ФИЗИОЛОГИЯ СПОРТА

Abstract

INTERCONDITIONALITY OF GENERAL PHYSICAL SERVICEABILITY AND TYPES OF ENERGY SUPPORT OF MUSCULAR ACTIVITY OF ATHLETES - SPRINTERS AND LONG - DISTANCE RUNNERS

E.A. Lazareva

Ulyanovsk state university, Ulyanovsk

Key words: general physical serviceability, type of energy support, cycling energy test, athletes - sprinters and long - distance runners, maximal consumption of oxygen.

The purpose of this paper was the correlation of the general physical serviceability and the type of energy support of muscular activity in sprinters and long-distance runners.

The reference of tested athletes to the certain type energy support was carried out with the help of cycling energy test, and definition of the general physical serviceability - by the definition of the maximal consumption of oxygen.

During the carried out cycling energy testings it was revealed, that in sprinters the dominant type of energy support is anaerobic. This type is determining the greatest serviceability in the zone of the maximal power. The aerobic type of energy support appeared in long-distance runners, that determines their greatest serviceability in the zone of moderate and high-power.


ВЗАИМООБУСЛОВЛЕННОСТЬ ОБЩЕЙ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ТИПОВ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛЕГКОАТЛЕТОВ - СПРИНТЕРОВ И СТАЙЕРОВ

Э.А. Лазарева
Ульяновский государственный университет, Ульяновск

Ключевые слова: общая физическая работоспособность, тип энергообеспечения, велоэрготест, легкоатлеты - спринтеры и стайеры, максимальное потребление кислорода.

Введение. Понятие "физическая работоспособность" широко используется в физиологии труда, спорта, авиации [26, 34, 19, 8] и является интегральным показателем физических возможностей человека [3, 24, 16, 6, 13]. Для определения общей физической работоспособности человека используются показатель максимального потребления кислорода (МПК) [35, 27, 11, 15, 5, 37, 14], данные теста PWC170 [40, 14, 9, 10], а также параметры анаэробного порога [11, 29, 25, 7, 28, 23, 13]. Эти показатели являются некими критическими точками, по которым можно установить общую подготовленность спортсменов и специфические сдвиги в системе энергообеспечения мышечной деятельности в ответ на предъявляемую нагрузку.

Наибольшее распространение в оценке общей физической работоспособности получил метод определения МПК. Он широко используется в различных областях физиологии и применяется не только для определения состояния тренированности спортсменов [27, 36], но и для оценки уровня профессиональной трудоспособности [33, 42], воинской пригодности [3] и в целях диагностики сердечно-сосудистых и легочных заболеваний [3]. Отражая максимальную аэробную производительность и будучи эквивалентен производимой организмом работе, МПК рекомендован Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) как один из наиболее надежных показателей оценки общей физической работоспособности и дееспособности человека [31, 38].

Имеются сведения о взаимообусловленности общей физической работоспособности и энергетического обеспечения мышечной деятельности человека [21]. Цель настоящей работы - определение характера взаимоотношений между общей физической работоспособностью и типами энергетического обеспечения мышечной деятельности у легкоатлетов, специализирующихся в беге на короткие (спринтеры) и длинные (стайеры) дистанции, преодоление которых, как известно [20, 22, 12], связано с различным вкладом основных источников энергии в общую энергопродукцию.

Методы и организация исследования. В исследовании приняли участие 55 юношей в возрасте 17 - 21 года. Испытуемые были разбиты на три группы. Первую (контрольную) группу составили нетренированные юноши. Во вторую и третью группы вошли легкоатлеты - спринтеры и стайеры высших спортивных разрядов.

Характеристики индивидуальных особенностей энергообеспечения принято описывать в терминах мощности и емкости энергетического источника, которые можно рассчитать по уравнению A. Мюллера [39], описывающему зависимость предельного времени удержания нагрузки от мощности выполняемой нагрузки, а также емкости систем энергообеспечения и имеющему следующий вид:

tlim = eb/Wa,

где tlim - предельное время удержания заданной нагрузки, е - основание натурального логарифма, W - мощность нагрузки, а и b - показатели, отражающие индивидуальные характеристики энергообеспечения.

Для отнесения испытуемых к тому или иному типу энергообеспечения с помощью уравнения А. Мюллера [39] в зависимости от времени удержания нагрузки рассчитывали индивидуальные коэффициенты a и b, отражающие емкостные возможности анаэробно-гликолитического и аэробного источников энергии, а также мощность нагрузки, которую испытуемый может поддержать в течение 10, 40, 240 и 900 с: W10, W40, W240 и W900 соответственно.

Для определения показателей а и b оценивали предельную продолжительность работы испытуемого на велоэргометре "Ритм ВЭ-05" при двух (W1 и W2) различных по мощности нагрузках [17, 16, 13]. Первая тестирующая нагрузка соответствовала зоне большой (W1 = 4,5 Вт/кг), а вторая - зоне субмаксимальной (W2 = 9 Вт/кг) мощности. Испытуемые выполняли тестирующие нагрузки "до отказа". За отказ от работы принимали прекращение педалирования либо резкое снижение его интенсивности. На основе расчета индивидуальных коэффициентов a и b, а также мощностных показателей W10, W40, W240 и W900 испытуемые были разделены на три типа энергообеспечения: анаэробный, смешанный и аэробный.

Общую физическую работоспособность определяли с помощью МПК по тесту со ступенчато возрастающей нагрузкой. Нами использовался метод прямого определения МПК [2, 3], так как главным недостатком косвенных методов является их дедуктивность [14].

Продолжительность работы на каждой ступени составляла 3 мин. Во время выполнения нагрузки (на каждой ступени) измеряли ЧСС, регистрируя данные на электрокардиографе.

Величину легочной вентиляции определяли методом Дугласа - Холдена, заключающимся в том, что испытуемый дышит через респираторную маску, соединенную резиновым шлангом с мешком из прорезиненной материи; устройство клапанов таково, что при вдохе наружный воздух поступает в легкие, а выдыхаемый - собирается в мешках Дугласа. Мешки Дугласа с выдохнутым воздухом в последующем переносили к газоанализатору Spyrolit и газовым часам. С помощью газоанализатора измеряли величину дефицита кислорода (О2*), а с помощью газовых часов - минутный объем дыхания - легочную вентиляцию (МОД) для последующего расчета МПК [1]:

МПК = МОД х О2* / 100,

где О2* - дефицит кислорода.

Результаты и обсуждение. В результате проведенного велоэргометрического тестирования и расчета арифметических значений коэффициентов a и b, а также мощностных показателей W10, W40, W240 и W900 были определены типы энергетического обеспечения мышечной деятельности испытуемых

В группе нетренированных юношей выявлено три типа энергообеспечения: анаэробный (36%), смешанный (40%) и аэробный (24%). Группа спринтеров в100% случаев была представлена юношами с анаэробным типом энергетики. У стайеров доминирующим (в 100% случаев) типом энергообеспечения оказался аэробный.

Для юношей-спринтеров характерны меньшие значения времени удержания первой (W1), аэробной по своей природе, нагрузки (tlim = 73,846±1,229 с). Время удержания второй (W2) нагрузки, соответствующей зоне субмаксимальной мощности и являющейся по своей природе анаэробной, составило 36±1,025 с. Юноши-спринтеры характеризуются наибольшими значениями показателей W10 (33,333±3,141) и W40 (8,211±0,221). Среднегрупповые значения показателей W240 и W900, характеризующие рабочие возможности в зоне смешанной и аэробной энергопродукции, минимальны - 1,436±0,08 для W240 и 0,413±0,043 для W900.

Спортсмены-стайеры, представленные исключительно аэробным типом энергопродукции, имеют максимальные значения показателей W900 (4,486±0,012) и W240 (5,803±0,016), которые характеризуют функциональные возможности в зоне аэробной и смешанной энергопродукции. Это находит отражение в больших значениях времени удержания первой (W1), более аэробной, нагрузки (tlim = 888,059±12,301 с) по сравнению со второй (W2), субмаксимальной, нагрузкой (tlim = 25,294±0,799 с). Значения мощностных показателей W40 и W10, отражающих развитие анаэробных источников энергии у стайеров, составили 8,228±0,044 и 10,781±0,085 соответственно.

Полученные данные о преобладании среди юных спортсменов-спринтеров с анаэробным, а среди стайеров - с аэробным типом энергопродукции перекликаются со многими работами, касающимися исследования профиля энергетического обмена [11, 18] и различий в организации скелетной мускулатуры [41, 32, 30] у спринтеров и стайеров.

Высокие показатели аэробной производительности у стайеров объясняются тем, что аэробная производительность в наибольшей мере проявляется при тех нагрузках, где имеется возможность полного удовлетворения кислородного запроса и где длительное время сохраняется устойчивый уровень потребления кислорода [11, 18]. Анаэробная же производительность, при которой отсутствует возможность обеспечить работающие мышцы адекватным количеством кислорода, играет определяющую роль в кратковременных упражнениях высокой интенсивности [11, 4].

Определение общей физической работоспособности по тесту со ступенчато возрастающей нагрузкой выявило, что самые низкие значения МПК, а следовательно и общей физической работоспособности, характерны для группы нетренированных юношей. Спортсмены-легкоатлеты имеют более высокий уровень общей физической работоспособности по сравнению с нетренированными юношами. Среди легкоатлетов общая физическая работоспособность выше у стайеров, чем у спринтеров.

Исходя из того что аэробный механизм ресинтеза АТФ отличается наибольшей производительностью [4, 12], испытуемые, имеющие аэробный тип энергообеспечения, должны характеризоваться более высоким уровнем физической работоспособности. Производительность же анаэробных процессов значительно меньше [4, 12], в связи с чем следует ожидать, что испытуемые, характеризующиеся анаэробным типом энергопродукции, должны иметь меньшие значения физической работоспособности, чем испытуемые с аэробным типом энергетики.

При сопоставлении уровня физической работо-способности и типа энергообмена обнаружено, что спортсмены-стайеры, характеризующиеся самым высоким уровнем физической работоспособности, имеют аэробный тип энергетики, а спортсмены -спринтеры, имеющие более низкие значения физической работоспособности, являются представителями анаэробного типа энергопродукции.

Заключение. Велоэргометрическое тестирование позволило выявить у юношей 17 - 21 года три типа энергообеспечения: анаэробный, смешанный и аэробный. Нетренированные юноши представлены на 36% анаэробным, на 40% смешанным и на 24% аэробным типом энергопродукции. Доминирующим типом энергетики у легкоатлетов-спринтеров является анаэробный (100%), а у стайеров - аэробный (100%), что определяет наибольшую работоспособность спринтеров в зоне максимальной, а стайеров - в зонах умеренной и большой мощности.

Самый низкий уровень общей физической работоспособности характерен для нетренированных юношей. Среди легкоатлетов общая физическая работоспособность выше у стайеров по сравнению со спринтерами. Более высокие показатели работоспособности стайеров определяются большим вкладом аэробного источника в общую энергопродукцию, а более скромные величины работоспособности спринтеров связаны с преобладанием у них анаэробных энергопоставляющих процессов, являющихся, как известно, менее производительными.

Литература

1. Аверьянов В.А., Карев И.И. Газовый анализ воздуха для функционально-диагностических целей. Л.,1976, с. 23 - 30.

2. Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. - М.: Медицина, 1979. - 192 с.

3. Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. - М.: Медицина, 1990, с. 10 - 170.

4. Биохимия: Учебник для ин-тов физ. культуры / Под ред. В.В. Меньшикова, Н.И. Волкова. - М.: ФиС, 1986. - 384 с.

5. Борилкевич В.Е. О применении респираторных показателей при оценке физической работоспособности // Вопросы физического воспитания студентов. - Л.: Изд. ЛГУ, 1974, вып. 9, с. 49 - 57.

6. Борилкевич В.Е. К вопросу о понятии феномена "Физическая работоспособность" // Теория и практика физ. культуры. 1983, № 9 - 10, с. 18 - 19.

7. Булнаева Г.И. Определение и оценка порога анаэробного обмена у спортсменов в циклических видах спорта. М.,1986, с. 5 - 68.

8. Бурчик М.В., Зайцева В.В., Сонькин В.Д. Физическая работоспособность в условиях 120-суточной антиортостатической гипокинезии и факторы, ее обусловливающие // Физиология человека. 2000. т. 26, № 4, с. 88 - 93.

9. Вайнбаум Я.С., Аскеров А.А. Степ-тест с субмаксимальной нагрузкой для оценки физической работоспособности // Теория и практика физ. культуры. 1970, № 2, с. 26 - 28.

10. Велитченко В.К., Перхуров А.М. Модельное тестирование как метод контроля за функциональной подготовленностью юных спортсменов // Вестник спортивной медицины России. 1993, № 4, с. 15 - 21.

11. Волков Н.И. Энергетический обмен и работоспособность человека в условиях напряженной мышечной деятельности: Автореф. канд. дис. М., 1968. - 57 с.

12. Волков Н.И. Биоэнергетические процессы при мышечной деятельности // Физиология человека: Учебник для вузов физ. культуры и фак. физ. воспитания пед. вузов. М., 2001, с. 259 - 308.

13. Зайцева В.В., Сонькин В.Д., Бурчик М.В. и др. Оценка информативности эргометрических показателей работоспособности // Физиология человека. 1997, т. 23, № 6, с. 58.

14. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: ФиС,1988. - 208 с.

15. Колчинская А.З. Кислородные режимы организма ребенка и подростка. - Киев: Здоровье, 1973. - 319 с.

16. Корниенко И.А., Сонькин В.Д., Воробьев В.Ф. Эргометрическое тестирование работоспособности // Моделирование и комплексное тестирование в оздоровительной физической культуре: Сб. науч. трудов ВНИИФК. М., 1991, с. 68.

17. Король В.М., Сонькин В.Д. Мышечная работоспособность подростков 13-14 лет // Физиология человека. 1983, т. 9, № 6. с. 907.

18. Коцарь Ю.А. Оценка динамики показателей функциональных резервов легкоатлетов в спринтерских и стайерских двигательных режимах с помощью автоматизированных программ: Канд. дис. Кемерово, 1997, с. 5.

19. Кузив П.П., Сливка Ю.И. Физическая работоспособность и состояние центральной гемодинамики у женщин с алиментарным ожирением в процессе разгрузочно-диетической терапии // Физиология человека. 1998, т. 24, № 1, с. 141 - 142.

20. Озолин Э.С. Спринтерский бег. - М.: ФиС, 1986. - 156 с.

21. Пискова Д.М. Индивидуализация физического воспитания юношей 17-18 лет на основе учета структуры моторики: Автореф. канд. дис. М., 1996. - 24 с.

22. Смирнов М.Р. Теоретические основы беговой нагрузки. - Новосибирск. 1996. - 216 с.

23. Сонькин В.Д. Энергетическое обеспечение мышечной деятельности школьников: Автореф. докт. дис. М., 1990. - 50 с.

24. Сонькин В.Д. Энергетика мышечной деятельности // Физиология подростка / Под ред. Д.А. Фарбер. - М.: Педагогика, 1988, с. 83 - 93.

25. Суслов Ф.П., Попов Ю.А., Кулаков В.Н. и др. Бег на средние и длинные дистанции. - М.: ФиС, 1982. - 150 с.

26. Фарфель В.С. Физиологические особенности работ различной мощности // Исследования по физиологии выносливости: Труды ЦНИИФК. М., 1949, т. 7, вып. 3, с. 238.

27. Фарфель В.С., Михайлов В.В. Максимальное потребление кислорода как показатель объема окислительных процессов и общей работоспособности организма // Кислордный режим организма и его регулирование. - Киев: Наукова думка, 1966. - 254 с.

28. Ширковец Е.А. Концепция анаэробного порога в спортивной практике и критический анализ методов его определения // Теория и практика физ. культуры. 1986, № 3, с. 37 - 40.

29. Ширковец Е.А., Кубаткин Н.И. Анаэробный порог и критическая скорость - факторы управления тренировкой спортсмена // Теория и практика физ. культуры. 1975, № 8, с. 19 - 25.

30. Язвиков В.В. Состав мышечных волокон скелетных мышц спортсменов, выполняющих работу различной длительности и мощности // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1989, т. 96, № 2, с. 49.

31. Andersen K.L., Shephard R.J., Denolin H. et al. Fundamentals of exercise testing. - Geneva. - 1971. - 320 p.

32. Apple Fred S., Tesch Per A. CK and LD isozymes in human single muscle fibers in traind athletes // J. Appl. Physiol. - 1989. - V. 66. - № 6. - P. 2717.

33. Astrand P.-O. Aerobic work capacity in men and women with special referenses to age // Acta Physiol. Scand. - 1960. - 49. - Suppl. № 169. - P. 88.

34. Astrand P.-O., Rodahl K. Textbook of work physiology. N.Y.: McGraw-Hill. - 1970. - 669 P.

35. Hill A.V. Muscular movement in men. N. Y.: McBraun-Hill Co. - 1927. - 104 P.

36. Hollman W. Hoch-tund Dauerleistugsfahigkeit des Sportlers. -Munchen. - 1963. - 150 s.

37. Margaria R. Biomechanics and energetics of muscular exercise. - Oxford: Clarendon Press, 1976. - 146 p.

38. Masironi R., Denolin H. Physical activity in Disease prevention and treatment. - Piccin: Butteworths. - 1985. - 126 p.

39. Muller A. // Цит. по Фарфелю В. С. Физиологические основы классификации физических упражнений // Физиология мышечной деятельности труда и спорта. Л., 1969, c. 425.

40. Sjostrand T. Changes in the Respiratory organs of workmen at one oresmelding work // Acta Med. Scand. - 1947. - Suppl. 196. - P. 687 - 699.

41. Thorstensson A. Muscle strength, fibre types and enzyme activites in man // Acta Physiol. Scand. (Suppl.) - 1976. - V. 443. - P. 45.

42. Wyndham C., Strydom N., Williams C. A physiological basis for the 'optimum' level of energy expenditure // Nature.- 1962. - V. 22. - № 195. - P. 1210 - 1212.

 Home На главную   Library В библиотеку   Forum Обсудить в форуме  up

При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!