Физиологические основы выносливости

 

Выносливость является понятием, имеющим отношение к различным проявлениям жизнедеятельности организма, Физиология человека, 1970. Термин «выносливость» широко используется как при мышечной или умственной работе, так и при характеристике действия на организм различных факторов внешней и внутренней среды: пониженного атмосферного давления, тепла, холода, болевых раздражений. Развитие выносливости благодаря улучшению регуляций функций организма способствует более длительному сохранению работоспособности, а при наступлении явлений утомления отделяют момент резкого снижения интенсивности.

Повышение выносливости, возникающее у человека в результате целенаправленных систематических физических упражнений, имеет весьма сложную природу и связано с морфологическими, биохимическими, физиологическими изменениями в его организме, происходящих при тренировке с помощью упражнений разной длительности и интенсивности. В развитии выносливости, при утомлении, определяющими факторами, являются процессы, протекающие в нервной системе. В результате улучшения деятельности нервных центров и нервной регуляции движений и всех вегетативных функций, работоспособность организма значительно возрастает.

Одним из важных факторов совершенствования регуляции функций организма является образование целого ряда условных рефлексов. При каждом виде физических упражнений или физической работе повышение выносливости сопровождается образования особой комбинации условных рефлексов.

Таким образом, выносливость аналогично силе и скорости, является конкретной качественной особенностью деятельности человека, свойственного тому или иному виду работы. Поэтому особые черты выносливости характерны не только для резко отличающихся друг от друга видов работы (например, умственная или физическая), но для различных видов физических упражнений. Выносливость, приобретаемая при различных видах физических упражнений, наряду с различиями имеет и общие черты. Значительное число условно рефлекторных связей, повышающих выносливость при каком-либо виде физических упражнений, например, при беге, может быть полностью или в значительной своей части использованы и при других видах мышечной работы, например при ходьбе.

Повышению выносливости содействует также и совершенствование периферических органов, например изменение структуры мышц, их химизма и кровообращение. Например, такие различные виды передвижений, как бег, ходьба обычная, ходьба на лыжах, плавание и езда на велосипеде, характеризуются весьма близким характером изменений в организме, проявляющихся в улучшении регуляций вегетативных функций, в изменениях структуры и химизма мышц, в развитии кровеносных сосудов в них.

В основе выносливости к длительным физическим упражнениям лежат развитие функций различных систем и тонкая их координация, повышение энергетического потенциала организма, его способность к более полной мобилизации ресурсов, эффективная работа биологических систем, осуществляющих окислительные процессы работающих органов высокая функциональная устойчивость нервных центров.

Следует отметить, что работа, совершаемая организмом, может отличаться не только по виду, но и по мощности. В частности, физическая работа осуществляется в следующих зонах мощности: максимальной (10-30 сек), субмаксимальной (30 сек-4 мин), большой (4-30 мин) и умеренной (более 30 мин) мощности. Каждой зоне присущ свой энергетический профиль, а вместе с ним и своеобразный комплекс реакций органов и структур организма, отмечают авторы книги «Теория и методика физического воспитания», 1990.

Исходя из специфики вида спорта, происходит совершенствование выносливости в соответствующей зоне мощности. Например, легкоатлеты-спринтеры осуществляют работу в зонах максимальной и субмаксимальной мощностей, а стайеры - большой и умеренной. Что касается спортивной борьбы, то в рамках одной схватки работа происходит преимущественно в зоне субмаксимальной мощности, а если брать во внимание один соревновательный день, в котором борец может проводить до четырех схваток, то по продолжительности работа относится к зоне умеренной мощности.

В основе энергетического обеспечения, связанного с механической работой лежат процессы использования энергии, аккумулированной в макроэргических фосфатных связях (АТФ) содержащихся в митохондриях мышечных клеток, считают Г.М. Попов и В.Г. Половцев, 1987. Энергия, освобождающаяся при превращении АТФ в аденозиндифосфат и фосфорную кислоту, используется мышцами при сокращении. Установлено, что количество АТФ в организме человека исключительно невелико, а клеточная концентрация ее строго постоянна. За счет наличных заносов АТФ невозможно выполнять длительную мышечную работу, требующую больших энергозатрат. Однако выполнение такой работы возможно, так как организм обладает особенностью постоянно и быстро восстанавливать АТФ.

Таким образом, по механизмам энергообеспечения принято различать анаэробную и аэробную выносливость.

Анаэробная выносливость - бескислородный вид выносливости, то есть восстановление АТФ происходит без участия кислорода, работа осуществляется в зонах максимальной и субмаксимальной мощностей. В свою очередь анаэробная выносливость подразделяется на:

8. алактатную, при которой АТФ восстанавливается за счет распада креотинфосфата - креотинфосфокиназная реакция;

9. лактатную, при которой образуется лактат (молочная кислота) и АТФ восстанавливается за счет анаэробного гликолиза.

Анаэробная работоспособность играет основную роль в кратковременных упражнениях высокой интенсивности, ЧСС достигает свыше 180 уд/мин, где отсутствует возможность обеспечить работающие мышцы необходимым количеством кислорода. Алактатная анаэробная выносливость проявляется в кратковременных упражнениях максимальной интенсивности. Креатинфосфаткиназная реакция достигает предельных значений уже на 2-3 секунде работы. Однако емкость ее не велика, и она очень быстро исчерпывает себя, А.Ю. Букатин, В.М. Колузганов, 1986.

Работа в анаэробных условиях характеризуется образованием кислородного долга. Кислородная недостаточность возникает при значительной физической нагрузке. Не успевая получить из атмосферного воздуха необходимый кислород, организм спортсмена вырабатывает энергию за счет биохимических реакций, происходящих без участия кислорода.

При этом в организме расходуются энергетические вещества и происходит интенсивное образование молочной кислоты. Ученые установили, что, чем выше кислородный долг после предельной работы, тем большей работоспособностью человек обладает в бескислородных условиях, В.Г. Кудрявцев и Ж.В. Кудрявцева, 1986.

Условно, границу между анаэробным и аэробным энергообеспечением называют анаэробным порогом. Чем выше уровень анаэробного порога, тем более высокую интенсивность может сохранять человек, выполняющий продолжительную работу.

Аэробная выносливость - кислородный вид выносливости, то есть восстановление АТФ происходит с участием кислорода, а именно в процессе аэробного гликолиза. Работа осуществляется в зонах большой и умеренной мощностей. Многие авторы ставят знак равенства между понятиями аэробная выносливость и общая выносливость.

Аэробная работоспособность имеет наибольшее значение в продолжительной мышечной деятельности, когда имеется полная возможность удовлетворения работающих мышц кислородом. Аэробные процессы обладают наибольшей емкостью и эффективностью и достигают своего максимума приблизительно к 5 минуте после начала работы.

Автор книги «Аэробика. Производительность борцов» В.С. Иванов, 1979, оценивает аэробную производительность по следующим показателям: по уровню МПК, по времени, необходимому для достижения МПК и по предельному времени работы на уровне МПК. Наиболее эффективен и широко используется для оценки аэробных возвышенностей спортсменов показатель МПК, с помощью которого можно узнать, сколько кислорода (в литрах или миллилитрах) способен потребить организм человека за одну минуту. Чем больше показатель МПК, тем выше аэробная производительность, а следовательно и общая выносливость.

К функциональным системам, обеспечивающим высокий уровень развития выносливости, относятся: центральная нервная, сердечно-сосудистая, дыхательная, эндокринная, терморегуляционная и нервно-мышечная системы. Органами, лимитирующими проявление выносливости, являются сердце, печень и мышцы. К числу наиболее важных свойств организма определяющих выносливость относятся: эффективность легочного дыхания; производительность сердца, от которой зависит в значительной мере количество крови, поступающей к работающим мышцам; кислородная емкость крови, определяемая содержание гемоглобина; кровоснабжение работающих мышц, зависящая от числа капилляров в мышцах и эффективного распределения крови в органах; содержание в мышцах миоглабина, выполняющего функции временного депо и перенесения кислорода в тканях; содержание гликогена в печени, от скорости эффективности распада которого зависит величина выделяемой энергии; содержанием фосфатных соединений в мышцах, распад которых мгновенно выделяет энергию; активность ферментов тканевого дыхания, А.П. Скородумова, 1984.

Выносливость является таким физическим качеством, уровень развития которого зависит от функциональных возможностей большого количества органов и систем организма. Проявление выносливости зависит от других физических, а также психических качеств, технического и тактического мастерства спортсмена.