаться. Скорость восстановления запасов кислорода зависит лишь от доставки его к мышцам.

Сразу после прекращения работы артериальная кровь, проходящая через мышцы, имеет высокое парциальное напряжение (содержание) О2, так что восстановление О2-миоглобина происходит, вероятно, за несколько секунд. Расходуемый при этом кислород составляет некоторую часть быстрой фракции кислородного долга, в которую входит также небольшой объем О2 (до 0,2 л), идущий, на восполнение нормального содержания его в венозной крови.

Таким образом, уже через несколько секунд после прекращения работы кислородные “запасы” в мышцах и крови восстанавливаются. Парциальное напряжение О2 в альвеолярном воздухе и в артериальной крови не только достигает предрабочего уровня, но и превышает его. Быстро восстанавливается также содержание О2 в венозной крови, оттекающей от работавших мышц и других активных .органов и тканей тела, что указывает на достаточное их обеспечение кислородом в послерабочий период. Поэтому нет никаких физиологических оснований использовать дыхание чистым кислородом или смесью с повышенным содержанием кислорода после работы для ускорения процессов восстановления.

Восстановление фосфагенов (АТФ и КрФ).

Фосфагены, особенно АТФ, восстанавливаются очень быстро. Уже на протяжении 30 с после прекращения работы восстанавливается до 70% израсходованных фосфагенов, а их полное восполнение заканчивается за несколько минут, причем почти исключительно за счет энергии аэробного метаболизма, т. е. благодаря кислороду, потребляемому в быструю фазу О2-долга. Действительно, если сразу после работы жгутировать работающую конечность и таким образом лишить мышцы кислорода, доставляемого с кровью, то восстановление КрФ не произойдет.

Чем больше расход фосфагенов за. время работы, тем больше требуется О2 для их восстановления (для восстановления 1 моля АТФ необходимо 3,45 л О2). Величина быстрой (алактатной) фракции О2-долга прямо связана со степенью- снижения фосфагенов в мышцах к концу работы. Поэтому данная величина указывает на количество израсходованных в процессе работы фосфагенов.

У нетренированных мужчин максимальная величина быстрой фракции О2-долга достигает 2-3 л. Особенно большие величины этого показателя зарегистрированы у представителей скоростно-силовых видов спорта (до 7 л у высококвалифицированных спортсменов). В этих видах спорта содержание фосфагенов и скорость их расходования в мышцах прямо определяют максимальную и поддерживаемую (дистанционную) мощность упражнения.

Восстановление гликогена.

Израсходованный за время работы гликоген ресинтезируется из молочной кислоты на протяжении 1-2 ч после работы. Расходуемый в этот период восстановления кислород определяет вторую, медленную, или лактатную, фракцию О2-Долга. Однако в настоящее время установлено, что восстановление гликогена в мышцах может длиться до 2-3 дней

Скорость восстановления гликогена и количество его восстанавливаемых запасов в мышцах и печени зависит от двух основных факторов:

1.степени расходования гликогена в процессе работы

2.и характера пищевого рациона в период восстановления.

После очень значительного (более 3/4 исходного содержания), вплоть до полного, истощения гликогена в рабочих мышцах его восстановление в первые часы при обычном питании идет очень медленно, и для достижения предрабочего уровня требуется до 2 суток. При пищевом рационе с высоким содержанием углеводов (более 70% суточного калоража) этот процесс ускоряется – уже за первые 10 ч в рабочих мышцах восстанавливается более половины гликогена, к концу суток происходит его полное восстановление, а в печени содержание гликогена значительно превышает обычное. В дальнейшем количество гликогена в рабочих мышцах и в.печени продолжает увеличиваться и через 2-3 суток после “истощающей” нагрузки может превышать предрабочее в 1,5-3 раза – феномен суперкомпенсации

При ежедневных интенсивных и длительных тренировочных занятиях содержание гликогена в рабочих мышцах и печени существенно снижается ото дня ко дню, так как при обычном пищевом рационе даже суточного перерыва между тренировками недостаточно для полного восстановления гликогена. Увеличение содержания углеводов в пищевом рационе спортсмена может обеспечить полное восстановление углеводных ресурсов организма к следующему тренировочному занятию.

Устранение молочной кислоты.

В период восстановления происходит устранение молочной кислоты из рабочих мышц, крови и тканевой жидкости, причем тем быстрее, чем меньше образовалось молочной кислоты во время работы. Важную роль играет также послерабочий режим. Так, после максимальной нагрузки для полного устранения накопившейся молочной кислоты требуется 60-90 мин в условиях полного покоя – сидя или лежа (пассивное восстановление). Однако, если после такой нагрузки выполняется легкая работа (активное восстановление), то устранение молочной Кислоты происходит значительно быстрее. У нетренированных людей оптимальная интенсивность “восстанавливающей” нагрузки – примерно 30-45% от МПК (например, бег трусцой), а. у хорошо тренированных спортсменов – 50-60% от МПК, общей продолжительностью примерно 20 мин

Основных пути устранения молочной кислоты:

1) окисление до СО2 и ШО (так устраняется примерно 70% всей накопленной молочной кислоты);

2) превращение в гликоген (в мышцах и печени) и в глюкозу (в печени) -около 20%;

3) превращение в белки (менее 10%);

4) удаление с мочой и потом (1-2%).

При активном восстановлении доля молочной кислоты, устраняемой аэробным путем, увеличивается. Хотя окисление молочной кислоты может происходить в самых разных органах и тканях (скелетных мышцах, мышце сердца, печени, почках и др.), наибольшая ее часть окисляется в скелетных мышцах (особенно их медленных волокнах) . Это делает понятным, почему легкая работа (в ней участвуют в основном медленные мышечные волокна) способствует более быстрому устранению лактата после тяжелых нагрузок.

Значительная часть медленной (лактатной) фракции О2-долга связана с устранением молочной кислоты. Чем интенсивнее нагрузка, тем больше эта фракция. У нетренированных людей она достигает максимально 5-10 л, у спортсменов, особенно у представителей скоростно-силовых видов спорта, – 15-20 л. Длительность ее – около часа. Величина и продолжительность лактатной фракции О2-долга уменьшаются при активном восстановлении.

Активный отдых

Характер и длительность восстановительных процессов могут изменяться в зависимости от режима деятельности спортсменов в послерабочий, восстановительный, период.

В опытах И. М. Сеченова было показано, что в определенных условиях более быстрое и более значительное восстановление работоспособности обеспечивается не пассивным отдыхом, а переключением на другой вид деятельности, т. е. активным отдыхом.

В частности, он обнаружил, что работоспособность руки, утомленной работой на ручном эргографе, восстанавливалась быстрее и полнее, когда период отдыха ее был заполнен работой другой руки. Анализируя этот феномен, И. М. Сеченов предположил, что афферентные импульсы, поступающие во время отдыха от других работающих мышц, способствуют лучшему восстановлению работоспособности нервных центров, как бы заряжая их энергией. Кроме того, работа одной рукой вызывает увеличение кровотока в сосудах другой руки, что также может способствовать более быстрому восстановлению работоспособности утомленных мышц.

Положительный эффект активного отдыха проявляется не только при переключении на работу других мышечных групп, но и при выполнении той же работы, но с меньшей интенсивностью.

Например, переход от бега с большой скоростью к бегу трусцой также оказывается эффективным для более быстрого восстановления. Молочная кислота устраняется из крови быстрее при активном отдыхе, т. е. в условиях работы сниженной мощности, чем при пассивном отдыхе.

С физиологической точки зрения, положительный эффект заключительной работы невысокой мощности в конце тренировки или после соревнования является проявлением феномена активного отдыха.