Выносливость
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 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.
- Анаэробная выносливость. Компонент специальной выносливости, способность выполнять работу преимущественно за счет анаэробных источников энергообеспечения (в условиях недостатка кислорода).
- Аэробная выносливость. Компонент общей и специальной выносливости, способность выполнять работу за счет аэробных источников энергообеспечения (за счет использования кислорода).
- 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.
- Общая выносливость. Способность выполнять продолжительную работу с невысокой интенсивностью за счет аэробных источников энергообеспечения.
- Психическая выносливость. Способность сохранять в условиях больших нагрузок и утомления требуемый уровень психических процессов, влияющих на эффективность спортивной деятельности.
- Силовая выносливость. Разновидность специальной выносливости, способность сохранять необходимый уровень проявления усилий (силы) до конца состязания или тренировочного задания.
- Скоростная выносливость. Разновидность специальной выносливости, способность сохранять необходимую скорость до конца состязания или тренировочного задания.
- Специальная выносливость. Способность эффективно выполнять работу, несмотря на возникающее утомление, в определенном виде спортивной деятельности.
- Статическая выносливость. Разновидность специальной выносливости, способность к продолжительному поддержанию позы или продолжительным статическим напряжениям.
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:
- увеличение содержания и активности специфических ферментов аэробного механизма;
- увеличение содержания миоглобина в 1,5—2 раза;
- повышение содержания энергетических источников — мышечного гликогена и липидов (максимально на 50 %);
- 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:
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.
