Выносливость

Выносливость

В спортивной терминологии выносливость — это способность человека к длительному выполнению глобальной мышечной работы преимущественно или исключительно аэробного характера. В зависимости от типа и характера выполняемой работы различают такие виды выносливости — статическая и динамическая, локальная и глобальная, силовая и скоростная, анаэробная и аэробная.

По механизму энергообеспечения выносливость классифицируются на:

• Анаэробная выносливость. Компонент специальной выносливости, способность выполнять работу преимущественно за счет анаэробных источников энергообеспечения (в условиях недостатка кислорода).
  • Алактатная анаэробная выносливость
  • Лактатная выносливость
• Аэробная выносливость. Компонент общей и специальной выносливости, способность выполнять работу за счет аэробных источников энергообеспечения (за счет использования кислорода).

По спортивной специализации выносливость делят на:

• Общая выносливость — это способность человека длительное время выполнять работу умеренной интенсивности при полном функционировании мышечной системы. Ее еще называют аэроб­ной выносливостью, т.е. полностью обеспеченной кислородом. Об­щая выносливость служит фундаментом для развития специаль­ной выносливости.
• Специальная выносливость. Способность эффективно выполнять работу, несмотря на возникающее утомление, в определенном виде спортивной деятельности.
  • Силовая выносливость. Разновидность специальной выносливости, способность сохранять необходимый уровень проявления усилий (силы) до конца состязания или тренировочного задания.
  • Скоростно-силовая выносливость характеризуется выполнением действий высокой активности силового характера в течение длительного времени;
  • Скоростная выносливость. Разновидность специальной выносливости, способность сохранять необходимую скорость до конца состязания или тренировочного задания.
  • Координационная выносливость (неоднократное повторение сложных технических и тактических действий);
  • Локальная (мышечная) выносливость. Разновидность специальной выносливости. Способность продолжительно выполнять заданную работу за счет высокого уровня окислительных и сократительных возможностей самих мышц. В большинстве случаев термин используется как аналог силовой выносливости.
  • Статическая выносливость. Разновидность специальной выносливости, способность к продолжительному поддержанию позы или продолжительным статическим напряжениям.
  • Динамическая силовая выносливость характеризуется выполнением тяжелых мышечных упражнений в относительно небыстром темпе, но достаточно продолжительное время.
  • Психическая выносливость. Способность сохранять в условиях больших нагрузок и утомления требуемый уровень психических процессов, влияющих на эффективность спортивной деятельности.

В видах спорта с циклическим характером деятельности выносливость как физическое качество - одна из составляющих, обеспечивающих высокие спортивные достижения.

Во время выполнения любого физического упражнения, продолжающегося больше нескольких минут, основным путем ресинтеза АТФ является окислительное фосфорилирование в митохондриях, использующих в качестве энергетического топлива углеводы и липиды.

Этот процесс требует адекватного обеспечения кислородом, доставляемого кровью, и соответствующего количества энергетических источников. Последние могут извлекаться из запасов, которые находятся в самих мышечных волокнах (гликоген, триглицериды, фосфагены), а также из циркулирующей крови (глюкоза и свободные жирные кислоты). Нарушение ресинтеза АТФ может произойти в случае, когда истощаются запасы внутримышечных энергетических источников или когда падение эффективности кровоснабжения мышц приводит к снижению доставки к ним энергетических субстратов и кислорода.

Организм реагирует изменением метаболического ответа на напряженную физическую нагрузку после реализации тренировочной программы, направленной на развитие выносливости, следующим образом:

• снижается коэффициент дыхательного обмена и мышечный дыхательный коэффициент;

• увеличивается в плазме концентрация свободных жирных кислот;

• повышается утилизация внутримышечных триглицеридов;

• снижается скорость утилизации мышечного гликогена;

• снижается потребление глюкозы крови мышцами;

• увеличивается окисление липидов по сравнению с углеводами;

• снижается накопление в мышцах лактата.

Систематическое выполнение физических упражнений, направленных на развитие выносливости, вызывает мышечную и сердечно-сосудистую адаптацию, которая и определяет пути обеспечения энергией и кислородом. Такая адаптация, включающая как ультраструктурные, так и метаболические (ферментативные) изменения, приводит к улучшению доставки кислорода и его экстракции сокращающимися мышцами, а также модифицирует и улучшает регуляцию метаболизма в отдельных мышечных волокнах.

Мышечная адаптация к тренировке, направленной на развитие выносливости предопределяет развитие следующих качеств:

• избирательную гипертрофию волокон I типа;

• увеличение количества капилляров, приходящихся на одно волокно;

• увеличение содержания миоглобина;

• повышение способности митохондрий к окислительному ресинтезу АТФ;

• увеличение размеров и количества митохондрий;

• повышение способности к окислению липидов и углеводов;

• увеличение использования липидов как энергетика;

• увеличение содержания гликогена и триглицеридов.

Тренированные мышцы проявляют более высокую способность к окислению углеводов. Следовательно, большее количество пирувата может быть восстановлено и пропущено через цикл Кребса. При этом возрастает также способность тренированных мышц утилизировать липиды. Происходит это благодаря увеличению активности липолитических ферментов и увеличению капиллярной плотности в мышцах, позволяющей захватывать больше свободных жирных кислот из крови. Активность энзимов в эндотелии капилляров тренированных мышц увеличивается так же, как и способность митохондрий к окислению свободных жирных кислот. Однако самый главный эффект энзиматических изменений, происходящих в мышцах под влиянием тренировки, направленной на развитие выносливости, состоит в увеличении вклада липидов и соответственно снижении вклада углеводов в окислительный энергетический метаболизм (ресинтез АТФ) при выполнении физических упражнений субмаксимальной аэробной мощности.

Под влиянием тренировки во время выполнения физических упражнений происходит снижение как коэффициента дыхательного обмена, так и локального дыхательного коэффициента непосредственно в работающих мышцах. Возрастание окисления липидов является, очевидно, следствием увеличения возможности окисления субстратов по сравнению с гликолитической возможностью, которая проявляет менее выраженный ответ при тренировке, направленной на развитие выносливости.

У выносливых спортсменов использование липидов для энергетических целей возрастает по сравнению с углеводами не только при выполнении одинаковой по абсолютной мощности мышечной работы, но и при одинаковой ее относительной мощности, выражаемой в процентах максимально потребляемого кислорода.

Под влиянием тренировки происходит снижение утилизации внутримышечного гликогена и глюкозы крови. В сердечной мышце этот гликогензащитный эффект опосредован функционированием глюкозожирнокислотного цикла, благодаря которому увеличение окисления липидов приводит к накоплению внутриклеточного цитрата и последующему угнетению гликолиза на уровне фосфофруктокиназы.

Снижение захвата и утилизации глюкозы крови мышцами понижает также степень гликогенолиза в печени и обеспечивает лучшее поддержание гомеостаза глюкозы в крови во время выполнения пролонгированных физических упражнений. Снижение скорости окисления углеводов у тренированных лиц во время выполнения физического упражнения взаимосвязано со снижением скорости продукции лактата. При выполнении физических упражнений субмаксимальной аэробной мощности концентрация лактата у высокотренированных спортсменов ниже, чем у спортсменов низкой квалификации. Это справедливо независимо от того, выражается интенсивность выполнения физического упражнения в абсолютных или относительных величинах. Отмеченный эффект обусловлен ресинтезом (глюконеогенез) лактата до глюкозы печенью. У человека скорость глюконеогенеза в печени во время выполнения физического упражнения под влиянием тренировки становится выше.

Снижение скорости окисления углеводов и снижение скорости продукции лактата способствуют сохранению ограниченного углеводного резерва в организме, поскольку скорость использования мышечного гликогена под влиянием тренировки становится ниже.

В связи с установлением тесной взаимосвязи между наличием мышечного гликогена как энергетического топлива и способностью к проявлению выносливости, снижение скорости расходования гликогена следует рассматривать в качестве главного фактора, способствующего повышению физических кондиций в видах спорта, требующих проявления качества выносливости.

Изменения в использовании субстратов, происходящие под влиянием тренировки, могут быть также связаны с меньшим нарушением гомеостаза АТФ во время выполнения физических упражнений: с повышением функциональных возможностей митохондрий, происходящих под влиянием тренировки, меньшее снижение АТФ и креатинфосфата и меньшее увеличение АДФ и фосфата неорганического необходимы во время физической нагрузки для поддержания баланса между скоростью ресинтеза АТФ и скоростью его утилизации. Другими словами, с увеличением количества митохондрий потребность в кислороде, так же как в АДФ и фосфате неорганическом, приходящаяся на одну митохондрию, после выполнения тренировочной программы, становится меньше, чем до тренировки.

Известно, что происходящее под влиянием тренировки снижение окисления углеводов во время выполнения мышечной работы компенсируется увеличением скорости окисления липидов.

Такова краткая схема особенности протекания биохимических процессов в условиях тренировки качества выносливости. На усиление положительных моментов (липолиз, глюконеогенез и т.д.) и должно быть направлено фармакологическое обеспечение видов спорта с циклической структурой выполнения физической работы.

Таблица 5 Фармакологическая поддержка спортсмена при тренировке физической выносливости

	Этапы подготовки
Препараты	Втягивающий	Базовый		Предсоревновательный
		I	II
Поливитамины	*	*	*	*
Витамин Е	*
Витамин С	*			*
Витамин В15		*	*
Анаболические препараты		*	*
Антигипоксанты		*	*
Антиоксиданты			*	*
Адаптогены	*			*
Железа препараты	*
Препараты К, Mg	*	*	*	*
Ноотропы			*	*
Гепатопротекторы		*	*
Препараты, улучшающие микроциркуляцию		*	*	*
Седативные средства		*	*
Энергетики	*	*	*	*
Рибоксин (Инозин)		*	*	*
Иммунокорректоры			*	*

Примечание. Втягивающий этап - подготовка функций организма к нагрузкам, укрепление мышц, связок; базовый I - вывод физиологических функций и скорости протекания биохимических реакций на максимальный уровень; базовый II - работа над специальной выносливостью; предсоревновательный - доводка качества выносливости до соревновательного уровня.

Оценка выносливости по данным функций кислородтранспортной системы организма

Источник:
Учебное пособие для ВУЗов «Спортивная физиология».
Автор: И.И. Земцова Изд.: Олимпийская лит-ра, 2010 год.

В видах спорта, требующих проявления выносливости, спортсмены должны обладать большими аэробными возможностями: высокой максимальной скоростью потребления кислорода (V0₂max), то есть большой аэробной мощностью и способностью продолжительное время поддерживать высокую скорость V0₂ (большой аэробной емкостью).

Уровень V0₂max обусловливает скорость спортсмена на дистанции и возможность выполнять больший объем работы аэробного характера. Если у нетренированных мужчин 20—30 лет V0₂max в среднем составляет 3,0— 3,5 л-мин^-1, то у бегунов-стайеров и лыжников высокой квалификации этот показатель достигает 5—6 л-мин^-1. У нетренированных женщин он соответственно равен 2,0—2,5 л-мин^-1, а у лыжниц — около 4 л-мин^-1. Наиболее высокие абсолютные значения V0₂max (л-мин^-1) у гребцов, пловцов, велосипедистов.

Относительные показатели V0₂max (мл-кг1-мин^-1) находятся в обратной зависимости от массы тела, и потому у бегунов на длинные дистанции, имеющих, как правило, малую массу тела, относительные значения V0₂max высоки и могут достигать 90 мл-кг1-мин^-1 и более (Аганянц, 2001; Втмор, Косттл, 2003; Мищенко В. С. и др., 2004).

Уровень V0₂max зависит от максимальных возможностей кислородтранспортной системы и утилизации кислорода. Кислородтранспортная система включает системы внешнего дыхания, крови и сердечно-сосудистую.

Система внешнего дыхания. Легочные объемы и емкости у тренированных на выносливость спортсменов в среднем на 10—20 % больше, чем у нетренированных лиц. Так, ЖЕЛ может достигать 9 л (у гребцов), максимальная произвольная вентиляция возрастает до 190—200 л-мин^-1, у нетренированных — 120 л-мин^-1, ЧД может достигать 40—60 циклов-мин^-1. Увеличение ЛВ у спортсменов достигается за счет увеличения легочных объемов, силы и выносливости дыхательных мышц, повышения растяжимости грудной клетки, снижения противодействия току воздуха в воздухоносных путях.

Происходит повышение эффективности ЛВ, о котором можно судить по вентиляционному эквиваленту 0₂, то есть объему ЛВ на литр потребляемого кислорода. Повышается вентиляционный анаэробный порог — критическая мощность работы, начиная с которой нарушается линейная зависимость между возрастанием ЛВ и мощностью работы: у нетренированных людей вентиляционный анаэробный порог соответствует мощности нагрузки, равной 50—60 % \ГО2тах, а у спортсменов — 80—85 % (Симонова, 2001; Солодков, Сологуб, 2003; Человек в цифрах..., 1990; Powers, Howly, 1990).

У тренированных на выносливость спортсменов повышается диффузионная способность легких вследствие увеличения легочных объемов, что обеспечивает большую альвеолярно-капиллярную поверхность, но главным образом — с увеличением объема крови в легочных капиллярах за счет расширения альвеолярно-капиллярной сети и центрального объема крови.

Система крови. Тренировка выносливости ведет к увеличению объема циркулирующей крови (ОЦК) до 6,4 л (у неспортсменов — 5,5). Прирост ОЦК обусловлен в большей степени увеличением объема плазмы, чем объемом эритроцитов. Соответственно показатель гематокрита (густоты крови) у спортсменов ниже, чем у неспортсменов (соответственно 42,8 и 44,6 %). Это уменьшает нагрузку на сердце в условиях покоя. Содержание эритроцитов и гемоглобина у спортсменов, тренирующих выносливость, превышает значения у нетренированных, это обуславливает большую кислородную емкость крови (Белоцерковкий, 2005; Мищенко В. С., 1990; Спортивная физиология, 1986).

Сердечно-сосудистая система. Снижение ЧСС в состоянии покоя (бра-дикардия) является специфическим эффектом тренировки выносливости. ЧСС в состоянии покоя у тренированных на выносливость лиц может достигать 30 уд-мин^-1 и менее, что является признаком экономизации работы сердца. Снижение ЧСС компенсируется увеличением СО до 100—120 мл и более. Увеличение СО происходит, в основном, за счет увеличения объема (дилатации) полостей сердца и повышения сократительной способности миокарда. Увеличение СО — главный функциональный эффект тренировки выносливости для сердечно-сосудистой системы и всей кислородтранспортной системы в целом.

Общий объем сердца у спортсменов, тренирующих выносливость, превышает 1000 см3 (максимально до 1700 см3), что обеспечивается большей дилатацией желудочков и нормальной, немного увеличенной толщиной их стенок. Наоборот, у представителей скоростно-силовых видов спорта сердце отличается нормальными или немного увеличенными размерами полостей, но хорошо заметной гипертрофией стенок. Таким образом, гипертрофия сердца специфична — тип ее определяется особенностями тренировочной деятельности (Белоцерковский, 2005; В'тмор, Косттл, 2003; Дубровский, 2005; Мищенко В. С., 1990; Функциональные резервы..., 1990).

Система утилизации кислорода. Выносливость спортсмена в большой степени зависит от физиологических особенностей их мышечного аппарата, которые, в свою очередь, определяются специфическими структурными и биохимическими свойствами мышечных волокон.

Отличительной особенностью композиции мышц у выдающихся представителей видов спорта, требующих проявления выносливости, является относительно высокое содержание медленно-сокращающихся волокон. Преобладание содержания этих волокон в мышцах выдающихся стайеров генетически обусловлено. При этом между содержанием медленносокращающихся волокон и V0₂max существует прямая связь.

Тренировка выносливости приводит к рабочей гипертрофии скелетных мышц, преимущественно саркоплазматического типа, что связано с увеличением саркоплазматического пространства мышечных волокон. В процессе тренировки выносливости увеличивается синтез белков, из которых состоят митохондриальные кристы мышечных волокон. В итоге возрастает число и размеры митохондрий в мышечных волокнах: у спортсменов высокой квалификации объемная плотность центральных и периферических митохондрий соответственно на 50 и 300 % больше, чем у нетренированных людей, а значит, и выше способность мышцы к утилизации кислорода, поступающего с кровью.

Тренировка выносливости стимулирует увеличение количества капилляров, окружающих мышечные волокна. Среднее количество капилляров на 1 мм2 поперечника мышечных волокон у нетренированных людей составляет 325, а у тренированных — 400. У мужчин это количество больше, чем у женщин (Куроченко, 2004; Pover, Howlly, 1990; Viru, 1995).

В миокарде увеличивается активность аэробных окислительных ферментов, возрастает способность миокарда поглощать из крови кислород и молочную кислоту и использовать ее как энергетический источник.

Наиболее характерными эффектами тренировки выносливости являются повышения емкости и мощности аэробного метаболизма работающих мышц. Главные метаболические механизмы этих эффектов:

1. увеличение содержания и активности специфических ферментов аэробного механизма;
2. увеличение содержания миоглобина в 1,5—2 раза;
3. повышение содержания энергетических источников — мышечного гликогена и липидов (максимально на 50 %);
4. усиление способности мышц окислять углеводы и особенно жиры («жировой сдвиг») (Буланов, 200₂; Ключевые факторы адаптации..., 1996; Henricsson, 1992; Williams, 1990).

Оснащение: степ-ступенька, секундомер, медицинские весы.

Ход работы

Если нет возможности определить прямым методом V0₂max с использованием современного оборудования — газоанализатора и тредмила, то работу можно провести при помощи степ-теста.

Для этого испытуемый (предварительно взвешенный на медицинских весах) выполняет восхождение на степ-ступеньку в течение 5 мин. Темп движений — 25 шаговых циклов за 1 мин (задается метрономом). Высота ступеньки — 40 см (мужчины) и 30 см (женщины). В конце пятой минуты регистрируют пульс и полученные данные подставляют в формулу:

формула

где 1,29 — коэффициент; W— мощность нагрузки, кгм-мин^-1; Н — ЧСС в конце работы, уд-мин^-1; е — основание натурального логарифма; t— возраст.

Полученные данные сравнивают и делают выводы об аэробной мощности всех испытуемых.

Читайте также

• Двигательные физические качества
• Физические качества мышц
• Скорость (двигательное физическое качество)
• Оценка и тренировка реакции
• Сила мышц
• Гибкость тела как физическое качество
• Координация движений