Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимия спорта
Биохимические основы выносливости спортсменов
Методы тренировки, способствующие развитию выносливости

Применяемые для развития выносливости методы тренировки оказывают избирательное воздействие на отдельные биоэнергетические функции. Наиболее эффективными методами развития выносливости являются метод длительной непрерывной работы (равномерной или переменной), а также методы повторной и интервальной тренировки. Обычно их разделя­ют по направленности на развитие аэробного или анаэробного компонен­та выносливости.

В тренировке, направленной на развитие алактатного анаэробного компонента выносливости, чаще всего используют методы повторной и интервальной работы (интервальный спринт). Основная цель такого рода тренировки — добиться максимального исчерпания алактатных ана­эробных резервов в работающих мышцах и повысить устойчивость ключе­вых ферментов алактатной анаэробной системы (миозиновой АТФ-азы и саркоплазматической креатинфосфокиназы) в условиях накопления про­дуктов анаэробного распада (АДФ, Н₃РО₄, молочной кислоты и т. п.). Ре­шить эту задачу возможно только путем большого числа повторений крат­ковременных (продолжительностью не более 10—15 с) упражнений высо­кой интенсивности (90—95 % W_max).

При использовании метода повторной тренировки выносливости, когда применяются упражнения максимальной мощности, паузы отдыха между ними должны обеспечивать достаточно полное восстановление рас­трачиваемых при работе алактатных анаэробных резервов, т. е. должны соответствовать времени оплаты быстрой фракции О₂-долга и составлять -е менее 2,5—3 мин. Общая картина биохимических изменений при вы­полнении такого рода тренировочных нагрузок представлена на рис. 184.

Расщепление фосфатных макроэргов (АТФ + КрФ) при выполнении упражнений максимальной мощности приводит к резкому увеличению ско­рости потребления О₂ в первые секунды после работы, когда осуществляется окислительный ресинтез КрФ в работающих мышцах. Наибольшая скорость этого процесса соответствует отставленному максимуму в кривой потребления О₂, который наблюдается на 1-й минуте восстановления пос­ле завершения упражнения. В этот период значительно снижается скорость выделения неметаболического излишка СО₂. Как показано на рис. 183, зна­чения "пикового" потребления О₂ и накопление молочной кислоты в крови непрерывно возрастают вплоть до 5—6-го повторения упражнения, что сви­детельствует о постепенном исчерпании емкости алактатных анаэробных резервов. Как только будет достигнута критическая величина исчерпания запасов КрФ в работающих мышцах, сразу же снизится максимальная мощность. Обычно такое состояние достигается к 8—10-му повторению уп­ражнения. Это число повторений следует признать оптимальным для дан­ного метода тренировки алактатного компонента выносливости.

Рис. 184 Динамика биохимических изменений у спортсменов при повторном выполнении кратковременных упражнений максимальной мощности

В отличие от метода повторной тренировки, где интервалы отдыха не регламентируются, в интервальном методе величина их подбирается та­ким образом, чтобы обеспечить наиболее выраженное воздействие на тренируемую функцию. Изменение этой величины при повторном выпол­нении упражнений максимальной мощности влияет на динамику биохими­ческих сдвигов в организме (рис. 185).

При уменьшении интервалов отдыха между упражнениями до 1 мин еще наблюдается отставленный максимум потребления О₂, что свидетель­ствует об активизации процессов восполнения алактатных анаэробных ре­зервов с каждым очередным повторением максимального усилия. Однако он исчезает, когда продолжительность интервалов отдыха сокращается до 30 с. Вместо этого появляется пилообразная кривая с наивысшими значе­ниями скорости потребления О₂ в конце каждого повторения максималь­ного усилия и небольшим снижением в паузах отдыха. После первых 5—6 повторений упражнения и дальше скорость потребления О₂ не изменяет­ся, устанавливаясь на определенном уровне, соответствующем тяжести выполняемой интервальной работы, что в данных условиях зависит от ве­личины избранных интервалов отдыха. Если интервалы отдыха сокращают­ся до 10 с, уровень пикового потребления О₂ при выполнении упражнений сравнивается с величиной МПК. Сокращение интервалов отдыха в этих условиях сопровождается усилением при первых 5—6 повторениях избы­точного выделения СО₂, быстрым накоплением молочной кислоты и сни­жением pH крови (рис. 186). Значительное закисление внутренних сред организма в результате накопления молочной кислоты в крови (более 10 ммоль ⋅ л^-1) ведет к снижению скорости креатинфосфокиназной реак­ции и максимальной мощности. Дальнейшее увеличение числа повторений приводит к изменению тренировочного эффекта интервальной работы: он приобретает смешанный аэробно-анаэробный характер. Поэтому если в интервальном методе применяются кратковременные максимальные усилия, чередуемые с короткими интервалами отдыха (менее 30 с), то для создания алактатного анаэробного эффекта тренировки такую работу следует выполнять сериями по 5—6 повторений в каждой с интервалами отдыха между сериями не менее 3 мин.

При развитии гликолитического анаэробного компонента выносливос­ти могут использоваться методы однократной предельной, повторной и интервальной работы. Избираемые характеристики упражнения должны обеспечить предельное усиление анаэробных гликолитических превращений в работающих мышцах. Таким условиям соответствует выполнение предельных усилий в интервале от 30 с до 2,5 мин. Динамика биохимических изменений в организме при выполнении такого вида упражнений показана на рис. 187.

Рис. 185 Влияние величины интервалов отдыха на характер биохимических изменений у спортсменов при тренировке в интервальном спринте: выполнение 10-секундных упражнений максимальной мощности через 10-секундные (а), 30-секундные (б) 50-секундные (в) интервалы отдыха

Повторное выполнение упражнений гликолитического анаэробного ха­рактера через большие и нерегламентируемые интервалы отдыха позво­ляет с каждым новым повторением воспроизводить программируемый тренировочный эффект. Предельное число повторений упражнения в этом случае зависит от снижения запасов гликогена в работающих мышцах и достижения предельных величин закисления (как правило, на 6—8-м поведении предельного усилия).

При интервальной тренировке гликолитического анаэробного характера сокращение пауз отдыха не изменяет уровень пикового потребления О₂ (в этих упражнениях он достигает максимальных значений), но ведет к быстрому увеличению восстановительных "излишков" потребления О₂, по­вышению скорости накопления молочной кислоты в крови и развитию вы­раженного утомления. Если интервалы отдыха соотносятся с длительнос­тью рабочих периодов как 1:1 или 1:1,5, т. е. составляют менее 1,5—2 мин, общее число повторений упражнения сокращается из-за быстро развива­ющегося утомления до 3—4 раз (см. рис. 187, а, б). При этом достигается наибольшая скорость анаэробного гликолиза в работающих мышцах и са­мые высокие значения накопления молочной кислоты в крови.

Чтобы выполнить необходимый объем работы, достаточный для за­крепления тренировочного эффекта, интервальная работа с короткими па­узами отдыха обычно выполняется сериями по 3—4 повторения, разделен­ными 10—15-минутным отдыхом, который необходим для восстановления работоспособности после предельной анаэробной работы.

В тренировке, направленной на развитие аэробного компонента вы­носливости, используются методы однократной непрерывной, повторной и несколько вариантов интервальной работы. Чтобы обеспечить достаточное воздействие на аэробный обмен при использовании методов однократной непрерывной и повторной работы, общая продолжительность упражнения должна составлять не менее 3 мин, достаточных для врабатывания и выхода на стационарный уровень потребления О₂. В однократной непрерыв­ной работе объем нагрузки, вызывающий соответствующие адаптаци­онные перестройки в организме, составляет обычно не менее 30 мин. Пример ответной биохимической реакции организма на такого рода рабо­ту приведен на рис. 188.

Рис. 186 Изменение содержания лактата и pH крови при тренировке в интервале спринта

Рис. 187 Динамика биохимических изменений у спортсменов при повторном выполнении предельных; упражнений гликолитической анаэробной направленности: соотношение работы и отдыха 1:1 (а), 1:2 (б), 1:4 (в) и 1:6 (г)

Интенсивность выполняемого упражнения при однократной непрерыв­ной работе должна обеспечить значительную активацию процессов окис­ления в тканях. После начального периода врабатывания уровень потреб­ления О₂ устанавливается вблизи его максимальных значений. Выполне­ние такой работы требует значительного напряжения кардиореспиратор­ной системы, ответственной за доставку О₂ работающим мышцам. По хо­ду работы непрерывно увеличиваются показатели легочной вентиляции, ЧСС и кровяного давления.

Реакция со стороны систем вегетативного обслуживания зависит от увеличения показателей анаэробного обмена. Поскольку уровень нагрузки выше порога анаэробного обмена, по ходу выполнения упражнения значи­тельно усиливается выделение "неметаболического излишка" СО₂ и на­копление молочной кислоты в крови. Квалифицированные спортсмены способны выполнять такого рода непрерывную работу в течение 2,5—3 ч. ты при отсутствии выраженных изменений со стороны анаэробного мета­болизма. Незначительное усиление анаэробного гликолиза в работающих мышцах ограничивается начальной стадией, охватывающей первые 5—6 повторений упражнений. В дальнейшем содержание молочной кислоты в крови обнаруживает тенденцию к понижению.

Рис. 188 Динамика биохимических изменений у спортсменов при длительной непрерывной работе

Рис. 189 Биохимические изменения у спортсменов при повторной работе смешанного аэробно-анаэробного воздействия

Рис. 190 Биохимические изменения у спортсменов при интервальной тренировке аэробной направленности

Хорошим средством для повышения показателей аэробной мощности служит интервальная тренировка на коротких отрезках. Биохимические основы этого режима интервальной работы уже рассматривались при анализе реакций на повторное выполнение кратковременных упражнений максимальной мощности с короткими интервалами отдыха.

Можно использовать также модификацию интервальной тренировки на коротких отрезках — так называемую миоглобинную интервальную трени­ровку, включающую очень короткие (не более 5—10 с) периоды работы, че­редуемые со столь же короткими паузами отдыха. Интенсивность упраж­нения достаточно высокая, но не максимальная (упражнения выполняются свободно, без напряжения). В короткие периоды работы расходуются внутримышечные запасы О₂, связанного с миоглобином, однако они быст­ро восполняются в коротких паузах отдыха. Эта работа может выполняться в большом объеме с поддержанием высокого уровня потребления О₂ и способствовать развитию аэробной эффективности.

Высокий уровень развития выносливости может быть достигнут лишь при одновременном совершенствовании всех ее основных компонентов с помощью комплекса разнообразных средств и методов, обеспечивающих избирательное воздействие на соответствующие функции и качества спортсмена. Применение всех этих средств и методов должно базировать­ся на знании основных закономерностей биохимической адаптации в про­цессе тренировки.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что понимают под термином "выносливость" и в чем она проявляется?

2. С помощью каких биоэнергетических критериев можно оценить уровень развития выносливости?

3. Каким образом мощность работы зависит от предельного времени вы­полнения упражнения?

4. Как изменяется метаболическое состояние организма с увеличением продолжительности упражнений?

5. В чем заключается метаболическая зависимость общего количества работы, выполненной до отказа, от предельного времени выполнения упражнения?

6. Какие методы тренировки используются для развития отдельных ком­понентов выносливости?

7. Какие методы тренировки используются для развития алактатного ком­понента выносливости?

8. Какие методы тренировки используются для развития гликолитическо­го аэробного компонента выносливости?

9. Какие методы тренировки используются для развития аэробного ком­понента выносливости? Каковы биохимические особенности такой ра­боты?

10. В чем суть миоглобинной интервальной тренировки?