Энергетические системы организма

Источник: «Программы тренировок», научное изд.
Автор: профессор, доктор наук Тудор Бомпа, 2016 г.

Тренировка энергетических систем организма

Каждый вид спорта имеет собственный физиологический профиль, и каждый тренер, разрабатывающий и внедряющий программу тренировок для определенного вида спорта, должен понимать энергетические системы организма человека и их использование в спортивной подготовке. Если говорить более конкретно, физиологическая сложность каждого вида спорта требует понимания тренерами энергетических систем организма, преобладающих в конкретном виде спорта, а также их взаимосвязь с силовой подготовкой. Тренеры, отделяющие силовую подготовку и требования к разработке программы силовой подготовки от прочих физиологических характеристик, совершают ошибку, которая может со временем повлиять на результативность. В данной главе рассматривается проблема интегрирования силовой подготовки и подготовки определенных энергетических систем организма для различных видов спорта.

Энергетические системы организма

Энергия олицетворяет способность выполнять работу, которая, в свою очередь, представляет собой применение силы, или сокращение мышц для применения силы, против сопротивления. Таким образом, для выполнения физической работы во время занятий спортом, безусловно, необходима энергия. Человек получает энергию за счет превращения клетками мышц питательных макроэлементов, содержащихся в продуктах питания, в высокоэнергетическое соединение, которое называется аденозинтрифосфат (АТФ) и хранится в мышечных клетках. Как следует из названия данного соединения, АТФ состоит из одной молекулы аденозина и трех молекул фосфата. В то же время соединение аденозиндифосфат (АДФ) состоит из одной молекулы аденозина и двух молекул фосфата. В процессе создания энергии АТФ распадается на АДФ и фосфат. С целью обеспечения устойчивого поступления АТФ для непрерывного получения энергии АДФ присоединяется к свободной молекуле фосфата для воспроизведения АТФ. Данная дополнительная молекула фосфата образуется за счет креатинфосфата - соединения, которое также хранится в мышечной клетке.

Когда спортсмен тренируется с отягощением или выполняет метаболические упражнения, энергия, необходимая для сокращения мышц, высвобождается за счет превращения высокоэнергетичного соединения АТФ в АДФ + фосфат. Благодаря данному процессу высвобождается энергия, и осуществляется движение. Для продолжения тренировки тело должно постоянно восполнять клеточный объем АТФ, поскольку в мышечных клетках хранится только ограниченное количество данного соединения (5-6 миллимоль на килограмм мышц) и клетка не может в полной мере задействовать собственный запас АТФ (задействуется максимум 60-70 процентов от объема АТФ в клетке).

Три энергетические системы организма

Человеческое тело может обеспечивать поступление АТФ при помощи одной из трех энергетических систем организма, в зависимости от типа тренировки: анаэробная алактатная система (АТФ-КФ), анаэробная лактатная система или аэробная система.

Читать подробнее:

• Анаэробные алактатные способности
• Анаэробные лактатные способности
• Аэробные способности

Переход от теории к практике тренировки энергетических систем организма

Тренеры, не обладающие реальным знанием энергетических систем организма, зачастую разрабатывают программы, нацеленные на тренировку доминирующей энергетической системы для конкретного вида спорта, полагаясь при этом на собственную интуицию. Например, тренеры, занимающиеся подготовкой спринтеров, предлагают своим подопечным бег на короткие дистанции в качестве тренировки, при том, что им совершенно не известен положительный эффект данного вида тренировок для нервной системы и анаэробных энергетических систем. Тем не менее во время тренировки энергетических систем следует принимать во внимание степень задействования типов мышечных волокон. Повышение эффективности энергетической системы зависит от возможности нервно-мышечной системы выдерживать напряжение и усталость, возникающие в результате систематических тренировок. Например, непрерывная тренировка анаэробной лактатной системы позволяет быстро сокращающимся мышечным волокнам генерировать силу при наличии накопившейся молочной кислоты. Подобный результат достигается за счет повышения степени задействования медленно сокращающимися мышечными волокнами двигательной единицы и повторного использования молочной кислоты. Максимизация анаэробного обмена веществ возможна за счет использования программы, сочетающей тренировки на выработку максимальной силы и выносливости и бег на дистанции от 150 до 400 метров.

Энергетическая система, используемая для выработки энергии во время занятий спортом, зависит от интенсивности и продолжительности тренировки. Анаэробная алактатная система в основном генерирует энергию для всех видов краткосрочной спортивной деятельности (до 8-10 секунд), при которой преобладающими характеристиками являются сила и скорость. Анаэробная алактатная система доминирует в таких видах спорта, как бег на короткие дистанции, прыжковые и метательные дисциплины в легкой атлетике, прыжки на лыжах с трамплина, прыжки в воду, опорные прыжки в гимнастике и олимпийское двоеборье. Данные виды спорта характеризуются резкими и короткими движениями при высокой нагрузке, иными словами, они требуют максимального применения силы и мощи. Таким образом, анаэробная алактатная система используется в связи с задействованием большого количества быстро сокращающихся мышечных волокон (для максимальной силы) и повышенной отдачи от данных волокон (для максимальной мощи).

С другой стороны, анаэробная лактатная система является основным поставщиком энергии для высокоинтенсивных и продолжительных видов спортивной деятельности (15-60 секунд). В качестве видов спорта, в которых доминирующей является анаэробная лактатная система, можно выделить бег на 200 и 400 метров в легкой атлетике, плавание на 50 метров, велогонки на треке и бег на коньках на дистанции 500 метров. Занятия данными видами спорта требуют максимальной отдачи как от анаэробной алактатной системы, так и от анаэробной лактатной системы. Для занятий теми видами спорта, которые характеризуются большей продолжительностью, такими как бег на средние дистанции в легкой атлетике, плавание на дистанции 100 и 200 метров, гребля на байдарках и каноэ на дистанции 500 метров, бег на коньках на дистанции 1000 метров, большинство гимнастических дисциплин, горнолыжный спорт, художественная гимнастика и гонки преследования на велотреке, требуется максимальный уровень анаэробного обмена веществ.

Целью силовой тренировки при занятиях данными видами спорта является развитие силовой выносливости или краткосрочной мышечной выносливости. Спортсмен должен уметь не только повышать степень отдачи быстро сокращающихся мышечных волокон, но также и поддерживать степень отдачи в течение продолжительного периода времени (10-120 секунд). Следует помнить, что повышение силовой выносливости и краткосрочной мышечной выносливости возможно только в результате увеличения максимальной силы. Таким образом, спортсмены, занимающиеся данными видами спорта, должны заложить хорошую базу для развития максимальной силы.

Как уже упоминалось выше, аэробная энергетическая система используется для производства энергии при занятиях видами спорта продолжительностью от одной минуты до более чем трех часов. У многих тренеров возникают затруднения с пониманием сути тренировок, предназначенных для подготовки к дисциплинам с таким длительным временным диапазоном. В качестве общего правила можно отметить, что, чем ближе продолжительность дисциплины к одной минуте, тем меньшим является вклад аэробной системы в общий объем выполняемой работы. Справедливо также и обратное правило: чем больше продолжительность тренировки, тем большее значение приобретает аэробная система.

Подобное рассуждение применимо и в том случае, если необходимо установить различие между силой и емкостью аэробной энергетической системы. Выработка энергии, достигаемая при максимальной аэробной способности, обычно может поддерживаться в течение 6 минут, при этом максимальная аэробная способность может поддерживаться в течение 15 минут при регулировке выработки энергии. Таким образом, любое соревнование продолжительностью от 1 до 15 минут требует высокого уровня аэробной способности; кроме того, в отношении соревнований, продолжительность которых превышает 15 минут, справедливо следующее рассуждение: чем ближе продолжительность соревнования к 15-минутному рубежу, тем выше требуемый уровень аэробной способности в сравнении с более высокими требованиями к аэробной способности для соревнований большей продолжительности. Перечень спортивных дисциплин, в которых доминирующей является аэробная система, достаточно обширен, и он включает бег на длинные (в некоторой степени и на средние) дистанции в легкой атлетике, плавание, конькобежный спорт, греблю на байдарках и каноэ на дистанции 1 000 метров, борьбу, академическую греблю, лыжные гонки, шоссейные велогонки и триатлон. Спортсмены, занимающиеся данными видами спорта, получают положительный физиологический эффект в процессе тренировки среднесрочной и долгосрочной мышечной выносливости.

Несмотря на то, что большинство видов спорта находятся в непрерывном диапазоне попеременного участия энергетических систем организма, следует уделять особое внимание командным видам спорта, боксу, боевым искусствам и видам спорта, где используются ракетки, то есть, тем спортивным дисциплинам, которые характеризуются переменной активностью. При занятиях данными видами спорта задействуются все три системы в соответствии с интенсивностью, ритмом и продолжительностью соревнований. При осуществлении большинства из указанных видов спортивной деятельности канал анаэробной энергии используется во время активной части соревнований, а для быстрого восстановления и регенерации в период между активными действиями задействуется аэробная способность (ресинтез креатинфосфата за счет аэробного фосфорилирования). В конечном итоге, данная категория видов спорта требует выполнения существенного объема работы во время тренировок, способствующего выработке максимальной силы, мощности и силовой выносливости.

В таблице 1 показано соотношение между энергетическими системами организма и типом силовой тренировки, который предлагается для видов спорта, подпадающих под каждую категорию. В соответствии с данной таблицей, необходимость тренировки максимальной силы для всей совокупности энергетических систем очевидна. Вне зависимости от того, является данный вид спорта анаэробным, аэробным или характеризуется равнозначным участием обеих систем, развитие максимальной силы обеспечивает базу, которая помогает достичь оптимального уровня других основных возможностей спортсмена.

Таблица 1. Соотношение между энергетическими системами и методами силовых тренировок

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА	АНАЭРОБНАЯ (НЕ ЗАВИСИТ ОТ ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА)				АЭРОБНАЯ (ЗАВИСИТ ОТ ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА)
	Алактатная		Лактатная кислота
Методика	Мощность	Работоспособность	Мощность	Работоспособность	Мощность		Работоспособность
Продолжительность	1-6 секунд	7-8 секунд	8-20 секунд	20-60 секунд	1-2 минуты	2-8 минут	8->120 минут
Требуемый тип силовой тренировки	МС, М		МС, М, СВ	МС, М, СВ, СМВ	МС, м, СВ, СМВ	МС, СВ, СМВ	МС (<80% повторного макс.), СВ, ДМВ

Условные обозначения: ДМВ - долгосрочная мышечная выносливость, СМВ - среднесрочная мышечная выносливость, КМВ - краткосрочная мышечная выносливость, МС - максимальная сила, М - мощность и СВ - силовая выносливость.

В частности, повышение плотности мышечных волокон (отложение волокон белка в мышцах) и использование улучшенных моделей стимуляции двигательных единиц приводит к увеличению количества мышц, задействованных для занятий теми видами спорта, в которых необходима выработка большого количества энергии (виды спорта, в которых преобладает анаэробная система), и теми видами спорта, в которых важна выносливость, поскольку размер волокон медленно сокращающихся мышц увеличивается, и обеспечивается большая поверхность для капилляризации и митохондриальной плотности.

Энергетические системы организма в спорте

«Руководство по составлению спортивной диеты»
Сертифицированный диетолог Рене Макгрегор, 2016

Все виды спорта разделяются на три обширные категории:

• виды спорта на выносливость (бег на любую дистанцию свыше 1500 м, велоспорт, триатлон);

• спринт / силовые виды спорта (бег на дистанции от 100 до 1500 м, плавание свободным стилем на 50 м, теннис);

• командные виды спорта — требуют комбинации скорости/силы и выносливости (футбол, регби, нетбол).

Чтобы тренироваться и добиться высокого уровня мастерства в каждой из этих категорий, необходимо понимать, какие механизмы подпитывания организм задействует в каждом случае. В видах спорта, требующих выносливости, тренировка предполагает обеспечение аэробного соответствия и поддержание высокого уровня интенсивности на длительных дистанциях. В случае с силовыми видами спорта основная часть тренировки уделяется повышению аэробного соответствия, скорости и силы. Подготовка к командным видам спорта включает и то и другое, а еще развитие навыков взаимодействия с остальными спортсменами.

Во время любых тренировок постоянно держите в голове поставленную цель, поскольку от нее зависит, какие именно упражнения вам нужно включить и как правильно при этом питаться. Если, к примеру, ваша цель — показать лучшее личное время в марафоне, основной энергетической системой будет аэробная; вам предстоят тренировочные сессии в ускоренном ритме, а вот от повторения стометровых забегов особой пользы вы не получите, ведь они усиливают работу анаэробной энергетической системы АТФ-фосфаткиназа. Она, снабжает энергией лишь активность продолжительностью менее 20 секунд. Марафон длится значительно дольше, следовательно, основная часть тренировки должна уделяться работе над аэробной системой.

Еще одним примером может послужить футбол. Из табл. 2 следует, что 50% энергии обеспечивает анаэробная система АТФ-ФК, 20% — анаэробный глюколиз и 30% — аэробная система. Футбол предполагает множественные короткие перебежки при общих высоких требованиях к выносливости, следовательно, тренировки должны включать укрепление всех трех энергетических систем. Примеры того, как задействуются энергетические системы в других видах спорта, вы также можете найти в табл. 2.

Таблица 2. Задействованность энергетических систем в различных видах спорта

Вид деятельности	Доля участия энергетической системы АТФ-ФК, %	Доля участия гликолиза, %	Доля участия оксидантной/аэробной энергетической системы, %
Соревнования в беге, например 100-и 200-метровые спринты	90	10	0
400-метровый спринт	17	48	35
Бег на 1500 м	4	20	76
Марафон	0	1	99
Футбол	50	20	30
Теннис	70	20	10
Плавание свободным стилем на 50 м	40	55	5
Плавание на большие дистанции	10	20	70
Катание на лыжах	33	33	33

Читайте также

• АТФ
• АТФ - препараты
• АТФ-ЛОНГ
• Интенсивность тренировки