Le niveau maximal de consommation d'oxygène caractérise la puissance des processus d'apport d'énergie aérobie. La dette maximale en oxygène reflète la capacité des processus anaérobies. Ci-dessous dans la fig. 4 montre la dynamique de l'augmentation du niveau de consommation d'oxygène Ro/t, l / min pendant le fonctionnement pendant 4 minutes et lors de la récupération ultérieure pendant 30 à 40 minutes. Le niveau de consommation le plus élevé à la fin de l'exercice correspondra au niveau de travail maximum de consommation d'oxygène. La consommation totale d'oxygène pendant la récupération est égale à la dette d'oxygène.
Riz. 8Le niveau de consommation d'oxygène pendant l'effort (4 min) et la récupération (jusqu'à 30 - 40 min)
La somme de la consommation d'oxygène pendant le travail et la récupération détermine les dépenses énergétiques de l'athlète et constitue la demande en oxygène.
RO 2 = VO 2+S FAIRE 2, l.
À son tour, la dette en oxygène est égale à la somme des fractions d'alactate et de lactate
S FAIRE 2 = FAIRE 2 Al+ FAIRE 2 lactation, l.
Le niveau de demande en oxygène sera
RO 2 / t = VO 2 / t + Σ FAIRE 2 /t, l/min.
La dynamique de la consommation d'oxygène pendant le travail peut être représentée par une équation exponentielle à deux composantes avec une valeur limite égale au niveau de fonctionnement maximal pour cet exercice La diminution de l'apport pendant la récupération peut également être exprimée comme 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 maximal de consommation d'oxygène :
1) la méthode de la charge ultime unique pendant 5 à 6 minutes,
2) la méthode des 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) la 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 seule la première méthode permet de déterminer avec précision le travail externe. Ce dernier est important pour déterminer la relation avec les réalisations de l'athlète.
Le niveau maximal de consommation d'oxygène dépend des performances du cœur et de la différence artério-veineuse de la saturation en oxygène du sang.
VO 2 /t max=Q(A-B)= SV RH(A-B), (8)
où VO2/tmax est le niveau maximal de consommation d'oxygène, l/min,
Q - performance du cœur, l / min,
(A - B) - différence artério-veineuse de la saturation en oxygène du sang, ml O2 / 100 ml de sang,
SV - volume systolique du cœur, ml / battements,
FC - fréquence cardiaque, battements/min.
On sait que la performance du cœur dans activités sportives varie de 20 - 30 l / min à 40 l / min, volume systolique - de 130 à 200 ml / battements, fréquence cardiaque atteint 200 battements / min et plus. Avec un exercice intense, la différence artério-veineuse atteint 15 - 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 de la capacité en oxygène du sang, du taux de diffusion de l'O2 à partir des tissus, de la capacité vitale du sang, de la profondeur et de la fréquence de la respiration, de la ventilation maximale des poumons, la capacité de diffusion des poumons, le pourcentage d'oxygène utilisé, la structure et le nombre de métachondries, les réserves de substrats énergétiques, le pouvoir des enzymes oxydatives, la capillarisation musculaire, la vitesse volumétrique du flux sanguin dans les tissus, l'équilibre acido-basique du sang, etc.
Actuellement, il existe de nombreuses données dans la littérature sur la consommation maximale d'oxygène et ses valeurs par unité de masse corporelle 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 en aviron. Les valeurs élevées des skieurs sont en grande partie dues au fait qu'ils concourent et s'entraînent sur des terrains accidentés avec plus de hauts et de bas. Les rameurs avec un poids corporel élevé, en raison de la conception du bateau, développent une puissance élevée à une distance de 2000 m.
Dans les exercices de course, de natation, de patinage et vélo le niveau de consommation maximal 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 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, car l'exercice est effectué dans l'eau, où la carénage et la flottabilité ne sont pas essentiels, mais la carénage 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 déterminée après des exercices répétés de haute intensité (généralement au-dessus de 95 à 97 % de vitesse de pointe sur la coupe). DANS natation sportive ces exercices peuvent être des distances de 4 x 50 m avec un repos de 15 à 30 s, en courant 4 x 400 m, sur un vélo ergomètre, des exercices répétés pouvant durer 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 s, avec une augmentation du repos, l'intensité des exercices augmente.
La dette d'oxygène est déterminée en analysant les volumes de gaz prélevés lors de la récupération post-exercice. Les tailles des revenus de gaz sont déterminées en soustrayant la valeur d'O2 de la consommation d'oxygène - la consommation de repos. Ce dernier est déterminé après 30 minutes de repos avant l'exercice au repos en position assise (SMR-taux métabolique assis), toutes les mesures de volumes de gaz sont ramenées à STPD. Le calcul de la valeur de la dette totale en oxygène, de ses fractions alactate et lactate est réalisé en analysant la dépendance "niveau d'arrivée d'O2 - temps de récupération" et en résolvant une équation biexponentielle. Il convient de garder à l'esprit que la fraction lactate principale de la dette en oxygène étant fortement corrélée à la concentration d'acide lactique dans le sang après l'exercice (jusqu'à 0,95 et plus), dans la pratique sportive, le lactate sanguin est utilisé pour évaluer l'anaérobie capacité d'un athlète. Cette dernière procédure est beaucoup plus simple, plus pratique et nécessite moins de temps et de matériel.
La productivité énergétique anaérobie dépend d'un certain nombre de facteurs: le niveau de développement des mécanismes compensatoires et des systèmes tampons qui vous permettent d'effectuer un travail acharné dans des conditions de changement de l'environnement interne (dans le sens de l'acidose) et d'empêcher ce changement; efficacité (puissance) des systèmes enzymatiques anaérobies ; stock dans les muscles des systèmes énergétiques; adaptation d'un athlète à l'exercice dans des conditions de déficit 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 vélo ergomètre après des hauts répétés. -exercices d'intensité - jusqu'à 8,28 l / 406 505/. En tableau. 10 montre les valeurs de consommation maximale d'oxygène, la dette en oxygène et ses fractions selon l'examen de 80 nageurs (âge - 16,7 1,75 ans, longueur corporelle 174,6 6,92 cm, poids corporel 66,97 9,4 kg) et 78 rameurs (âge 22,9 3,66 ans, longueur corporelle 187,41 4,21 cm, poids 86,49 5,6 kg). Les indicateurs d'énergie pour les patineurs et les coureurs sont donnés selon N. I. Volkov et V. S. Ivanov.
Tableau 5
Valeurs moyennes du niveau maximal de consommation d'oxygène, de la dette en oxygène et de ses fractions dans types cycliques sport parmi les athlètes avec des réalisations différents niveaux
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Genre de sport |
Énergie indicateurs |
MSMK |
décharge |
décharge |
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athlétisme |
V¢O2max, l/min S DO 2,l D O2 Al, je D O2 lactation, je |
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Patinage |
V¢ O 2max, l/min S D O 2,l D O2 Al,l D O2 lac t ,l |
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Natation |
V¢ O 2, max l/min S D O 2,l D O2 Al,l D O2 lac t ,l |
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académique |
V¢ O 2, max l/min S D O 2,l D O2 Al,l |
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D O2 lactation,l |
Il convient de noter que les athlètes de diverses qualifications ont des valeurs élevées de la 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.
Une forte connexion statistique des deux principaux indicateurs énergétiques considérés avec les réalisations à distance a été notée. différentes longueurs avec un volume important et étiré dans les groupements de qualification. Chez les nageurs, la plus grande relation entre le niveau maximal de consommation d'oxygène est observée avec des réalisations à 200 m - 0,822, la dette totale en oxygène aux 100 m - 0,766, les fractions lactate et alactate avec des résultats à 50 m (tableau 11).
Tableaux 6
Coefficients de corrélation entre les indicateurs d'énergie et la vitesse de nage à des distances de différentes longueurs (n = 80, à р 0,05 r = 0,22)
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Énergie Indicateurs |
Distances, m |
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DANS processus travail musculaire l'apport d'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, dont la récupération peut ne pas l'être.
DANS les processus de restauration qui se produisent dans le corps après le travail trouvent leur réflexion énergétique dans l'augmentation (p "par rapport à l'état de pré-travail) de la consommation d'oxygène - dette en oxygène (voir Fig. 12). Selon la théorie originale de A. Hull ( 1922), la dette en oxygène est une consommation excessive d'O2 au-dessus du niveau de repos avant l'entraînement, qui fournit de l'énergie pour que le corps revienne à l'état de pré-travail, y compris la restauration des réserves d'énergie consommées pendant le travail et l'élimination de l'acide lactique. Le taux de la consommation d'O2 après le travail diminue de manière exponentielle : pendant les 2-3 premières minutes très rapidement (rapide, ou lactate, composante de la dette en oxygène), puis plus lentement (lente, ou lactate, composante de la dette en oxygène), jusqu'à ce qu'elle atteigne (après 30-60 minutes) une valeur constante proche du pré-travail.
P Après un fonctionnement avec une capacité allant jusqu'à 60% du MIC, la dette en oxygène ne dépasse pas de beaucoup le déficit en oxygène. Après un exercice plus intense, la dette en oxygène dépasse significativement le déficit en oxygène, et plus la puissance de travail est élevée (Fig. 24).B La composante rapide (alatique) de la dette d'O2 est principalement associée à l'utilisation d'O2 pour la récupération rapide des phosphagènes à haute énergie consommés pendant le travail dans les muscles en activité, ainsi qu'à la restauration d'une teneur normale en O2 dans le sang veineux et à la saturation de la myoglobine en oxygène.
M La composante lente (lactate) de la dette d'O2 est associée à de nombreux facteurs. Dans une large mesure, il est associé à l'élimination post-travail du lactate du sang et des liquides tissulaires. 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 les 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, un métabolisme accru et d'autres processus causés par une activité accrue à long terme du système sympathique. systèmes nerveux et hormonal, augmentation de la température corporelle, qui diminue également lentement tout au long de la période de récupération.
Restauration des réserves d'oxygène. L'oxygène se trouve dans les muscles sous la forme d'une liaison chimique avec la myoglobine. Ces stocks sont très faibles : chaque kilogramme masse musculaire contient environ 11 ml d'O2. Par conséquent, les réserves totales d'oxygène "musculaire" (pour 40 kg de masse musculaire chez les sportifs) ne dépassent pas 0,5 litre. Au cours du travail musculaire, il peut être rapidement consommé et après le travail, il peut être rapidement restauré. Le taux de restauration des réserves d'oxygène ne dépend que de son apport aux muscles.
AVEC une fois après l'arrêt du travail, le sang artériel traversant les muscles a une tension partielle (teneur) élevée en O2, de sorte que la restauration de la myoglobine O2 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 une petite quantité d'O2 (jusqu'à 0,2 l), qui va reconstituer son contenu normal dans le sang veineux.
J 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 de pré-travail, mais le dépasse également. La teneur en O2 dans le sang veineux provenant des muscles actifs et d'autres organes et tissus actifs du corps est également rapidement restaurée, ce qui indique leur apport suffisant en oxygène dans 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 avec une forte teneur en oxygène après le travail pour accélérer les processus de récupération.
Récupération des phosphagènes (ATP et CRF). Les phosphagènes, en particulier 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, et presque exclusivement en raison de l'énergie du métabolisme aérobie, c'est-à-dire en raison de l'oxygène consommé dans le jeûne phase de dette O2. En effet, si immédiatement après le travail, le membre travaillant est garrotté et prive ainsi les muscles de l'oxygène délivré avec le sang, alors la restauration du CRF ne se produira pas.Comment plus de consommation de phosphagènes par. temps de fonctionnement, plus il faut d'O2 pour les restituer (pour restituer 1 mole d'ATP, il faut 3,45 litres d'O2). La valeur de la fraction rapide (lactique) de la dette 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 consommés pendant l'opération.
À hommes non formés, la valeur maximale de la fraction rapide de la dette O2 atteint 2-3 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.
Récupération de 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 maintenant 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 récupérables 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), jusqu'à complet, du glycogène dans les muscles en activité, sa récupération 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 un régime riche en glucides (plus de 70% de la teneur quotidienne en calories), 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 restaurée et dans le foie, la teneur en glycogène est beaucoup plus élevée que d'habitude. À l'avenir, la quantité de glycogène dans les muscles qui travaillent et dans le foie continue d'augmenter, et 2-3 jours après la charge "épuisante", elle peut dépasser 1,5 à 3 fois le pré-travail - le phénomène de surcompensation (voir Fig. 21, courbe 2).
À séances d'entraînement quotidiennes intenses et longues, la teneur en glycogène des muscles et du foie qui travaillent est considérablement réduite 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 de l'athlète peut garantir une restauration complète des ressources en glucides de l'organisme d'ici la prochaine séance d'entraînement (Fig. 26). Àélimination de l'acide lactique. Pendant la période de récupération, l'acide lactique est éliminé des muscles, du sang et du liquide tissulaire au travail, et plus vite, moins d'acide lactique s'est formé pendant le travail. Rôle important joue aussi en mode after-work. Ainsi, après une charge maximale, 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 un travail léger (récupération active) est effectué après une telle charge, l'élimination de l'acide lactique se produit beaucoup plus rapidement. Chez les personnes non entraînées, l'intensité optimale de la charge de "rétablissement" est également d'environ 30 à 45% de l'IPC (par exemple, le jogging). chez les athlètes bien entraînés - 50 à 60% de l'IPC, avec une durée totale d'environ 20 minutes (Fig. 27).AVEC Il existe quatre façons principales d'éliminer l'acide lactique : 1) l'oxydation en CO2 et SO (ceci 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 de l'urine et de la sueur (1-2%). Avec la récupération active, la proportion d'acide lactique éliminé en aérobiose augmente. Bien que l'oxydation de l'acide lactique puisse se produire dans une variété d'organes et de tissus (muscles squelettiques, muscle cardiaque, foie, reins, etc.), la majeure partie est oxydée dans les muscles squelettiques (en particulier leurs fibres lentes). Cela permet de comprendre pourquoi un travail léger (qui implique principalement des fibres musculaires lentes) contribue à une élimination plus rapide du lactate après de fortes charges.
O Une partie importante de la fraction lente (lactate) de la dette 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 chez les représentants des sports de vitesse, il atteint 15 à 20 litres. Sa durée est d'environ une heure. L'ampleur et la durée de la fraction lactate de la dette d'O2 diminuent avec la récupération active.
CONSOMMATION D'OXYGENE ET DETTE D'OXYGENE CONSOMMATION D'OXYGENE ET DETTE D'OXYGENE - Cours, section Sport, Cours magistral sur le sujet Base physiologique La culture physique et sports, aide pédagogique Le terme consommation d'oxygène désigne 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 modération activité musculaire, c'est-à-dire que lorsque la resynthèse d'ATP repose uniquement sur des processus aérobies (phosphorylation oxydative), la consommation d'O 2 correspond à la demande en oxygène de l'organisme. Au fur et à mesure que l'intensité de l'activité augmente (par exemple, avec une augmentation de la puissance du travail musculaire), 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 de fournir suffisamment d'oxygène aux muscles qui travaillent. Ceci est principalement dû au fait que la phosphorylation oxydative est un processus relativement lent et qu'elle n'a pas le temps d'assurer un taux suffisant de resynthèse d'ATP lors d'une activité musculaire intense. Par conséquent, l'activation de processus anaérobies plus rapides est nécessaire. A cet égard, après la fin des travaux, il devient nécessaire de maintenir la consommation d'O2 pendant un certain temps pour niveau élevé pour resynthétiser les quantités de phosphate de créatine épuisées 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 le travail terminé afin de couvrir les coûts des processus énergétiques anaérobies dus à la phosphorylation oxydative. La demande en oxygène pendant le travail est donc constituée de la somme de la consommation d'O 2 pendant le travail et de la dette en oxygène. Le besoin de processus anaérobies se produit presque toujours au début du travail musculaire, car la consommation d'ATP augmente plus rapidement que la phosphorylation oxydative ne se déroule. Ainsi, la resynthèse de l'ATP au tout début du travail musculaire est assurée par des processus anaérobies. Cela conduit à un déficit en oxygène au début du travail, qui doit être couvert par une augmentation 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 en oxygène alactique 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 tissulaire (oxygène lié dans tissu musculaire avec la myoglobine), b) la dette lactate en oxygène est la quantité d'O 2. 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 en la resynthèse du glycogène à partir du reste. La dette d'oxygène d'alactate est éliminée dans les premières minutes après la fin du travail. L'élimination de la dette d'oxygène lactate peut durer 30 minutes ou plus.
La consommation d'oxygène (OC) est un indicateur qui reflète l'état fonctionnel des systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
Avec une augmentation de l'intensité des processus métaboliques lors d'un effort 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 du travail dynamique de puissance sous-maximale, la consommation d'oxygène augmente et après quelques minutes atteint un état stable. Cardiovasculaire et système respiratoire sont mis en service 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 apportent les modifications nécessaires de l'hémodynamique.
Dans des conditions d'équilibre, la consommation d'oxygène du corps est entièrement satisfaite, la quantité de lactate dans le sang artériel n'augmente pas et la ventilation des poumons, la fréquence cardiaque et la pression atmosphérique ne changent pas non plus. Le temps nécessaire pour atteindre un état d'équilibre dépend du degré de précharge, de l'intensité, du travail de l'athlète. Si la charge dépasse 50% de la puissance aérobie maximale, un état stable se produit en 2 à 4 minutes. Avec l'augmentation de la charge, le temps nécessaire pour stabiliser le niveau de consommation d'oxygène augmente, tandis qu'il y a une lente augmentation de la ventilation des poumons, de la fréquence cardiaque. Dans le même temps, l'accumulation d'acide lactique dans le sang artériel commence. Après la fin de la charge, la consommation d'oxygène diminue progressivement et revient au niveau initial de la quantité d'oxygène consommée en excès du taux métabolique basal pendant la période de récupération, appelée dette d'oxygène (OD).
La dette en oxygène comprend 4 composantes :
Élimination aérobie des produits du métabolisme anaérobie (KD initial)
Augmentation de la dette en oxygène par le muscle cardiaque et les muscles respiratoires (pour rétablir la fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire initiales)
Une augmentation de la consommation d'oxygène des tissus en fonction d'une augmentation temporaire de la température corporelle
Reconstitution de l'oxygène de la myoglobine
La taille de la dette d'oxygène dépend de la quantité d'effort et d'entraînement de l'athlète. Avec une charge maximale de 1 à 2 minutes, une personne non entraînée a une dette de 3 à 5 litres et un athlète a 15 litres ou plus. La dette maximale en oxygène est une mesure de la capacité dite anaérobie. Il convient de garder à l'esprit que l'AC caractérise plutôt la capacité totale des processus anaérobies, c'est-à-dire la quantité totale de travail effectué à l'effort maximal, et non la capacité à développer une puissance maximale.
Consommation maximale d'oxygène
La consommation d'oxygène augmente proportionnellement à l'augmentation de la charge, cependant, il arrive une limite à laquelle une nouvelle augmentation de la charge ne s'accompagne plus d'une augmentation de CA. 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 de la DMO est associée à la fréquence cardiaque, au volume systolique, à la différence artério-veineuse - la différence de teneur en oxygène entre le sang artériel et veineux (AVR)
MPK = HR * WOK * AVRO2
La consommation maximale d'oxygène est déterminée en litres par minute. DANS enfance elle augmente proportionnellement à la taille et au poids. Chez les hommes, elle atteint son niveau maximum vers 18-20 ans. À partir de 25-30 ans, il diminue régulièrement.
En moyenne, la consommation maximale d'oxygène est de 2-3 l/min, et pour les sportifs de 4-7 l/min
Pour le tarif condition physique le pouls d'oxygène d'une personne est déterminé - le rapport entre la consommation d'oxygène par minute et la fréquence du pouls pour la même minute, c'est-à-dire le nombre de millilitres d'oxygène délivrés en un contraction cardiaque. Cet indicateur caractérise l'efficacité du travail du cœur. Moins l'impulsion d'oxygène augmente, plus l'hémodynamique est efficace, plus la fréquence cardiaque est faible, plus la quantité d'oxygène requise est délivrée.
Au repos, la CP est de 3,5-4 ml, et avec une activité physique intense, accompagnée d'une consommation d'oxygène de 3 l/min, elle passe à 16-18 ml.
11. caractéristiques biochimiques de l'activité musculaire de puissance différente (zone de puissance maximale et sous-maximale)
Zones de puissance relative du travail musculaire
Actuellement, diverses classifications de la puissance de l'activité musculaire sont acceptées. L'un d'eux est la classification de la Colombie-Britannique. Farfel, basé sur la position que le pouvoir du activité physique est due au rapport entre les trois principales voies 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, élevée et modérée.
Travailler dans la zone Puissance maximum peut continuer pendant 15-20 s. La principale source d'ATP dans ces conditions est la créatine phosphate. Ce n'est qu'à la fin du travail que la réaction de créatine phosphate est remplacée par la glycolyse. Un exemple exercer effectuée dans la zone de puissance maximale fonctionne sur courtes distances, saut en longueur et saut en hauteur, certains exercices de gymnastique, lever la barre, etc.
Travailler dans la zone puissance sous-maximale dure 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 son taux maximum, la formation d'ATP est due à la créatine phosphate, et à la fin du travail, la glycolyse commence à être remplacée par la respiration tissulaire. Le travail dans la zone de puissance sous-maximale se caractérise par la dette d'oxygène la plus élevée - jusqu'à 20 litres. Des exemples d'exercices dans cette zone de puissance sont la course de moyenne distance, la natation de courte distance, course cycliste sur la piste, en patinant distances de sprint et etc.
12. caractéristiques biochimiques de l'activité musculaire de différentes puissances (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 approximativement la même contribution de la glycolyse et de la respiration tissulaire. La voie de la créatine phosphate de la resynthèse de l'ATP ne fonctionne qu'au tout début du travail et sa part dans l'apport énergétique total de ce travail est donc faible. Un exemple d'exercice dans cette zone de puissance est une course de 5000 heures en patinage sur des distances restantes, course de ski ski de fond, intermédiaire et longues distances et etc.
Travailler dans la zone puissance modérée dure plus de 30 minutes. L'approvisionnement énergétique de l'activité musculaire se produit principalement de manière aérobie. Un exemple d'un tel pouvoir est marathon, croix d'athlétisme, course à pied, vélo de route, ski de fond longue distance, randonnée, etc.
Dans les sports acycliques et de situation, la puissance du travail effectué change plusieurs fois. Ainsi, pour un joueur de football, courir à vitesse modérée alterne avec courir sur de courtes distances à une vitesse de sprint ; vous pouvez également trouver de tels segments du jeu lorsque la puissance de travail est considérablement réduite. De tels exemples peuvent être donnés en relation avec de nombreux autres sports.
Cependant, dans un certain nombre de disciplines sportives, les charges physiques liées à une certaine zone de puissance prévalent toujours. 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, dans la préparation des athlètes, il est nécessaire d'appliquer charges d'entraînement, développant la voie de la resynthèse de l'ATP, qui est la principale dans l'apport énergétique du travail dans la zone de puissance relative caractéristique de ce sport.
Système aérobie est l'oxydation des nutriments dans les mitochondries pour l'énergie. Cela signifie que le glucose, les acides gras et les acides aminés des aliments, comme indiqué à gauche sur la figure, après un traitement intermédiaire, se combinent avec l'oxygène, libérant une énorme quantité d'énergie, qui est utilisée pour convertir l'AMP et l'ADP en ATP.
Comparaison des mécanismes aérobies d'obtenir de l'énergie avec le système glycogène-acide lactique et le système phosphagénique, selon le taux maximal relatif de génération d'énergie, exprimé en moles d'ATP générées par minute, donne le résultat suivant.
Ainsi, on peut facilement comprendre que système phosphagénique utiliser les muscles pour des poussées de puissance de quelques secondes, mais le système aérobie est essentiel pour une activité sportive soutenue. Entre eux se trouve le système glycogène-acide lactique, qui est particulièrement important pour fournir une puissance supplémentaire lors de charges intermédiaires (par exemple, courses de 200 et 800 m).
Quels systèmes énergétiques utilisé dans différents sports? Connaître le pouvoir activité physique et sa durée pour différents types sports, il est facile de comprendre lequel des systèmes énergétiques est utilisé pour chacun d'eux.
Récupération 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.
Récupération de l'acide lactique signifie simplement l'élimination de son excès accumulé dans tous les fluides corporels. Ceci est particulièrement important car l'acide lactique provoque une fatigue extrême. Compte tenu de l'énergie suffisante générée par le métabolisme oxydatif, l'acide lactique est éliminé de deux manières : (1) une petite partie de l'acide lactique est reconvertie en acide pyruvique, puis subit 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 musculaire.
Récupération du système aérobie après une activité physique. Même dans les premiers stades de graves travail physique la capacité d'une personne à synthétiser l'énergie de manière aérobie est partiellement réduite. Cela est dû à deux effets : (1) la soi-disant dette d'oxygène ; (2) épuisement des réserves de glycogène musculaire.
dette d'oxygène. Normalement, le corps contient environ 2 litres d'oxygène en réserve, qui peuvent être utilisés pour le métabolisme aérobie même sans inhaler de nouvelles portions d'oxygène. Cet apport d'oxygène comprend : (1) 0,5 L dans l'air des poumons ; (2) 0,25 L dissous dans les fluides corporels; (3) 1 L associé à l'hémoglobine sanguine ; (4) 0.3L, qui sont stockés en eux-mêmes fibre musculaire, principalement en combinaison avec la myoglobine - une substance similaire à l'hémoglobine et qui lie l'oxygène comme elle.
Lors d'un travail physique intense presque tout l'apport d'oxygène est utilisé pour le métabolisme aérobie pendant environ 1 min. Puis, après la fin de l'activité physique, cette réserve doit être reconstituée en inhalant un supplément d'oxygène par rapport aux besoins de repos. De plus, environ 9 litres d'oxygène doivent être utilisés pour restaurer le système phosphagénique et l'acide lactique. L'oxygène supplémentaire qui doit être remplacé s'appelle la dette d'oxygène (environ 11,5 litres).
La figure 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 au-dessus de la norme, et au début elle est beaucoup plus élevée, tandis que le système phosphagénique est restauré et que l'apport d'oxygène est reconstitué dans le cadre de la dette en oxygène, et au cours des 40 minutes suivantes l'acide lactique est éliminé plus lentement. La première partie de la dette en oxygène, qui s'élève à 3,5 litres, est appelée dette en oxygène alactacide (non liée à l'acide lactique). La partie tardive de la dette, qui est d'environ 8 litres d'oxygène, est appelée dette d'oxygène lactique (associée à l'élimination de l'acide lactique).
