Le niveau maximum de consommation d'oxygène caractérise la puissance des processus d'approvisionnement en énergie aérobie. La dette maximale en oxygène reflète la capacité des processus anaérobies. Ci-dessous sur la fig. La figure 4 montre la dynamique de l'augmentation du niveau de consommation d'oxygène Ro/t, l/min pendant le fonctionnement pendant 4 minutes et pendant la récupération ultérieure pendant 30 à 40 minutes. Le niveau de consommation le plus élevé à la fin de l’exercice correspondra au niveau maximum de consommation d’oxygène en service. La consommation totale d’oxygène pendant la récupération est égale à la dette en oxygène.
Riz. 8Niveau de consommation d'oxygène pendant l'exercice (4 min) et la récupération (jusqu'à 30 - 40 min)
La quantité d’oxygène consommée pendant le travail et la récupération détermine la dépense énergétique de l’athlète et constitue la demande en oxygène.
R.O. 2 = V.O. 2+S FAIRE 2, l.
À son tour, la dette en oxygène est égale à la somme des fractions alactique et lactate.
S FAIRE 2 = FAIRE 2 al+ FAIRE 2 lactation, l.
Le niveau de demande en oxygène sera
R.O. 2 / t = V.O. 2/t+Σ FAIRE 2 /t, l/min.
La dynamique de la consommation d'oxygène pendant le fonctionnement peut être représentée par une équation exponentielle à deux composantes avec une valeur limite égale au niveau de fonctionnement maximum pour cet exercice La diminution des apports lors de la récupération peut également s'exprimer par une fonction exponentielle avec une fraction d'alactate plus rapide et une fraction de dactate plus lente.
Différentes méthodes sont utilisées pour déterminer le niveau maximum de consommation d'oxygène :
1) méthode de charge maximale unique pendant 5 à 6 minutes,
2) la méthode d'exercices répétés avec une charge croissante jusqu'à ce que la performance aérobie maximale soit atteinte,
3) la méthode d'augmentation progressive de la charge au cours d'un seul exercice,
4) méthode d'augmentation linéaire continue de la charge au cours d'un seul exercice. D'autres méthodes sont également utilisées.
Il convient de noter que ce n'est que dans la première méthode qu'il est possible de déterminer avec assez de précision le travail externe. Ce dernier point est important pour déterminer le rapport avec les réalisations de l’athlète.
Le niveau maximum de consommation d'oxygène dépend des performances du cœur et de la différence artério-veineuse de saturation en oxygène du sang.
V.O. 2 /t max = Q (A - B) = SV RH(A-B), (8)
où VO2/tmax est le niveau maximum de consommation d'oxygène, l/min,
Q - performance cardiaque, l/min,
(A - B) - différence artério-veineuse de saturation en oxygène du sang, ml O2 / 100 ml de sang,
SV - volume systolique du cœur, ml/battement.,
FC - fréquence cardiaque, battements/min.
On sait que les performances cardiaques chez activités sportives varie de 20 à 30 l/min à 40 l/min, volume systolique - de 130 à 200 ml/battement, la fréquence cardiaque atteint 200 battements/min et plus. Avec un exercice intense, la différence artério-veineuse atteint 15 à 20 O2 ml/100 ml de sang.
Ainsi, le niveau de productivité énergétique aérobie est caractérisé par deux facteurs principaux : les mécanismes circulatoires et la respiration.
La respiration est divisée en externe et tissulaire. À leur tour, ces indicateurs dépendent d'un certain nombre de facteurs : la capacité en oxygène du sang, le taux de diffusion de l'O2 à partir des tissus, la capacité vitale du sang, la profondeur et la fréquence de la respiration, la ventilation maximale des poumons, la diffusion capacité des poumons, pourcentage d'oxygène utilisé, structure et nombre de métachondries, réserves de substrats énergétiques, pouvoir des enzymes oxydantes, capillarisation musculaire, vitesse volumétrique du flux sanguin dans les tissus, équilibre acido-basique du sang, etc.
La littérature contient actuellement de nombreuses données sur la consommation maximale d'oxygène et ses valeurs par unité de poids corporel chez les athlètes de diverses spécialisations. Les valeurs les plus élevées de consommation maximale d'oxygène jusqu'à 6,7 l/min sont observées chez les skieurs de fond et les rameurs. Les valeurs plus élevées chez les skieurs sont dues en grande partie au fait qu'ils concourent et s'entraînent sur des terrains accidentés avec plus de montées et de descentes. Rameurs en hauteur poids mort De par la conception du bateau, les carrosseries développent une puissance élevée à une distance de 2000 m.
Dans les exercices de course à pied, de natation, de patinage de vitesse et vélo le niveau de consommation maximum est compris entre 5,2 et 5,6 l/min. En termes de consommation d'oxygène par unité de poids corporel, les valeurs les plus élevées sont observées chez les skieurs et les coureurs-séjours jusqu'à 84 ml/kg/min. Pour les rameurs, cette valeur est de 67 ml/kg/min en raison du fait que leur poids corporel est généralement compris entre 90 et 100 kg ou plus. Des valeurs relativement faibles sont également observées chez les coureurs et les patineurs de sprint. Il convient de garder à l'esprit qu'en natation et en aviron, le niveau de consommation d'oxygène par unité de poids est moins important que dans d'autres sports, puisque l'exercice s'effectue dans l'eau, où ce n'est pas le poids corporel qui est essentiel, mais la rationalisation et la flottabilité. .
Des niveaux records de consommation d’oxygène sont observés dans coureurs de ski jusqu'à 7,41 l/min et jusqu'à 94 ml/kg/min.
Dette maximale en oxygène déterminé après un exercice répété de haute intensité (généralement supérieur à 95 à 97 % de vitesse maximale sur le segment). DANS natation sportive ces exercices peuvent être des distances de 4 x 50 m avec un repos de 15 à 30 s, en course à pied 4 x 400 m, sur un vélo ergométrique, des exercices répétés d'une durée allant jusqu'à 60 s. Dans tous les cas, les exercices sont effectués jusqu'à l'échec, la durée des exercices répétés ne dépasse pas 60 secondes et avec l'augmentation du repos, l'intensité des exercices augmente.
La dette en oxygène est déterminée en analysant les volumes de gaz prélevés lors de la récupération après l'exercice. L'ampleur des apports de gaz est déterminée en soustrayant la valeur O2 - consommation au repos - de la consommation d'oxygène. Ce dernier est déterminé après 30 minutes de repos avant l'exercice au repos en position assise (SMR - taux métabolique en position assise), toutes les mesures de volumes de gaz sont réduites au STPD. Le calcul de la dette totale en oxygène, de ses fractions alactique et lactate est effectué en analysant la relation « niveau d'arrivée d'O2 - temps de récupération » et en résolvant l'équation biexponentielle. Il convient de garder à l'esprit que, puisque la principale fraction de lactate de la dette en oxygène a une forte corrélation avec la concentration d'acide lactique dans le sang après l'exercice (jusqu'à 0,95 et plus), alors dans la pratique sportive, la détermination du lactate sanguin est utilisée pour évaluer les capacités anaérobies d'un athlète. Cette dernière procédure est beaucoup plus simple, plus pratique et nécessite moins de temps et d'équipement.
La productivité énergétique anaérobie dépend d'un certain nombre de facteurs : le niveau de développement de mécanismes compensatoires et de systèmes tampons qui permettent d'effectuer un travail pénible dans des conditions de déplacement de l'environnement interne (vers l'acidose) et d'empêcher ce déplacement ; efficacité (puissance) des systèmes enzymatiques anaérobies ; réserves de systèmes énergétiques dans les muscles ; adaptation d'un athlète à effectuer des exercices dans des conditions de dette en oxygène.
Les valeurs les plus élevées de dette en oxygène ont été obtenues après avoir couru quatre fois 400 m avec un repos raccourci - jusqu'à 26,26 l, après avoir nagé quatre fois 50 m avec un repos de 15 s - jusqu'à 14,43 l, sur un ergomètre à vélo après des efforts répétés -exercices d'intensité - jusqu'à 8,28 l/ 406.505/. Dans le tableau Le tableau 10 présente les valeurs de consommation maximale d'oxygène, de dette en oxygène et de ses fractions selon une enquête menée auprès de 80 nageurs (âge 16,7 1,75 ans, longueur du corps 174,6 6,92 cm, poids corporel 66,97 9,4 kg) et 78 rameurs (âge 22,9 3,66 ans, longueur du corps 187,41 4,21 cm, poids 86,49 5,6 kg). Les indicateurs énergétiques pour les patineurs et les coureurs sont donnés selon N.I. Volkov et V.S. Ivanov.
Tableau 5
Valeurs moyennes du niveau maximum de consommation d'oxygène, de la dette en oxygène et de ses fractions dans types cycliques sports parmi les athlètes ayant des réalisations différents niveaux
|
Type de sport |
Énergie indicateurs |
MSMK |
décharge |
décharge |
||
|
Athlétisme |
V¢O 2max, l/min SDO2.l D O2 al, je D O2 lactation, je |
|||||
|
Patinage |
V¢ O 2max, l/min S DÔ 2.l D O2 al, je D O2 lac t, je |
|||||
|
Natation |
V¢O 2,max l/min S DÔ 2.l D O2 al, je D O2 lac t, je |
|||||
|
Académique |
V¢ O 2,maxi l/min S DÔ 2.l D O2 al, je |
|||||
|
D O2 lactation, je |
Il convient de noter que les athlètes d'athlétisme de diverses qualifications ont des valeurs élevées de fraction lactate de la dette en oxygène. Dans le même temps, la fraction alactique dans tous les types d'exercices n'a pas une différence aussi nette.
Un lien statistique élevé a été noté entre les deux principaux indicateurs énergétiques considérés et les résultats à distance. différentes longueurs avec des groupes de volume important et de qualifications étendues. Chez les nageurs, la plus grande corrélation entre le niveau maximum de consommation d'oxygène est observée avec des résultats à 200 m - 0,822, la dette totale en oxygène à 100 m - 0,766, les fractions de lactate et d'alactate avec des résultats à 50 m (Tableau 11).
Tableau 6
Coefficients de corrélation entre les indicateurs d'énergie et la vitesse de nage à des distances de différentes longueurs (n = 80, à p 0,05 r = 0,22)
|
Énergie Indicateurs |
Distances, m |
|||
DANS processus travail musculaire l'apport en oxygène du corps, les phosphagènes (ATP et CrF), les glucides (glycogène musculaire et hépatique, glucose sanguin) et les graisses sont consommés. Après travaux, ils sont restaurés. L'exception concerne les graisses, qui ne peuvent pas être restaurées.
DANS les processus de récupération se produisant dans le corps après le travail se reflètent énergétiquement par une consommation d'oxygène accrue (par rapport à l'état d'avant le travail) - dette en oxygène (voir Fig. 12). Selon la théorie originale de A. Hill (1922), dette en oxygène. est une consommation excessive d'O2 au-dessus du niveau de repos avant le travail, qui fournit au corps l'énergie nécessaire pour revenir à l'état d'avant le travail, y compris la restauration des réserves d'énergie dépensées pendant le travail et l'élimination de l'acide lactique. Le taux de consommation d'O2 après le travail. diminue de façon exponentielle : pendant les 2-3 premières minutes très rapidement (rapide. , ou lactate, composante de la dette en oxygène), puis plus lentement (lent, ou lactate, composante de la dette en oxygène), jusqu'à atteindre (après 30-60 minutes ) une valeur constante proche de la valeur de pré-travail.
P. Après avoir fonctionné à une puissance allant jusqu'à 60 % du MOC, la dette en oxygène ne dépasse pas significativement le déficit en oxygène. Après un exercice plus intense, la dette en oxygène dépasse largement le déficit en oxygène, et plus la puissance de travail est élevée (Fig. 24).B La composante rapide (alactate) de la dette en O2 est principalement associée à l'utilisation de l'O2 pour la restauration rapide des phosphagènes à haute énergie consommés lors du travail des muscles qui travaillent, ainsi qu'à la restauration de la teneur normale en O2 dans le sang veineux et avec la saturation de la myoglobine en oxygène.
M La composante lente (lactate) de la dette en O2 est associée à de nombreux facteurs. Dans une large mesure, elle est associée à l’élimination du lactate du sang et des fluides tissulaires après le travail. Dans ce cas, l'oxygène est utilisé dans des réactions oxydatives qui assurent la resynthèse du glycogène à partir du lactate sanguin (principalement dans le foie et en partie dans les reins) et l'oxydation du lactate dans le cœur et muscles squelettiques. De plus, une augmentation à long terme de la consommation d'O2 est associée à la nécessité de maintenir une activité accrue des systèmes respiratoire et cardiovasculaire pendant la période de récupération, une augmentation du métabolisme et d'autres processus provoqués par une activité accrue à long terme du système nerveux sympathique et systèmes hormonaux, augmentation de la température corporelle, qui diminue également lentement tout au long de la période de récupération.
Restaurer les réserves d'oxygène. L'oxygène se trouve dans les muscles sous la forme d'une liaison chimique avec la myoglobine. Ces réserves sont très faibles : chaque kilogramme masse musculaire contient environ 11 ml d'O2. Par conséquent, les réserves totales d’oxygène « musculaire » (basées sur 40 kg de masse musculaire chez le sportif) ne dépassent pas 0,5 litre. Lors d'un travail musculaire, il peut être rapidement consommé, et après le travail il peut être rapidement restitué. Le taux de restauration des réserves d'oxygène dépend uniquement de son apport aux muscles.
AVEC Après l'arrêt du travail, le sang artériel traversant les muscles présente une tension partielle (teneur) élevée en O2, de sorte que la restauration de l'O2-myoglobine se produit probablement en quelques secondes. L'oxygène consommé dans ce cas constitue une certaine partie de la fraction rapide de la dette en oxygène, qui comprend également un petit volume d'O2 (jusqu'à 0,2 l), qui sert à reconstituer son contenu normal dans le sang veineux.
T Ainsi, quelques secondes après l'arrêt du travail, les « réserves » d'oxygène dans les muscles et le sang sont restaurées. La tension partielle d'O2 dans l'air alvéolaire et le sang artériel atteint non seulement le niveau d'avant travail, mais le dépasse également. La teneur en O2 du sang veineux circulant des muscles qui travaillent et d'autres organes et tissus actifs du corps est également rapidement restaurée, ce qui indique un apport suffisant en oxygène pendant la période post-travail. Par conséquent, il n'y a aucune raison physiologique d'utiliser la respiration avec. de l'oxygène pur ou un mélange à haute teneur en oxygène après le travail pour accélérer les processus de récupération.
Restauration des phosphagènes (ATP et KrP). Les phosphagènes, notamment l'ATP, sont restaurés très rapidement (Fig. 25). Déjà dans les 30 s après l'arrêt du travail, jusqu'à 70 % des phosphagènes consommés sont restaurés et leur reconstitution complète se termine en quelques minutes, presque exclusivement grâce à l'énergie du métabolisme aérobie, c'est-à-dire grâce à l'oxygène consommé dans la phase rapide. de la dette O2. En effet, si immédiatement après le travail vous garrotisez le membre qui travaille et privez ainsi les muscles de l'oxygène délivré par le sang, alors la restauration du KrF ne se produira pas.Comment plus de consommation de phosphagènes pour. temps de fonctionnement, plus il faut d'O2 pour les restituer (pour restituer 1 mole d'ATP, il faut 3,45 litres d'O2). L'ampleur de la fraction rapide (alactate) de la dette en O2 est directement liée au degré de diminution des phosphagènes dans les muscles à la fin du travail. Par conséquent, cette valeur indique la quantité de phosphagènes consommée pendant le processus de travail.
U Chez les hommes non entraînés, la valeur maximale de la fraction rapide de la dette en O2 atteint 2 à 3 litres. Des valeurs particulièrement élevées de cet indicateur ont été enregistrées parmi les représentants des sports de vitesse (jusqu'à 7 litres chez les athlètes hautement qualifiés). Dans ces sports, la teneur en phosphagènes et le taux de leur consommation dans les muscles déterminent directement la puissance maximale et maintenue (à distance) de l'exercice.
Restauration du glycogène. Selon les idées initiales de R. Margaria et al. (1933), le glycogène consommé pendant le travail est resynthétisé à partir de l'acide lactique dans les 1 à 2 heures suivant le travail. L’oxygène consommé pendant cette période de récupération détermine la deuxième fraction, lente ou lactate, de la dette O2. Cependant, il est désormais établi que la restauration du glycogène dans les muscles peut durer jusqu'à 2-3 jours.
AVEC Le taux de récupération du glycogène et la quantité de ses réserves restaurées dans les muscles et le foie dépendent de deux facteurs principaux : le degré de consommation de glycogène pendant le travail et la nature de l'alimentation pendant la période de récupération. Après un épuisement très important (plus des 3/4 du contenu initial), voire complet, du glycogène dans les muscles qui travaillent, sa restauration dans les premières heures avec une alimentation normale est très lente, et il faut jusqu'à 2 jours pour atteindre le niveau de pré-travail. Avec une alimentation riche en glucides (plus de 70 % des calories quotidiennes), ce processus s'accélère - déjà au cours des 10 premières heures, plus de la moitié du glycogène est restauré dans les muscles qui travaillent, à la fin de la journée, il est complètement restauré, et dans le foie, la teneur en glycogène est nettement plus élevée que d'habitude. Par la suite, la quantité de glycogène dans les muscles et le foie qui travaillent continue d'augmenter et 2 à 3 jours après la charge « épuisante », elle peut dépasser la charge de pré-travail de 1,5 à 3 fois - le phénomène de surcompensation (voir Fig. 21, courbe 2).
À lors de séances d'entraînement quotidiennes intensives et à long terme, la teneur en glycogène dans les muscles et le foie qui travaillent diminue considérablement de jour en jour, car avec une alimentation normale, même une pause quotidienne entre les entraînements ne suffit pas pour restaurer complètement le glycogène. L’augmentation de la teneur en glucides dans l’alimentation d’un athlète peut garantir une restauration complète des ressources glucidiques de l’organisme d’ici la prochaine séance d’entraînement (Fig. 26). U perte d'acide lactique. Pendant la période de récupération, l'acide lactique est éliminé des muscles qui travaillent, du sang et des liquides tissulaires, et plus vite, moins il se forme d'acide lactique pendant le travail. Rôle important Le mode afterwork joue également un rôle. Ainsi, après un exercice maximal, il faut 60 à 90 minutes pour éliminer complètement l'acide lactique accumulé dans des conditions de repos complet - assis ou couché (récupération passive). Cependant, si, après une telle charge, un travail léger est effectué (récupération active), l'élimination de l'acide lactique se produit beaucoup plus rapidement. Pour les personnes non entraînées, l'intensité optimale de la charge de « récupération » est d'environ 30 à 45 % du VO2max (par exemple, le jogging), a. chez les athlètes bien entraînés - 50 à 60 % du MOC, avec une durée totale d'environ 20 minutes (Fig. 27).AVEC Il existe quatre manières principales d'éliminer l'acide lactique : 1) l'oxydation en CO2 et SHO (cela élimine environ 70 % de tout l'acide lactique accumulé) ; 2) conversion en glycogène (dans les muscles et le foie) et en glucose (dans le foie) - environ 20 % ; 3) conversion en protéines (moins de 10 %) ; 4) élimination avec l'urine et la sueur (1-2 %). Avec une réduction active, la proportion d'acide lactique éliminée de manière aérobie augmente. Bien que l'oxydation de l'acide lactique puisse se produire dans divers organes et tissus (muscles squelettiques, muscle cardiaque, foie, reins, etc.), la plus grande partie de celui-ci est oxydée dans les muscles squelettiques (en particulier leurs fibres lentes). Cela montre clairement pourquoi un travail léger (qui implique principalement des fibres musculaires à contraction lente) aide à éliminer le lactate plus rapidement après un exercice intense.
Z Une partie importante de la fraction lente (lactate) de la dette en O2 est associée à l'élimination de l'acide lactique. Plus la charge est intense, plus cette fraction est importante. Chez les personnes non entraînées, il atteint un maximum de 5 à 10 litres, chez les athlètes, en particulier parmi les représentants des sports de vitesse et de force, de 15 à 20 litres. Sa durée est d'environ une heure. L'ampleur et la durée de la fraction lactate de la dette O2 diminuent avec la réduction active.
CONSOMMATION D'OXYGÈNE ET DETTE D'OXYGÈNE CONSOMMATION D'OXYGÈNE ET DETTE D'OXYGÈNE - Cours, section Sports, Cours magistral sur le sujet Base physiologique culture physique et sports, matériel pédagogique Le terme consommation d'oxygène indique la quantité d'O2 absorbée. Le terme consommation d'oxygène fait référence à la quantité d'O 2 . absorbé par le corps sur une certaine période de temps (généralement en 1 minute). Au repos et avec modéré activité musculaire, c'est-à-dire que lorsque la resynthèse de l'ATP repose uniquement sur des processus aérobies (phosphorylation oxydative), la consommation d'O 2 correspond à la demande en oxygène de l'organisme. À mesure que l'intensité de l'activité augmente (par exemple, lorsque la puissance du travail musculaire augmente), les processus anaérobies sont activés pour une resynthèse suffisamment efficace de l'ATP. Cela n’est pas seulement dû au fait qu’il n’est pas possible d’approvisionner suffisamment en oxygène les muscles qui travaillent. Cela est principalement dû au fait que la phosphorylation oxydative est un processus relativement lent et n'a pas le temps d'assurer un taux suffisant de resynthèse d'ATP lors d'une activité musculaire intense. Il est donc nécessaire d’activer des processus anaérobies plus rapides. À cet égard, une fois les travaux terminés, il devient nécessaire de maintenir la consommation d'O2 pendant un certain temps. niveau élevé pour resynthétiser les quantités dépensées de créatine phosphate et éliminer l’acide lactique. Le terme « dette d'oxygène » a été proposé par le scientifique anglais A. Hill pour désigner la quantité d'oxygène qui doit être consommée en plus une fois les travaux terminés afin de couvrir les coûts des processus énergétiques anaérobies par phosphorylation oxydative. La demande en oxygène pendant le fonctionnement se compose donc de la somme de la consommation d'O2 pendant le fonctionnement et de la dette en oxygène. Le besoin de processus anaérobies survient presque toujours au début du travail musculaire, car la consommation d'ATP augmente plus rapidement que la phosphorylation oxydative ne se développe. Ainsi, la resynthèse de l’ATP au tout début du travail musculaire est assurée par des processus anaérobies. Cela conduit à un manque d'oxygène au début du travail, qui doit être compensé par un renforcement supplémentaire des processus oxydatifs après la fin du travail ou pendant le travail lui-même. Ce dernier est possible avec un fonctionnement prolongé de puissance modérée. La dette en oxygène comprend deux composantes (R. Margaria) : a) la dette alactique en oxygène est la quantité d'O 2. qui doit être dépensé pour la resynthèse de l'ATP et du CP et la reconstitution du réservoir d'oxygène des tissus (oxygène lié dans tissu musculaire avec la myoglobine), b) la dette en lactate d'oxygène est la quantité d'O 2. ce qui est nécessaire pour éliminer l'acide lactique accumulé pendant le fonctionnement. L'élimination de l'acide lactique consiste en l'oxydation d'une partie de celui-ci en H 2 O et CO 2 et la resynthèse du glycogène du reste. La dette en oxygène d'alactate est éliminée dans les premières minutes après la fin du travail. L’élimination de la dette en oxygène lactate peut durer 30 minutes ou plus.
La consommation d'oxygène (OC) est un indicateur qui reflète état fonctionnel systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
Avec une augmentation de l'intensité des processus métaboliques lors de l'activité physique, une augmentation significative de la consommation d'oxygène est nécessaire. Cela impose des exigences accrues au fonctionnement des systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
Au début d'un travail dynamique de puissance sous-maximale, la consommation d'oxygène augmente et atteint après quelques minutes un état stable. Cardiovasculaire et système respiratoire commencez à travailler progressivement, avec un certain retard. Par conséquent, au début du travail, le manque d'oxygène augmente. Il persiste jusqu'à la fin de la charge et stimule l'activation d'un certain nombre de mécanismes qui assurent les changements hémodynamiques nécessaires.
Dans des conditions d'état d'équilibre, la consommation d'oxygène du corps est complètement satisfaite, la quantité de lactate dans le sang artériel n'augmente pas et la ventilation, la fréquence cardiaque et la pression atmosphérique ne changent pas. Le temps nécessaire pour atteindre un état d’équilibre dépend du degré de précharge, de l’intensité et du travail de l’athlète. Si la charge dépasse 50 % de la puissance aérobie maximale, l’état d’équilibre se produit dans les 2 à 4 minutes. Avec l'augmentation de la charge, le temps nécessaire pour stabiliser le niveau de consommation d'oxygène augmente, tandis qu'une lente augmentation de la ventilation et de la fréquence cardiaque est observée. Dans le même temps, l’acide lactique commence à s’accumuler dans le sang artériel. Une fois la charge terminée, la consommation d'oxygène diminue progressivement et revient au niveau d'origine. La quantité d'oxygène consommée au-dessus du niveau du métabolisme basal pendant la période de récupération est appelée dette d’oxygène (OD).
La dette en oxygène se compose de 4 éléments :
Élimination aérobie des produits du métabolisme anaérobie (CD initial)
Augmentation de la dette en oxygène du muscle cardiaque et des muscles respiratoires (pour restaurer la fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire initiales)
Augmentation de la consommation d'oxygène des tissus en fonction d'une augmentation temporaire de la température corporelle
Reconstitution de la myoglobine en oxygène
Le montant de la dette en oxygène dépend de l’effort et de l’entraînement de l’athlète. Avec une charge maximale d'une durée de 1 à 2 minutes, une personne non entraînée a une dette de 3 à 5 litres et un athlète de 15 litres ou plus. La dette maximale en oxygène est une mesure de la capacité dite anaérobie. Il convient de prendre en compte que le CD caractérise plutôt la capacité totale des processus anaérobies, c'est-à-dire la quantité totale de travail effectué avec un effort maximum, plutôt que la capacité à développer une puissance maximale.
Consommation maximale d'oxygène
La consommation d'oxygène augmente proportionnellement à l'augmentation de la charge, mais il existe une limite à laquelle une nouvelle augmentation de la charge ne s'accompagne plus d'une augmentation de la pression artérielle. Ce niveau est appelé consommation maximale d’oxygène ou limite d’oxygène.
La consommation maximale d'oxygène est la quantité maximale d'oxygène qui peut être délivrée aux muscles qui travaillent en 1 minute.
La consommation maximale d'oxygène dépend de la masse des muscles qui travaillent et de l'état des systèmes de transport de l'oxygène, des performances respiratoires et cardiaques et de la circulation périphérique. La valeur du MOC est liée à la fréquence cardiaque, au volume systolique et à la différence artério-veineuse - la différence de teneur en oxygène entre le sang artériel et veineux (AVR)
MPC=HR*UOK*AVRO2
La consommation maximale d'oxygène est déterminée en litres par minute. DANS enfance il augmente proportionnellement à la taille et au poids. Chez l'homme, il atteint son niveau maximum entre 18 et 20 ans. À partir de 25-30 ans, il diminue régulièrement.
En moyenne, la consommation maximale d'oxygène est de 2 à 3 l/min et pour les athlètes de 4 à 7 l/min.
Pour évaluer la condition physique d'une personne, le pouls d'oxygène est déterminé - le rapport entre la consommation d'oxygène par minute et le pouls au cours de la même minute, c'est-à-dire le nombre de millilitres d'oxygène délivrés en une seule minute. pulsation. Cet indicateur caractérise l'efficacité du cœur. Moins le pouls d'oxygène augmente, plus l'hémodynamique est efficace ; plus la fréquence cardiaque est basse, la quantité d'oxygène requise est délivrée.
Au repos, la CP est de 3,5 à 4 ml, et avec une activité physique intense, accompagnée d'une consommation d'oxygène de 3 l/min, elle augmente jusqu'à 16 à 18 ml.
11.caractéristiques biochimiques de l'activité musculaire de puissance variable (zone de puissance maximale et sous-maximale)
Zones de puissance relative du travail musculaire
Actuellement, diverses classifications de la puissance de l'activité musculaire ont été adoptées. L’une d’elles est la classification de la Colombie-Britannique. Farfel, basé sur la position occupée par le pouvoir activité physique est déterminé par la relation entre les trois voies principales de resynthèse de l'ATP qui fonctionnent dans les muscles pendant le travail. Selon cette classification, on distingue quatre zones de puissance relative de travail musculaire : puissance maximale, sous-maximale, grande et modérée.
Travailler dans la zone puissance maximale peut durer 15 à 20 s. La principale source d’ATP dans ces conditions est la créatine phosphate. Ce n'est qu'à la fin des travaux que la réaction créatine phosphate est remplacée par la glycolyse. Exemple exercice physique effectué dans la zone de puissance maximale est en cours d'exécution courtes distances, sauts en longueur et en hauteur, certains exercices de gymnastique, soulever la barre, etc.
Travailler dans la zone puissance sous-maximale a une durée allant jusqu'à 5 minutes. Le principal mécanisme de resynthèse de l’ATP est glycolytique. Au début du travail, jusqu'à ce que la glycolyse ait atteint sa vitesse maximale, la formation d'ATP se produit grâce à la créatine phosphate, et à la fin du travail, la glycolyse commence à être remplacée par la respiration des tissus. Le travail dans la zone de puissance sous-maximale est caractérisé par la dette en oxygène la plus élevée - jusqu'à 20 litres. Des exemples d'activité physique dans cette zone de puissance sont la course de demi-fond, la natation sur courte distance, course cycliste sur la piste, patinage sur glace distances de sprint etc.
12.caractéristiques biochimiques de l'activité musculaire de puissance variable (zone de puissance élevée et modérée)
Travailler dans la zone haute puissance a une durée maximale de 30 minutes. Le travail dans cette zone est caractérisé par des contributions à peu près égales de la glycolyse et de la respiration tissulaire. La voie créatine phosphate de resynthèse de l'ATP ne fonctionne qu'au tout début du travail et sa part dans l'approvisionnement énergétique total de ce travail est donc faible. Un exemple d'exercices dans cette zone de puissance est la course à 5 000 centimètres, le patinage à des distances stables, ski de fond natation de fond, intermédiaire et intermédiaire longues distances etc.
Travailler dans la zone puissance modérée dure plus de 30 minutes. L’apport énergétique nécessaire à l’activité musculaire se fait principalement de manière aérobie. Un exemple d'une telle opération de puissance est marathon, athlétisme cross-country, course à pied, vélo de route, ski de fond longue distance, randonnée, etc.
Dans les sports acycliques et situationnels, la puissance du travail effectué change plusieurs fois. Ainsi, un joueur de football alterne course à vitesse modérée et course sur de courtes distances à vitesse de sprint ; Vous pouvez également trouver des segments du jeu où la puissance du travail est considérablement réduite. De tels exemples peuvent être donnés à propos de nombreux autres sports.
Cependant, dans un certain nombre disciplines sportives néanmoins, l'activité physique liée à une certaine zone de pouvoir prédomine. Ainsi, le travail physique des skieurs est généralement effectué avec une puissance élevée ou modérée, et en haltérophilie, des charges maximales et sous-maximales sont utilisées.
Par conséquent, lors de la préparation des athlètes, il est nécessaire d'utiliser charges d'entraînement, développant la voie de resynthèse de l'ATP, qui est la principale en matière d'approvisionnement énergétique pour le travail dans la zone de puissance relative caractéristique d'un sport donné.
Système aérobie est l'oxydation des nutriments dans les mitochondries pour produire de l'énergie. Cela signifie que le glucose, les acides gras et les acides aminés des substances alimentaires, comme indiqué à gauche sur la figure, après un certain traitement intermédiaire, se combinent avec l'oxygène, libérant d'énormes quantités d'énergie, qui sont utilisées pour convertir l'AMP et l'ADP en ATP. .
Comparaison du mécanisme aérobie la production d'énergie avec le système glycogène-acide lactique et le système phosphagène selon le taux maximum relatif de production d'énergie, exprimé en moles d'ATP formées par minute, donne le résultat suivant.
On comprend donc facilement que système phosphagène utilisez les muscles pour des poussées de puissance de quelques secondes, mais le système aérobie est essentiel pour une activité sportive à long terme. Entre les deux se trouve le système glycogène-acide lactique, particulièrement important pour fournir une puissance supplémentaire lors d'exercices de durée intermédiaire (par exemple, courses de 200 et 800 m).
Quels systèmes énergétiques utilisé dans différents sports ? Connaître le pouvoir activité physique et sa durée pendant différents types sports, il est facile de comprendre quel système énergétique est utilisé pour chacun.
Restauration des systèmes métaboliques musculaires après activité physique. Tout comme l’énergie de la phosphocréatine peut être utilisée pour restaurer l’ATP, l’énergie du système glycogène-acide lactique peut être utilisée pour restaurer à la fois la phosphocréatine et l’ATP. L’énergie du métabolisme oxydatif peut restaurer tous les autres systèmes, l’ATP, la phosphocréatine et le système glycogène-acide lactique.
Réduction de l'acide lactique signifie simplement éliminer son excès accumulé dans tous les fluides corporels. Ceci est particulièrement important car l’acide lactique provoque une fatigue extrême. S'il y a suffisamment d'énergie générée par le métabolisme oxydatif, l'élimination de l'acide lactique se produit de deux manières : (1) une petite partie de l'acide lactique est reconvertie en acide pyruvique et subit ensuite un métabolisme oxydatif dans les tissus corporels ; (2) le reste de l’acide lactique est reconverti en glucose, principalement dans le foie. Le glucose, à son tour, est utilisé pour reconstituer les réserves de glycogène dans les muscles.
Restaurer le système aérobie après une activité physique. Même aux premiers stades d’une maladie grave travail physique la capacité d'une personne à synthétiser de l'énergie de manière aérobie est partiellement réduite. Cela est dû à deux effets : (1) ce qu’on appelle la dette d’oxygène ; (2) épuisement des réserves de glycogène musculaire.
Dette d’oxygène. Le corps contient normalement environ 2 litres d’oxygène stocké, qui peut être utilisé pour le métabolisme aérobie même sans inhaler de nouvel oxygène. Cet apport d'oxygène comprend : (1) 0,5 litre dans l'air des poumons ; (2) 0,25 L, dissous dans les liquides corporels ; (3) 1 L associé à l'hémoglobine sanguine ; (4) 0,3 l, qui sont stockés dans le fibres musculaires, principalement en combinaison avec la myoglobine - une substance similaire à l'hémoglobine et, comme elle, lie l'oxygène.
Lors d'un travail physique intense la quasi-totalité de l'apport d'oxygène est utilisée pour le métabolisme aérobie en 1 minute environ. Puis, après la fin de l’activité physique, cet apport doit être remplacé par l’inhalation d’oxygène supplémentaire par rapport aux besoins au repos. De plus, environ 9 litres d'oxygène doivent être dépensés pour restaurer le système phosphagène et l'acide lactique. L’oxygène supplémentaire qui doit être remplacé est appelé dette d’oxygène (environ 11,5 L).
L'image illustre principe de la dette en oxygène. Au cours des 4 premières minutes, une personne effectue un travail physique intense et le taux de consommation d'oxygène augmente de plus de 15 fois. Ensuite, après la fin du travail physique, la consommation d'oxygène reste toujours supérieure à la normale, et au début elle est beaucoup plus élevée, tandis que le système phosphagène est restauré et l'apport d'oxygène est remplacé dans le cadre de la dette en oxygène, et au cours des 40 minutes suivantes, le lactique l'acide est éliminé plus lentement. La première partie de la dette en oxygène, dont le montant est de 3,5 L, est appelée dette alactique en oxygène (non associée à l'acide lactique). La dernière partie de la dette, soit environ 8 L d’oxygène, est appelée dette d’oxygène lactique (associée à l’élimination de l’acide lactique).
