Максималното ниво на консумация на кислород характеризира мощността на аеробните процеси на енергоснабдяване. Максималният кислороден дълг отразява капацитета на анаеробните процеси. По-долу на фиг. 4 показва динамиката на увеличаване на нивото на консумация на кислород Ro/T, l / min по време на работа за 4 минути и по време на последващо възстановяване за 30 - 40 минути. Най-високото ниво на консумация в края на упражнението ще съответства на максималното работно ниво на консумация на кислород. Общата консумация на кислород по време на възстановяване е равна на кислородния дълг.
Ориз. 8Нивото на консумация на кислород по време на тренировка (4 минути) и възстановяване (до 30 - 40 минути)
Сумата от консумацията на кислород по време на работа и възстановяване определя енергийните разходи на спортиста и представлява потребността от кислород.
RO 2 = VO 2+S НАПРАВЕТЕ 2, л.
От своя страна, кислородният дълг е равен на сумата от алактатната и лактатната фракции
С НАПРАВЕТЕ 2 = НАПРАВЕТЕ 2 ал+ НАПРАВЕТЕ 2 лакт, л.
Нивото на търсене на кислород ще бъде
RO 2 / T = VO 2 / t + Σ НАПРАВЕТЕ 2 /T, л/мин.
Динамиката на консумацията на кислород по време на работа може да бъде представена чрез двукомпонентно експоненциално уравнение с гранична стойност, равна на максималното работно ниво за това упражнениеНамаляването на приема по време на възстановяване може също да се изрази като експоненциална функция с по-бърза алактатна и по-бавна дактатна фракция.
Използват се различни методи за определяне на максималното ниво на консумация на кислород:
1) методът на единично крайно натоварване за 5 - 6 минути,
2) методът на повтарящи се упражнения с нарастващо натоварване до достигане на максимално аеробно представяне,
3) методът на постепенно увеличаване на натоварването по време на едно упражнение,
4) методът на непрекъснато линейно увеличаване на натоварването по време на едно упражнение. Използват се и други методи.
Трябва да се отбележи, че само при първия метод е възможно точно да се определи външната работа. Последното е важно за определяне на връзката с постиженията на спортиста.
Максималното ниво на консумация на кислород зависи от работата на сърцето и артериовенозната разлика в насищането на кръвта с кислород.
VO 2 /T max=Q(A-B)= SV HR(A-B), (8)
където VO2/tmax е максималното ниво на консумация на кислород, l/min,
Q - производителност на сърцето, l / min,
(A - B) - артерио-венозна разлика в насищането на кръвта с кислород, ml O2 / 100 ml кръв,
SV - ударен обем на сърцето, ml / удара,
HR - сърдечна честота, удари/мин.
Известно е, че работата на сърцето в спортни дейностиварира от 20 - 30 л / мин до 40 л / мин, ударен обем - от 130 до 200 мл / удара, сърдечната честота достига 200 удара / мин и повече. При интензивно натоварване артерио-венозната разлика достига 15 - 20 O2 ml / 100 ml кръв.
По този начин нивото на аеробна енергийна продуктивност се характеризира с два основни фактора: механизми на кръвообращението и дишане.
Дишането се разделя на външно и тъканно. От своя страна тези показатели зависят от редица фактори на кислородния капацитет на кръвта, скоростта на дифузия на О2 от тъканта, жизнения капацитет на кръвта, дълбочината и честотата на дишане, максималната вентилация на белите дробове, дифузионния капацитет на белите дробове, процента на използвания кислород, структурата и броя на метахондриите, запасите от енергийни субстрати, мощността на окислителните ензими, мускулната капиляризация, обемната скорост на кръвния поток в тъканите, киселинно-алкалния баланс на кръвта и др.
Понастоящем в литературата има много данни за максималната консумация на кислород и нейните стойности на единица телесна маса при спортисти от различни специализации. Най-високи стойности на максимална кислородна консумация до 6,7 l/min се наблюдават при ски бягане и гребци по гребане. Високите стойности на скиорите до голяма степен се дължат на факта, че те се състезават и тренират на пресечени терени с повече изкачвания и спускания. Гребци с високо собствено телесно тегло, поради дизайна на лодката, развиват висока мощност на разстояние 2000 m.
В упражненията по бягане, плуване, кънки и Колоезденемаксималното ниво на консумация е в диапазона 5,2 - 5,6 l / min. По отношение на консумацията на кислород на единица телесно тегло, най-високи стойности се наблюдават при скиори и бегачи до 84 ml/kg/min. За гребците тази стойност е 67 ml/kg/min поради факта, че тяхното телесно тегло обикновено е в диапазона 90 - 100 kg или повече. Сравнително ниски стойности се наблюдават и при бегачи и скейтъри. Трябва да се има предвид, че при плуване и гребане нивото на консумация на кислород на единица тегло е по-малко важно, отколкото при други спортове, тъй като упражнението се изпълнява във вода, където рационализацията и плаваемостта не са от съществено значение, а рационализацията и плаваемостта.
Рекордни нива на консумация на кислород се наблюдават при ски състезателидо 7,41 л/мин и до 94 мл/кг/мин.
Максимален кислороден дълг определено след повтарящи се упражнения с висока интензивност (обикновено над 95 - 97% от максимална скоростна среза). IN спортно плуванетакива упражнения могат да бъдат разстояния от 4 х 50 м с почивка от 15 - 30 s, при бягане 4 x 400 m, на велоергометър, повторни упражнения с продължителност до 60 s. Във всички случаи упражненията се изпълняват до отказ, продължителността на повторните упражнения не надвишава 60 s, с увеличаване на почивката интензивността на упражненията се увеличава.
Кислородният дълг се определя чрез анализиране на обемите газ, изтеглени по време на възстановяването след тренировка. Размерите на приходите от газ се определят чрез изваждане на стойността на O2 от консумацията на кислород - консумацията на почивка. Последното се определя след 30 минути почивка преди упражнение в покой в седнало положение (SMR-метаболична скорост на седене), всички измервания на газовите обеми се свеждат до STPD. Изчисляването на стойността на общия кислороден дълг, неговите алактатни и лактатни фракции се извършва чрез анализ на зависимостта "ниво на пристигане на O2 - време за възстановяване" и решаване на биекспоненциално уравнение. Трябва да се има предвид, че тъй като основната лактатна фракция на кислородния дълг има висока корелация с концентрацията на млечна киселина в кръвта след тренировка (до 0,95 и повече), в спортната практика кръвният лактат се използва за оценка на анаеробния капацитет на един спортист. Последната процедура е много по-проста, по-удобна и изисква по-малко време и оборудване.
Анаеробната енергийна производителност зависи от редица фактори: нивото на развитие на компенсаторните механизми и буферните системи, които ви позволяват да извършвате тежка работа в условия на промяна на вътрешната среда (по посока на ацидоза) и предотвратяване на тази промяна; ефективност (мощност) на анаеробни ензимни системи; запаси в мускулите на енергийните системи; адаптация на спортист към упражнения в условия на кислороден дефицит.
Най-високи стойности на кислороден дълг са получени след бягане четири пъти по 400 m със съкратена почивка - до 26,26 l, след плуване четири пъти по 50 m с почивка от 15 s - до 14,43 l, на велоергометър след многократно високо -интензивност упражнения - до 8,28 л / 406 505/. В табл. 10 са показани стойностите на максималната кислородна консумация, кислородния дълг и неговите фракции според прегледа на 80 плувци (възраст - 16,7 1,75 години, дължина на тялото 174,6 6,92 cm, телесно тегло 66,97 9,4 kg) и 78 гребци (възраст 22,9 3,66 години, дължина на тялото 187,41 4,21 см, тегло 86,49 5,6 кг). Енергийните показатели за скейтъри и бегачи са дадени според Н. И. Волков и В. С. Иванов.
Таблица 5
Средни стойности на максималното ниво на консумация на кислород, кислороден дълг и неговите фракции в циклични типовеспорт сред спортисти с постижения различни нива
|
Вид спорт |
Енергия показатели |
МСМК |
освобождаване от отговорност |
освобождаване от отговорност |
||
|
Атлетика |
V¢ O 2max, l/min S DO 2,l д O2 ал, л д O2 лакт, л |
|||||
|
Кънки |
V¢ O 2max, l/min С д O 2,l д O2 ал,л д O2 лак t ,l |
|||||
|
Плуване |
V¢ O 2, макс. l/min С д O 2,l д O2 ал,л д O2 лак t ,l |
|||||
|
академичен |
V¢ O 2, макс. л/мин С д O 2,l д O2 ал,л |
|||||
|
д O2 лакт,л |
Трябва да се отбележи, че спортисти с различни квалификации имат високи стойности на лактатната фракция на кислородния дълг. В същото време алактична фракция във всички видове упражнения няма толкова ясна разлика.
Отбелязана е висока статистическа връзка на разглежданите два основни енергийни показателя с постиженията на разстояния. различни дължинисъс значителни по обем и разтегнати в квалификационни групировки. При плувците най-голяма връзка между максималното ниво на консумация на кислород се наблюдава при постижения на 200 m - 0,822, общ кислороден дълг на 100 m - 0,766, лактатни и алактатни фракции с резултати на 50 m (Таблица 11).
Таблици 6
Коефициенти на корелация между енергийните показатели и скоростта на плуване на разстояния с различна дължина (n = 80, при р 0,05 r = 0,22)
|
Енергия Индикатори |
Разстояния, m |
|||
INпроцес мускулна работаснабдяването на тялото с кислород, изразходват се фосфагени (ATP и CRF), въглехидрати (мускулен и чернодробен гликоген, кръвна глюкоза) и мазнини. След работа те се възстановяват. Изключение правят мазнините, чието възстановяване може да не бъде.
INвъзстановителните процеси, които се случват в тялото след работа, намират своето енергийно отражение в повишената (p "в сравнение с предработното състояние) консумация на кислород - кислороден дълг (виж фиг. 12). Според оригиналната теория на А. Хъл ( 1922), кислородният дълг е прекомерна консумация на O2 над нивото на почивка преди тренировка, което осигурява енергия за тялото да се възстанови до състоянието преди работа, включително възстановяване на енергийните резерви, консумирани по време на работа, и елиминирането на млечната киселина. консумацията на O2 след работа намалява експоненциално: през първите 2-3 минути много бързо (бърз или лактатен компонент на кислородния дълг), а след това по-бавно (бавен или лактатен компонент на кислородния дълг), докато достигне (след 30-60 минути) постоянна стойност, близка до предварителна работа.
ПСлед операция с капацитет до 60% от MIC, кислородният дълг не надвишава много кислородния дефицит. След по-интензивно натоварване кислородният дълг значително надвишава дефицита на кислород и колкото повече, толкова по-висока е мощността на работа (фиг. 24).бБързият (алактичен) компонент на O2-задължението се свързва главно с използването на O2 за бързото възстановяване на високоенергийните фосфагени, изразходвани по време на работа в работещите мускули, както и с възстановяването на нормалното съдържание на O2 във венозната кръв и с насищане на миоглобина с кислород.
МБавният (лактатен) компонент на O2-дълга е свързан с много фактори. До голяма степен това е свързано с елиминирането на лактат след работа от кръвта и тъканните течности. В този случай кислородът се използва в окислителни реакции, които осигуряват ресинтеза на гликоген от кръвен лактат (главно в черния дроб и отчасти в бъбреците) и окисляването на лактат в сърцето и скелетни мускули. В допълнение, дългосрочното увеличаване на консумацията на O2 е свързано с необходимостта от поддържане на повишена активност на дихателната и сърдечно-съдовата система по време на възстановителния период, повишен метаболизъм и други процеси, които са причинени от дългосрочно повишена активност на симпатикуса. нервна и хормонална система, повишена телесна температура, която също бавно намалява през целия период на възстановяване.
Възстановяване на кислородните резерви.Кислородът се намира в мускулите под формата на химична връзка с миоглобина. Тези запаси са много малки: всеки килограм мускулна масасъдържа около 11 ml O2. Следователно общите резерви на "мускулен" кислород (на 40 kg мускулна маса при спортисти) не надвишават 0,5 литра. В процеса на мускулна работа той може бързо да се изразходва, а след работа бързо да се възстанови. Скоростта на възстановяване на запасите от кислород зависи само от доставката му до мускулите.
СЪСведнъж след прекратяване на работата, артериалната кръв, преминаваща през мускулите, има високо парциално напрежение (съдържание) на O2, така че възстановяването на O2-миоглобина става вероятно за няколко секунди. Консумираният кислород в този случай представлява определена част от бързата фракция на кислородния дълг, която включва и малко количество O2 (до 0,2 l), което отива за попълване на нормалното му съдържание във венозна кръв.
TТака в рамките на няколко секунди след прекратяване на работата се възстановяват "резервите" на кислород в мускулите и кръвта. Частичното напрежение на O2 в алвеоларния въздух и артериалната кръв не само достига предработното ниво, но и го надвишава. Съдържанието на О2 във венозната кръв, изтичаща от работещите мускули и други активни органи и тъкани на тялото, също бързо се възстановява, което показва достатъчното им снабдяване с кислород в следработния период.Поради това няма физиологична причина да се използва дишане с чист кислород или смес с високо съдържание на кислород след работа за ускоряване на възстановителните процеси.
Възстановяване на фосфагени (АТР и CRF).Фосфагените, особено АТФ, се възстановяват много бързо (фиг. 25). Още в рамките на 30 s след прекратяване на работата се възстановяват до 70% от изразходваните фосфагени и пълното им попълване завършва след няколко минути и почти изключително поради енергията на аеробния метаболизъм, т.е. поради кислорода, изразходван по време на бързото фаза на O2-дълг. Наистина, ако веднага след работа работният крайник се свие с турникет и по този начин лиши мускулите от кислород, доставен с кръвта, тогава възстановяването на CRF няма да настъпи.какповече консумация на фосфагени на. време на работа, толкова повече O2 е необходим за възстановяването им (за възстановяване на 1 мол ATP са необходими 3,45 литра O2). Стойността на бързата (алактична) фракция на O2-дълга е пряко свързана със степента на намаляване на фосфагените в мускулите до края на работата. Следователно тази стойност показва количеството фосфагени, консумирани по време на операцията.
Принетренирани мъже, максималната стойност на бързата фракция на O2-дълг достига 2-3 литра. Особено големи стойности на този показател са регистрирани сред представителите на скоростно-силовите спортове (до 7 литра при висококвалифицирани спортисти). В тези спортове съдържанието на фосфагени и скоростта на тяхното потребление в мускулите пряко определят максималната и поддържана (дистанционна) мощност на упражнението.
Възстановяване на гликоген.Според първоначалните идеи на Р. Маргария и др.(1933 г.), консумираният по време на работа гликоген се ресинтезира от млечна киселина в рамките на 1-2 часа след работа. Кислородът, консумиран по време на този период на възстановяване, определя втората, бавна или лактатна фракция O2-Debt. Сега обаче е установено, че възстановяването на гликогена в мускулите може да продължи до 2-3 дни.
СЪССкоростта на възстановяване на гликогена и количеството на неговите възстановими резерви в мускулите и черния дроб зависят от два основни фактора: степента на потребление на гликоген по време на работа и естеството на диетата по време на възстановителния период. След много значително (повече от 3/4 от първоначалното съдържание), до пълно, изчерпване на гликогена в работещите мускули, възстановяването му в първите часове при нормално хранене е много бавно и са необходими до 2 дни, за да се достигне ниво преди работа. При диета с високо съдържание на въглехидрати (повече от 70% от дневното съдържание на калории) този процес се ускорява - още през първите 10 часа повече от половината от гликогена се възстановява в работещите мускули, до края на деня е напълно се възстановява, а в черния дроб съдържанието на гликоген е много по-високо от обикновено. В бъдеще количеството гликоген в работещите мускули и в черния дроб продължава да се увеличава и 2-3 дни след "изтощителното" натоварване може да надвиши предварителната работа 1,5-3 пъти - феноменът на суперкомпенсация (вж. Фиг. 21, крива 2).
Приежедневни интензивни и дълги тренировки, съдържанието на гликоген в работещите мускули и черния дроб значително намалява от ден на ден, тъй като при нормална диета дори ежедневната почивка между тренировките не е достатъчна за пълното възстановяване на гликогена. Увеличаването на съдържанието на въглехидрати в диетата на спортиста може да осигури пълно възстановяване на въглехидратните ресурси на тялото до следващата тренировка (фиг. 26). Приелиминиране на млечна киселина. По време на периода на възстановяване млечната киселина се елиминира от работещите мускули, кръв и тъканна течност и колкото по-бързо, толкова по-малко млечна киселина се образува по време на работа. Важна роляиграе и режим след работа. И така, след максимално натоварване са необходими 60-90 минути, за да се елиминира напълно натрупаната млечна киселина в условия на пълен покой - седнало или легнало (пасивно възстановяване). Въпреки това, ако след такова натоварване се извършва лека работа (активно възстановяване), тогава елиминирането на млечната киселина става много по-бързо. При нетренирани хора оптималната интензивност на "възстановяващото" натоварване също е приблизително 30-45% от IPC (например джогинг). при добре тренирани спортисти - 50-60% от IPC, с обща продължителност приблизително 20 минути (фиг. 27).СЪСИма четири основни начина за елиминиране на млечна киселина: 1) окисление до CO2 и SO (това елиминира приблизително 70% от цялата натрупана млечна киселина); 2) превръщане в гликоген (в мускулите и черния дроб) и глюкоза (в черния дроб) - около 20%; 3) превръщане в протеини (по-малко от 10%); 4) отстраняване с урина и пот (1-2%). При активно възстановяване делът на млечната киселина, елиминирана аеробно, се увеличава. Въпреки че окисляването на млечна киселина може да се случи в различни органи и тъкани (скелетни мускули, сърдечен мускул, черен дроб, бъбреци и др.), по-голямата част от нея се окислява в скелетните мускули (особено техните бавни влакна). Така става ясно защо леката работа (която включва предимно бавни мускулни влакна) допринася за по-бързото елиминиране на лактата след тежки натоварвания.
ЗЗначителна част от бавната (лактатна) фракция на O2-задължението е свързана с елиминирането на млечната киселина. Колкото по-интензивно е натоварването, толкова по-голяма е тази част. При нетренирани хора той достига максимум 5-10 литра, при спортисти, особено сред представителите на скоростно-силовите спортове, достига до 15-20 литра. Продължителността му е около час. Големината и продължителността на лактатната фракция на O2-задължението намаляват с активното възстановяване.
ПОТРЕБЛЕНИЕ НА КИСЛОРОД И КИСЛОРОДЕН ДЪЛГ ПОТРЕБЛЕНИЕ НА КИСЛОРОД И КИСЛОРОДЕН ДЪЛГ - Лекция, раздел Спорт, Курс от лекции по темата Физиологична основа физическо възпитаниеи спорт, учебно помагало Терминът Консумация на Кислород Означава Количеството Абсорбиран O2. Терминът консумация на кислород се отнася до количеството O 2 . абсорбира се от тялото за определен период от време (обикновено в рамките на 1 минута). В покой и с умерена мускулна дейност, т.е. когато ресинтезът на АТФ се основава само на аеробни процеси (окислително фосфорилиране), консумацията на O 2 съответства на кислородната нужда на тялото. С увеличаване на интензивността на активността (например с увеличаване на мощността на мускулната работа) се включват анаеробни процеси за достатъчно ефективен ресинтез на АТФ. Това се дължи не само на факта, че не е възможно да се доставят достатъчно кислород на работещите мускули. Това се дължи главно на факта, че окислителното фосфорилиране е сравнително бавен процес и няма време да осигури достатъчна скорост на ресинтеза на АТФ по време на интензивна мускулна активност. Следователно е необходимо активирането на по-бързи анаеробни процеси. В тази връзка, след края на работата, се налага да се поддържа консумацията на O2 за определен период от време за повишено нивоза ресинтезиране на изразходвани количества креатин фосфат и елиминиране на млечна киселина. Терминът "кислороден дълг" е предложен от английския учен А. Хил за обозначаване на количеството кислород, което трябва да бъде допълнително изразходвано след приключване на работата, за да се покрият разходите за анаеробни енергийни процеси, дължащи се на окислително фосфорилиране. Така потребността от кислород по време на работа се състои от сумата на потреблението на O 2 по време на работа и кислородния дълг. Необходимостта от анаеробни процеси почти винаги възниква в началото на мускулната работа, тъй като консумацията на АТФ нараства по-бързо, отколкото се разгръща окислителното фосфорилиране. Следователно ресинтезът на АТФ в самото начало на мускулната работа се осигурява от анаеробни процеси. Това води до недостиг на кислород в началото на работа, който трябва да бъде покрит чрез допълнително засилване на окислителните процеси след края на работата или по време на самата работа. Последното е възможно при продължителна работа на умерена мощност. Кислородният дълг включва два компонента (R. Margaria): а) алактичният кислороден дълг е количеството O 2 . които трябва да бъдат изразходвани за ресинтеза на АТФ и СР и попълване на тъканния кислороден резервоар (кислород, свързан в мускулна тъканс миоглобин), б) лактатният кислороден дълг е количеството O2. което е необходимо за елиминиране на натрупаната по време на работа млечна киселина. Елиминирането на млечната киселина се състои в окисляването на една част от нея до H 2 O и CO 2 и в ресинтеза на гликоген от останалата част. Алактатният кислороден дефицит се елиминира в първите минути след края на работата. Елиминирането на лактатния кислороден дефицит може да продължи 30 минути или повече.
Консумацията на кислород (ОК) е показател, който отразява функционалното състояние на сърдечно-съдовата и дихателната система.
С увеличаване на интензивността на метаболитните процеси по време на физическо натоварване е необходимо значително увеличаване на консумацията на кислород. Това поставя повишени изисквания към функцията на сърдечно-съдовата и дихателната система.
В началото на динамична работа на субмаксимална мощност, консумацията на кислород се увеличава и след няколко минути достига стабилно състояние. Сърдечно-съдови и дихателната системасе въвеждат в експлоатация постепенно, с известно закъснение. Поради това в началото на работа недостигът на кислород се увеличава. Той продължава до края на натоварването и стимулира активирането на редица механизми, които осигуряват необходимите промени в хемодинамиката.
При стационарно състояние потреблението на кислород от тялото е напълно удовлетворено, количеството лактат в артериалната кръв не се увеличава, а вентилацията на белите дробове, сърдечната честота и атмосферното налягане също не се променят. Времето за достигане на стабилно състояние зависи от степента на предварително натоварване, интензивност, работа на спортиста. Ако натоварването надвишава 50% от максималната аеробна мощност, тогава стабилно състояние настъпва в рамките на 2-4 минути. С увеличаване на натоварването времето за стабилизиране на нивото на консумация на кислород се увеличава, докато има бавно увеличаване на вентилацията на белите дробове, сърдечната честота. В същото време започва натрупването на млечна киселина в артериалната кръв. След края на натоварването консумацията на кислород постепенно намалява и се връща към първоначалното ниво на количеството кислород, изразходвано над базовия метаболизъм в периода на възстановяване, т.нар. кислороден дълг (OD).
Кислородният дълг се състои от 4 компонента:
Аеробно елиминиране на анаеробни метаболитни продукти (първоначално KD)
Увеличаване на кислородния дълг от сърдечния мускул и дихателните мускули (за възстановяване на първоначалната сърдечна честота и дихателна честота)
Повишена консумация на кислород в тъканите в зависимост от временно повишаване на телесната температура
Попълване на миоглобиновия кислород
Размерът на кислородния дълг зависи от количеството усилия и тренировка на спортиста. При максимално натоварване с продължителност 1–2 минути, нетрениран човек има дълг от 3–5 литра, а спортистът има 15 литра или повече. Максималният кислороден дълг е мярка за така наречения анаеробен капацитет. Трябва да се има предвид, че СА по-скоро характеризира общия капацитет на анаеробните процеси, тоест общото количество работа, извършена при максимално усилие, а не способността за развиване на максимална мощност.
Максимална консумация на кислород
Консумацията на кислород се увеличава пропорционално на увеличаването на натоварването, но идва граница, при която по-нататъшното увеличаване на натоварването вече не е придружено от увеличаване на AC. Това ниво се нарича максимална кислородна консумация или кислородна граница.
Максималното поглъщане на кислород е максималното количество кислород, което може да бъде доставено до работещите мускули за 1 минута.
Максималната консумация на кислород зависи от масата на работещите мускули и състоянието на системите за транспорт на кислород, дихателната и сърдечната дейност и периферното кръвообращение. Стойността на BMD е свързана със сърдечната честота, ударния обем, артерио-венозната разлика - разликата в съдържанието на кислород между артериалната и венозната кръв (AVR)
MPK = HR * WOK * AVRO2
Максималната консумация на кислород се определя в литри за минута. IN детствотя се увеличава пропорционално на височината и теглото. При мъжете достига максимално ниво до 18-20 години. Започвайки от 25-30-годишна възраст, тя постоянно намалява.
Средно максималната консумация на кислород е 2-3 l / min, а за спортисти 4-7 l / min
За ставка физическо състояниеопределя се кислородният пулс на човек - съотношението на консумацията на кислород за минута към честотата на пулса за същата минута, тоест броят милилитри кислород, който се доставя в една сърдечна контракция. Този показател характеризира ефективността на работата на сърцето. Колкото по-малко се увеличава кислородният импулс, толкова по-ефективна е хемодинамиката, толкова по-ниска е сърдечната честота, необходимото количество кислород се доставя.
В покой CP е 3,5-4 ml, а при интензивно физическо натоварване, придружено от консумация на кислород от 3 l / min, се повишава до 16-18 ml.
11. биохимични характеристики на мускулната активност с различна мощност (зона на максимална и субмаксимална мощност)
Относителни зони на мощност на мускулната работа
Понастоящем са приети различни класификации на мощността на мускулната активност. Една от тях е класификацията B.C. Фарфел, въз основа на позицията, че силата на физическа дейностсе дължи на съотношението между трите основни пътя на ресинтеза на АТФ, които функционират в мускулите по време на работа. Според тази класификация се разграничават четири зони на относителна мощност на мускулната работа: максимална, субмаксимална, висока и умерена мощност.
Работа в зоната максимална мощностможе да продължи 15-20 s. Основният източник на АТФ при тези условия е креатин фосфатът. Едва в края на работата реакцията на креатин фосфат се заменя с гликолиза. Пример упражнениеизвършена в зоната на максимална мощност работи на къси разстояния, скок на дължина и скок на височина, някои гимнастически упражнения, вдигане на щанга и др.
Работа в зоната субмаксимална мощносте с продължителност до 5 минути. Водещият механизъм на ресинтеза на АТФ е гликолитичният. В началото на работа, докато гликолизата достигне максималната си скорост, образуването на АТФ се дължи на креатин фосфат, а в края на работата гликолизата започва да се заменя с тъканно дишане. Работата в зоната на субмаксимална мощност се характеризира с най-висок кислороден дълг - до 20 литра. Примери за упражнения в тази зона на мощност са бягане на средни разстояния, плуване на къси разстояния, състезания с велосипедина пистата, кънки на спринт дистанциии т.н.
12. биохимични характеристики на мускулната активност с различна мощност (зона на висока и умерена мощност)
Работа в зоната голяма мощ е с максимална продължителност до 30 минути. Работата в тази зона се характеризира с приблизително еднакъв принос на гликолизата и тъканното дишане. Креатин фосфатният път на ресинтеза на АТФ функционира само в самото начало на работата и следователно неговият дял в общото енергийно снабдяване на тази работа е малък. Пример за упражнения в тази силова зона е 5000-часово бягане на кънки за оставащи разстояния, ски състезаниекрос-кънтри, междинни и дълги разстоянияи т.н.
Работа в зоната умерена мощностпродължава над 30 минути. Енергийното снабдяване на мускулната дейност се осъществява главно по аеробен път. Пример за такава сила е маратонско бягане, лекоатлетически крос, състезателно ходене, шосейно колоездене, ски бягане на дълги разстояния, туризъм и др.
При ациклични и ситуационни спортове силата на извършената работа се променя многократно. И така, за футболист бягането с умерена скорост се редува с бягане на къси разстояния със спринтова скорост; можете да намерите и такива сегменти от играта, когато силата на работа е значително намалена. Такива примери могат да бъдат дадени във връзка с много други спортове.
Въпреки това, в редица спортни дисциплини все още преобладават физическите натоварвания, свързани с определена силова зона. И така, физическата работа на скиорите обикновено се извършва с висока или умерена мощност, а при вдигане на тежести се използват максимални и субмаксимални натоварвания.
Ето защо при подготовката на спортистите е необходимо да се прилагат тренировъчни натоварвания, развивайки пътя на ресинтеза на АТФ, който е водещ в енергийното осигуряване на работата в характерната за този спорт зона на относителна мощност.
Аеробна системае окисляването на хранителни вещества в митохондриите за енергия. Това означава, че глюкозата, мастните киселини и аминокиселините от храната, както е показано вляво на фигурата, след известна междинна обработка се свързват с кислорода, освобождавайки огромно количество енергия, което се използва за превръщане на AMP и ADP в ATP.
Сравнение на аеробен механизъмза получаване на енергия със системата гликоген-млечна киселина и фосфагенната система, според относителната максимална скорост на генериране на енергия, изразена в молове АТФ, генериран за минута, дава следния резултат.
Така че човек може лесно да разбере това фосфагенна системаизползвайте мускулите за изблици на сила, продължаващи няколко секунди, но аеробната система е от съществено значение за продължителна атлетична активност. Между тях е системата гликоген-млечна киселина, която е особено важна за осигуряване на допълнителна мощност по време на междинни натоварвания (например състезания на 200 и 800 м).
Какви енергийни системиизползвани в различни спортове? Познавайки силата физическа дейности продължителността му за различни видовеспортове, лесно е да се разбере коя от енергийните системи се използва за всяка от тях.
Възстановяване на мускулните метаболитни системислед физическа дейност. Точно както енергията на фосфокреатина може да се използва за възстановяване на АТФ, енергията на системата гликоген-млечна киселина може да се използва за възстановяване както на фосфокреатин, така и на АТФ. Енергията на окислителния метаболизъм може да възстанови всички други системи, АТФ, фосфокреатин и системата гликоген-млечна киселина.
Възстановяване на млечна киселинаозначава просто отстраняване на неговия излишък, натрупан във всички телесни течности. Това е особено важно, тъй като млечната киселина причинява силна умора. При наличие на достатъчно енергия, генерирана от окислителния метаболизъм, млечната киселина се отстранява по два начина: (1) малка част от млечната киселина се превръща обратно в пирогроздена киселина и след това се подлага на окислителен метаболизъм в телесните тъкани; (2) останалата част от млечната киселина се превръща обратно в глюкоза, главно в черния дроб. Глюкозата от своя страна се използва за попълване на запасите от мускулен гликоген.
Възстановяване на аеробната системаслед физическа активност. Дори в ранните стадии на тежка физическа работаспособността на човек да синтезира енергия аеробно е частично намалена. Това се дължи на два ефекта: (1) така нареченият кислороден дълг; (2) изчерпване на запасите от мускулен гликоген.
кислороден дълг. Обикновено тялото съдържа около 2 литра кислород в резерв, който може да се използва за аеробен метаболизъм дори без вдишване на нови порции кислород. Това снабдяване с кислород включва: (1) 0,5 L във въздуха на белите дробове; (2) 0,25 L разтворени в телесни течности; (3) 1 L, свързан с кръвния хемоглобин; (4) 0.3L, които се съхраняват в самите тях мускулни влакна, главно в комбинация с миоглобин - вещество, което е подобно на хемоглобина и свързва кислорода като него.
При тежка физическа работапочти целият запас от кислород се използва за аеробен метаболизъм за около 1 минута. След това, след края на физическата активност, този резерв трябва да се попълни чрез вдишване на допълнителен кислород в сравнение с нуждите за почивка. Освен това трябва да се използват около 9 литра кислород за възстановяване на фосфагенната система и млечната киселина. Допълнителният кислород, който трябва да бъде заменен, се нарича кислороден дълг (около 11,5 литра).
Фигурата илюстрира принцип на кислородния дълг. През първите 4 минути човек извършва тежка физическа работа, а скоростта на консумация на кислород се увеличава повече от 15 пъти. След това, след края на физическата работа, консумацията на кислород все още остава над нормата и в началото е много по-висока, докато фосфагенната система се възстановява и доставката на кислород се попълва като част от кислородния дълг, а през следващите 40 минути млечната киселина се отстранява по-бавно. Ранната част от кислородния дълг, който възлиза на 3,5 литра, се нарича алактациден кислороден дълг (не е свързан с млечната киселина). Късната част от дълга, която е приблизително 8 литра кислород, се нарича кислороден дълг на млечна киселина (свързан с отстраняването на млечна киселина).
