тренировки для развития аэробной выносливости

Упражнения для выносливости – повышаем мышечную и сердечно-сосудистую выносливость

Регулярные тренировки на выносливость позволяют нам противостоять усталости во время физических нагрузок. Выносливые люди способны выполнить гораздо больше подходов и повторений определенного упражнения и при этом не выдыхаться настолько, чтобы прекратить занятия. То есть, уровень выносливости определяется временным промежутком, на протяжении которого наше тело может справляться с той или иной задачей без потери эффективности.

Какие виды выносливости существуют

Выносливость принято подразделять на два типа:

Сердечно-сосудистая — обеспечивающая продолжительное функционирование сердца и сосудистой системы при высоких физических нагрузках. Которую также нередко называют общей. Чтобы натренировать выносливость такого типа, необходимо включить в тренировочную программу кардио упражнения: бег, ходьбу, занятия со скакалкой, езду на велосипеде.

Мышечная, на уровень которой напрямую влияет количество сокращений мышц. Такие тренировки заключаются в многократном повторении разных видов упражнений: подтягивания, приседания, отжимания, скручивания и т.п.

Чтобы разобраться, как тренировать выносливость, необходимо знать о ряде особенностей человеческого организма:

Для нашего организма свойственно поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Это свойство зависит от скорости газообмена и общего объема легких.

У каждого человека индивидуальные особенности системы кровообращения. Количество крови, уровень гемоглобина, скорость кровотока.

Именно кровеносная система ответственна за выведение углекислого газа из организма (в том числе из мышц).

Какие виды упражнений помогают натренировать выносливость

Чтобы сделать свое тело устойчивым к физическим нагрузкам, нужно подобрать подходящий комплекс упражнений, направленный на развитие выносливости:

Аэробные упражнения. Такие нагрузки — хороший способ развить мышцы сердца, укрепить сосудистую систему, избавиться от лишнего веса и нормализовать работу дыхательных органов. В качестве аэробных нагрузок широко распространены плавание и бег.

Тренировки на скорость — подразумевают выполнение определенных упражнений максимально быстро.

Круговые тренировки — подходят для занятий не только в тренажерном зале, но и дома. Они представляют собой выполнение сразу нескольких циклов упражнений. В зависимости от физической подготовки в рамках одной тренировки следует проводить от 4 до 8 кругов. Интенсивность тренировок увеличивается постепенно.

Специальные нагрузки — направлены на развитие определенных мышечных групп. Как правило, их включают в тренировочную программу атлеты, занимающиеся спортом на профессиональном уровне. Тренировки данного типа ориентированы на повышение выносливости конкретных мышц.

Чем и кому полезны упражнения на выносливость

Тренировать выносливость необходимо не только профессиональным спортсменам, но и обычным людям. Ведь выносливый человек в первую очередь отличается крепким здоровьем. При выполнении комплекса аэробных упражнений организм насыщается кислородом, что стимулирует интенсивное расщепление углеводов и, как следствие, потерю избыточного веса. А лишние килограммы — одна из основных проблем, способствующих появлению многочисленных заболеваний.

Кроме того, благодаря систематическим нагрузкам, направленным на повышение выносливости:

В теле человека возрастает число капилляров, по которым к мышцам поступает кровь.

Укрепляется сердце, усиливается интенсивность кровотока, благодаря чему мускулы получают значительно больше кислорода.

Активируется рост митохондрий, являющихся, своего рода, фабриками клеток мышц в организме человека.

Нормализуется работа дыхательных органов.

Снижается уровень молочной кислоты в мышечных тканях. Именно из-за большого количества данного вещества в мышцах возникают болевые ощущения во время занятий спортом.

Стимулируется активное развитие красных мышц (это медленные волокна небольшого диаметра, которые используют для получения энергии окисление углеводов и жирных кислот).

При выполнении любых упражнений человек расходует энергию. Грамотно совмещая тренировки выносливости с правильным питанием, можно добиться внушительных результатов: сделать свое тело подтянутым, избавиться от лишних килограммов. Подбирая подходящую тренировочную программу, от собственных предпочтений и физических возможностей.

Противопоказания

Тренировки данного типа предполагают серьезные нагрузки, поэтому подходят они далеко не всем. Так, людям с заболеваниями сердца и сосудов от них придется отказаться, во избежание усугубления проблем со здоровьем. Кроме того, когда спортсмен выкладывается до предела, его артериальное давление сильно повышается. Из-за чего атлетам, страдающим гипертонией или гипертензией, задавать максимальную нагрузку на организм может быть небезопасно. Также им противопоказаны чрезмерно интенсивные кардио-тренировки. К примеру, чтобы не навредить организму, лучше заменить спринтерские забеги на обычные пробежки.

Тем, кто тренирует выносливость с помощью приседаний со штангой или становой тяги, необходимо в точности соблюдать технику выполнения упражнения и следить за дыханием. В противном случае проблемы не заставят себя долго ждать. Внутриглазное и внутричерепное давление, повышенная нагрузка на позвоночник и различные травмы из-за нарушения техники — реальные последствия, которые могут навсегда вывести атлета из строя.

Начинающим спортсменам, которые планируют тренировать устойчивость к физическим нагрузкам, необходимо действовать по строго определенной схеме. Для ее составления лучше всего обратиться за советом к профессиональному тренеру. Ведь главное — не только добиться желаемых результатов, но и не навредить себе при этом.

Прежде чем приступать к занятиям на выносливость, получить консультацию лечащего врача необходимо:

всем, кто перенес ранее инсульт или инфаркт;

людям с заболеваниями суставов;

больным сахарным диабетом;

Упражнения для развития выносливости

Ниже представим самые эффективные упражнения, направленные на повышение устойчивости к физическим нагрузкам.

Ходьба на беговой дорожке

Такой вид занятий подходит для тренировки выносливости наилучшим образом. Спортивный тренажер дает возможность изменять угол наклона дорожки, что позволяет «идти в гору». Для усиления нагрузки рекомендуется брать в руки дополнительный вес.

Чтобы организм мог полноценно восстановиться, заниматься бегом следует через день. В начале тренировки необходимо выдерживать медленный темп и увеличивать его постепенно. К более продолжительным занятиям нужно переходить только тогда, когда тело адаптируется к определенной нагрузке. Начинающим спортсменам лучше потренироваться в быстрой ходьбе, прежде чем заниматься непосредственно бегом. Узнать, как правильно начать бегать, можно в этой статье. А здесь удастся разобраться, что помогает развивать данная спортивная дисциплина.

Прыжки через скакалку

Весьма полезное упражнение для снижения напряжения в мышцах. В первое время будет достаточно 15-минутных тренировок, позже продолжительность занятий следует увеличить до 30 минут. Благодаря прыжкам через скакалку удается избавиться от избыточного веса, привести в норму работу сердца и сосудов, проработать мускулатуру ног, ягодиц и живота.

Приседания

Отличное упражнение для выносливости. Изначально можно тренироваться, приседая на двух ногах, позже стоит усложнить выполнение, переходя на одну ногу (приседать пистолетом).

Подтягивания на турнике

Еще один простой, но очень эффективный тренажер в плане повышения устойчивости к физическим нагрузкам. Во время занятий следует подтягиваться столько раз, сколько позволяет ваш уровень подготовки. Только выкладываясь по полной, удастся добиться требуемых результатов.

Выполняя подтягивания, необходимо в точности соблюдать технику: подтягиваться, удерживая корпус тела прямым. Ноги при этом должны оставаться прямыми. Как научиться подтягиваться можно почитать в этой статье.

Отжимания от пола

Чтобы натренировать выносливость с помощью данного вида упражнений, отжиматься нужно каждый день и обязательно соблюдать при этом технику дыхания. В рамках ежедневной тренировочной программы предстоит делать от 1 до 5 подходов. За основу можно взять классический вид отжиманий, со временем выполнение стоит усложнить (отжиматься на одной руке или с отягощением). Подробнее про отжимания мы писали здесь.

Упражнения на пресс

Являются очень эффективными в отношении тренировки устойчивости к физическим нагрузкам. Выполнять упражнения можно на полу или специальной гимнастической скамье. Чтобы повысить результативность, следует дополнить упражнение скручиванием. В качестве отягощения неплохо использовать медбол.

Берпи

Это упражнение, повышающее выносливость и уровень общей физической подготовки, справедливо считается одним из самых эффективных. По сути, оно совмещает в себе элементы прыжков и отжиманий. Чтобы выполнить его, необходимо лечь лицом вниз, приняв упор на руки, следом отжаться, быстро подняться на ноги и совершить прыжок вверх. Чем больше повторов вам удастся выполнить без снижения скорости, тем лучше.

Велоспорт

Данная спортивная дисциплина доступна практически каждому. Благодаря возможности снизить нагрузку на коленные суставы и стопы, заниматься на велосипеде могут люди, страдающие излишним весом. Велосипедный спорт способствует укреплению сердечной мышцы, повышению тонуса сосудов, снижению уровня холестерина в крови, за счет чего значительно снижается риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Подробнее про пользу велосипеда тут.

Плавание

Плавание укрепляет здоровье в целом, способствует развитию дыхательных органов, а также помогает натренировать сердечно-сосудистую систему. Регулярные тренировки лучше всего проводить в специально оборудованном бассейне (открытый водоем не подходит из-за невозможности использовать его всесезонно). Поставив цель повысить выносливость собственного тела, следует каждый раз увеличивать расстояние заплыва.

Программа тренировок на выносливость

Ниже представим примерную схему занятий, позволяющих натренировать устойчивость к физическим нагрузкам:

С развитием современных технологий большинство функций человека взяли на себя машины. Благодаря им, людям больше не нужно быть достаточно сильными и физически развитыми. Однако малоподвижный образ жизни, нежелание тратить время на занятия спортом и неправильное питание делают наше тело слабым и восприимчивым к различного рода заболеваниям.

Кроме того, ослабленный организм, не получающий возможность тратить энергию в требуемых количествах, перестает функционировать должным образом. Из-за чего впоследствии появляются проблемы с лишним весом. Что опять-таки крайне негативно отражается на здоровье. Именно поэтому заниматься спортом жизненно необходимо! Чтобы сделать свое тело крепким, устойчивым к воздействию внешней среды и всегда быть в хорошей физической форме.

Источник

Эффективные упражнения на выносливость: описания, видео, советы

Виды упражнений на выносливость

Выделяют два вида выносливости: общую (сердечно-сосудистую) и силовую (мышечную). В обоих случаях подразумевается умеренная интенсивность, а не работа на износ. Но и она со временем повышается при регулярных тренировках. Мышечная выносливость — способность мышцы прикладывать силу последовательно и многократно в течение определенного периода времени. Она играет большую роль почти во всех спортивных занятиях и влияет на общее самочувствие.

Выносливость зависит не только от силы, но и от способности организма к газообмену, на который влияют объем легких и здоровье кровеносной системы. Если вы занимаетесь спортом, то знаете, что тело адаптируется к постепенному повышению нагрузок. Упражнения и комплексы, которые поначалу давались с трудом, через некоторое время выполнять гораздо проще, поэтому со временем их можно усложнять.

Для улучшения выносливости применяют различные виды нагрузок:

Для достижения комплексных результатов различные виды нагрузок стоит комбинировать и чередовать. Тренировки на выносливость, помимо того, что помогают ставить личные рекорды, позволяют ускорить метаболизм и снизить риск болезней сердца. Они составляют основу программ реабилитации пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями и оказывают положительное влияние на вегетативный баланс [1], [2].

Тренировки на выносливость полезны для укрепления здоровья, но могут навредить при неконтролируемой интенсивности и высокой нагрузке, не соответствующей возможностям организма. Поэтому перед началом выполнения упражнений нужно проконсультироваться с врачом и тренером, которые подберут оптимальный комплекс индивидуально.

6 лучших упражнений на общую выносливость

Общую выносливость можно улучшить за счет бега, плавания, катания на велосипеде, бокса, аэробики и даже танцев. Перечисленные ниже упражнения подходят для домашних тренировок — в комплексе либо по отдельности.

Бег и прыжки на месте

Блок из двух упражнений, которые нужно выполнять поочередно, каждое по 30 секунд. Сначала вы бежите на месте, поднимая колени как можно выше. Затем поднимаете ноги назад и вверх, будто пытаетесь коснуться ягодиц.

«Джеки»

Встаньте, ноги вместе, руки по бокам вдоль тела. Подпрыгните, поставьте ноги на ширину плеч и поднимите руки над головой. Вернитесь в исходное положение и продолжайте движение. На начальном этапе тренировок можно выполнять упражнение не в прыжке, а отшагивая в стороны.

Прыжки вбок

Из положения стоя прыгайте из стороны в сторону обеими ногами одновременно. Можно усложнить задачу, положив рядом предмет, через который нужно перепрыгивать, например мяч или стопку книг. Для начального этапа достаточно прыгать с одной ноги на другую, подтягивая ее.

Шаги в полуприседе

Согните ноги в коленях, сохраняя спину прямой. Шагните правой ногой как можно дальше и перенесите вес тела вместе с левой ногой вперед. Затем повторите на левую ногу. Можно менять стороны в прыжке. Движение должно быть плавным, но не медленным. Чтобы усложнить упражнение, достаточно присесть ниже на доступный вам уровень.

Прыжки из приседа

Ноги на ширине плеч. Выполните приседание, а затем сведите ноги в прыжке, оказавшись в положении стоя. Следующим прыжком вернитесь в присед с разведенными ногами.

«Берпи»

Из положения стоя подпрыгните и поднимите руки. Когда ступни коснутся пола, опустите руки на пол под плечи. Сделайте прыжок или шагните ногами поочередно назад, чтобы оказаться в положении планки. Прыжком или подшагом вернитесь на предыдущий этап, подтянув ноги к рукам. Из этого положения сделайте прыжок вверх и повторите весь комплекс с начала.

5 лучших упражнений на силовую выносливость

Улучшение мышечной выносливости — это повторение одного и того же силового упражнения до тех пор, пока хватает сил его делать. Ниже приведены примеры подходящих упражнений, для которых не требуется оборудования, — их можно выполнять дома.

Планка

Лежа на животе поднимитесь на предплечья, напрягая мышцы плеч, кора и поясницы. Поднимите бедра над полом, опираясь на носки. В этом статичном положении нужно задержаться как можно дольше. Можно начать с интервалов в 30–45 секунд, после чего сделать перерыв на 10 секунд и вернуться к выполнению упражнения. Если руки начинают дрожать, это признак того, что вы постепенно выходите за пределы своих возможностей.

Приседания с вытянутыми руками

Встаньте прямо, ноги на ширине плеч носками вперед, руки вытянуты перед собой. Согните ноги в коленях и, сохраняя поясницу прямой, отведите таз назад и вниз. Важно, чтобы колени не выдвигались вперед за носки. Ноги должны образовывать угол 90 градусов, когда вы находитесь в приседе. Вернитесь в вертикальное положение, напрягая ягодицы. Выполните пять подходов по 25 повторов.

Выпады

Встаньте прямо, ноги на ширине плеч. Сделайте широкий шаг вперед, опустите корпус так, чтобы колено задней ноги коснулось пола. Вернитесь в вертикальное положение и повторите на вторую ногу. Во время выполнения упражнения втягивайте живот и держите спину ровно.

Отжимания

Лягте на живот, оттолкнитесь от земли и примите положение планки. Тело опирается на прямые руки и пальцы ног. Опуститесь вниз, сгибая руки в локтях до доступного вам уровня (в идеале — касаясь грудью пола). Отжимания можно начинать с колен. От изменения угла сгибания рук зависит, какие мышцы будут задействованы больше — бицепсы или трицепсы.

Скрутки

Классическая скрутка — типичное упражнение для мышц пресса. Лягте на спину, согнув ноги в коленях; ступни прижаты к полу. Положите руки под шею, разводя локти в стороны. Приподнимайте верхнюю часть тела, стараясь делать это за счет мышц живота, а не спины. Важно, чтобы движение было плавным. Подбородок должен стремиться вперед и вверх, а не к бедрам.

Комментарии эксперта

Егор Глазатов, супервайзер тренажерных программ, мастер-тренер тренажерного зала World Class, Земляной вал

С точки зрения биоэнергетики существует четыре пульсовые зоны. Максимальная частота пульса индивидуальна и рассчитывается по формуле: 220 — (возраст) = количество ударов в минуту.

Эти значения могут отличаться у разных людей.

Когда человек работает во второй зоне (в среднем 110–120 уд./мин.), митохондрии насыщаются кислородом. Именно тренировки на среднем пульсе развивают общую выносливость. К таким относятся бег и домашние упражнения. Длительные занятия на среднем пульсе — самый верный способ развить выносливость, по такому принципу тренируются триатлонисты.

Многие совершают ошибку, тренируясь в третьей пульсовой зоне (130–140 уд./мин.). Происходит выработка кортизола, кровь не насыщается кислородом, спортсмен работает на своих физических кондициях. Это не позволяет улучшить спортивные достижения. В четвертой пульсовой зоне (от 140 уд./мин.) он тренируется практически в предынфарктном состоянии, тут речь не о развитии выносливости, а о пределах.

Не принципиально, какой вид физической нагрузки вы выберете для развития общей выносливости, главное — находиться в процессе тренировки во второй пульсовой зоне. Это должна быть длительная плавная работа, она развивает объем легких. Постепенно мышцы «забиваются» и тело адаптируется к нагрузкам.

Силовая выносливость затрагивает подключение мышц-стабилизаторов и крупных мышечных групп. Нецелесообразно каждый раз заниматься каким-то новым видом спорта, но прогрессия нужна: разные плоскости, амплитуда, вес. Тело меняется, чтобы в следующий раз преодолеть нагрузку с наименьшими усилиями. Можно даже расписать микроциклы тренировок, чтобы каждая следующая была немного сложнее предыдущей.

Что касается силовой выносливости, ее развивают за счет сокращения мышц. Это когда человек подтянулся 15 раз на турнике, во второй подход — 7, а в третий уже только 3. То есть сила в мышцах есть, но она не адаптирована к долгой работе. Силовая выносливость развивается практикой: чем регулярнее нагрузка, тем сильнее мышцы. Если спортсмен долго не тренировался, а потом резко начал, особенно на высоком пульсе, мышцы окисляются, кортизол увеличивает болевой порог. Человек может не чувствовать ущерба, наносимого организму, в том числе ударных нагрузок на суставы. А потом появляются травмы. Когда мышцы в тонусе, они берут на себя часть нагрузки, которая при отсутствии тренировок переходит на суставы, позвоночник (отсюда грыжи, боли в спине).

В некотором роде тренировки — это борьба с собственным мозгом, который пытается сэкономить энергию, защитить тело от боли. Силовая выносливость — качество, которое развивается при регулярности занятий. Организму нет смысла поддерживать выносливость на постоянном уровне, если она не используется по назначению. Навыки появляются, но мышцы при отсутствии тренировок не имеют той скорости, которая дает эффективность движений.

Откат, то есть потеря формы, происходит, если не тренироваться. Можно делать перерывы в несколько дней (до недели), ведь организм восстанавливается в процессе отдыха. Даже процесс жиросжигания и регенерации тканей происходит не когда вы бежите, а в фазе глубокого сна. Если человек занимается регулярно, мышцам будет требоваться постоянная нагрузка.

Источник

Аэробная выносливость и работоспособность

Содержание

Аэробная выносливость [ править | править код ]

Аэробный порог — это точка пика аэробных возможностей организма, при достижении которой начинают работать анаэробные «энергетические каналы» с образованием молочной кислоты. Он наступает при достижении примерно 65% от максимальной частоты сердечных сокращений, это примерно на 40 ударов ниже анаэробного порога.

В процессе энергообеспечения аэробная система организма использует кислород для превращения углеводов в источники энергии. При длительных занятиях в этот процесс включаются также жиры и, частично, белки.

Аэробная выносливость делится на типы:

Аэробная выносливость тренируются с использованием непрерывного и интервального тренинга.

Основная статья по тренировке аэробной выносливости: Программа тренировок по бегу

Характеристики ключевых упражнений для развития основных двигательных способностей (по Fox и Mathews, 1981; Viru, 1995; редакция автора)

Соотношение работы и отдыха

Максимальный > 8 > 180

Восстановление, окисление жиров

Силовые тренировки для развития аэробной выносливости [ править | править код ]

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

Во многих подобных видах спорта, таких как бег или лыжные гонки, усилие фазы полета (отталкивание от земли для продвижения тела вперед) является важным элементом для достижения хороших результатов. Аналогичное рассуждение справедливо также и для силы, обеспечивающей движение в воде за счет работы рук при плавании; силы, прилагаемой к педали во время шоссейных велогонок; и силы, с которой весло проходит через воду при академической гребле, гребле на байдарках и каноэ. Таким образом, недостаточно полагаться лишь на специальную тренировку для улучшения результатов от года к году. Добиться улучшения скоростных характеристик можно лишь в результате приложения большей силы, противостоящей сопротивлению (которое выражается, например, в виде гравитации, снега, рельефа местности или воды).

Для того чтобы оценить важность силовой тренировки, предлагаем рассмотреть небольшой пример, связанный с бегом. в таблице 1 показана периодизация силовой тренировки, необходимой для улучшения фазы полета и, как следствие, средней скорости бега. Для улучшения толчка спортсмену необходимо увеличить усилие, прилагаемое к земле. Данное увеличение возможно только в том случае, если спортсмен использует максимальную силу, как показано в таблице 1.

Таблица 1. Предлагаемый годовой план для видов спорта на выносливость с одним пиком формы (одним основным соревновательным этапом)

Периодизация развития силы

МС (7—80% повт. макс.), ДМВ

Подд: МС (70-80% повт. макс.), ДМВ

Подд: МС (70-80% повт. макс.), ДМВ

В забегах на длинные дистанции требуется гораздо больше, нежели просто улучшение силовых характеристик шага за счет использования элементов максимальной силы. Спортсмены должны обратить подобное улучшение в долгосрочную выносливость мышц таким образом, чтобы аналогичная сила прилагалась на протяжении всего забега. Соответственно, желаемым положительным эффектом является не скорость на начальном этапе, а увеличение средней скорости на протяжении всего забега. Предположим, что задействование большего количества мышечных волокон во время фазы полета повышает длину шага на 1 сантиметр. При условии, что спортсмен пробегает 50 000 шагов во время марафона, общая экономия за один забег составляет 500 метров. В зависимости от темпа спортсмена, такая разница может означать сокращение времени прохождения дистанции на полторы-две минуты!

Методы измерения аэробных возможностей [ править | править код ]

Напрямую оценить общее количество АТФ, ресинтезируемой за счет аэробных реакций в рабочих мышцах и даже в отдельной мышце, к сожалению, невозможно. Однако можно измерять показатель, пропорциональный количеству ресинтезируемой АТФ в аэробных реакциях.

Для косвенной оценки скорости ресинтеза АТФ во время мышечной работы используют следующие основные методы:

Следует обратить внимание, что здесь отмечены лишь наиболее популярные методы, используемые для изучения энергетики во время мышечной работы.

Непрямая калориметрия (газоанализ вдыхаемого и выдыхаемого воздуха). Общее ПК пропорционально суммарному количеству АТФ, ресинтезированному за счет реакций окисления в организме. ПК рассчитывают как произведение показателя легочной вентиляции, приведенного к стандартным условиям, на разницу между долей кислорода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Рассчитывая дыхательный коэффициент (отношение выделяемого углекислого газа к потребленному кислороду), можно определить, какой субстрат используется в окислении. Затем, используя калорический эквивалент кислорода, можно рассчитать количество энергии, полученной организмом за счет окисления данного субстрата.

Достоинством этого метода является неинвазивность, простота в использовании и возможность проводить измерения практически при любом виде мышечной деятельности. Возможности использования метода существенно расширились с появлением портативных газоанализаторов. К недостаткам газоанализа следует отнести следующее. С помощью непрямой калориметрии можно оценить ПК и энерготраты только для целого организма.

Это значит, что невозможно определить, какая часть кислорода используется для обеспечения работы активных мышц, сердца, дыхательных мышц и остальных тканей. Это задача становится особенно актуальной при работе, в которой задействована небольшая мышечная масса. В этом случае потребление кислорода сердцем и дыхательными мышцами может вносить значительный вклад в величину общего потребления кислорода.

1 Н и 31 Р магниторезонансная спектроскопия. Метод основан на измерении электромагнитного отклика ядер атомов водорода на возбуждение их определенной комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности. Метод позволяет неинвазивно оценить изменения в концентрации ионов водорода, неорганического фосфора, креатинфосфата, АТФ и дезоксимиоглобина в конкретной области исследуемой ткани. Данный метод является эталоном для оценки изменений в энергетике макроэргов как в условиях покоя, так и при физической нагрузке. При некоторых условиях изменение концентрации креатинфосфата прямо пропорционально аэробному ресинтезу АТФ. Поэтому данный метод активно используют для оценки аэробного метаболизма.

В настоящее время с помощью этого метода также выделяют сигнал, пропорциональный концентрации деоксигенированного миоглобина, и рассчитывают парциальное давление кислорода в миоплазме. Изменение парциального давления кислорода и абсолютное значение этого показателя являются характеристикой изменения соотношения доставка кислорода к митохондрии/утилизация кислорода митохондрией и критерием адекватности работы системы доставки кислорода к митохондрии. На фоне несомненных достоинств метода существенно ограничивают его применение очень большая стоимость оборудования и громоздкость прибора, а также сильное магнитное поле, создаваемое во время измерения.

Инфракрасная спектрометрия. Метод основан на том, что биологическая ткань проницаема для света в области, близкой к инфракрасной. Источник и приемник света располагаются на поверхности тела на расстоянии 3-5 см. Средняя глубина проникновения света будет равна половине расстояния между ними. Рассчитать изменения в концентрации оксигенированного и деоксигенированного гемоглобина в измеряемой ткани (мышце) можно, используя различные длины волн в инфракрасной области (600- 900 нм), при которых свет преимущественно поглощается оксигенированным или деоксигенированным гемоглобином и миоглобином. Поскольку концентрация гемоглобина в несколько (4-5) раз выше, чем миоглобина, то основные изменения, регистрируемые с помощью этого метода, будут связаны, прежде всего, с изменениями в оксигенации гемоглобина. Регистрируемый сигнал будет содержать информацию о суммарном изменении оксигенации всех тканей, находящихся в области измерения.

Нагрузочные тесты для изучения аэробных возможностей [ править | править код ]

Все тесты, применяемые в физиологии мышечной деятельности, сводятся к измерению физиологических реакций в ответ на заданную или выбираемую нагрузку. В приросте любого физиологического показателя в ответ на увеличение нагрузки выделяют этап быстрого роста (0,5-2 мин), этап медленного прироста (квазиустойчивое состояние) и этап выхода показателя на истинное устойчивое состояние. При максимальных нагрузках третий этап не всегда достижим. Для того чтобы четко описать реакцию организма на ту или иную нагрузку, необходимо добиться выхода физиологических показателей на истинное устойчивое состояние или на максимальный уровень. Как правило, выход на истинное устойчивое состояние может занимать для разных показателей 5-15 мин даже при относительно небольшом (10-15% от максимальной величины) приросте нагрузки.

В идеале при тестировании необходимо определить, как изменяются те или иные физиологические показатели в ответ на нагрузки разной интенсивности вплоть до максимальной. В этом случае, чем меньше будет прирост нагрузки, тем более точная динамика изменения исследуемого показателя будет получена. Однако если дожидаться выхода показателя на истинное устойчивое состояние, то тест займет слишком много времени.

Исходя из этих соображений, предложен способ тестирования со ступенчато возрастающей нагрузкой. Данная тестовая модель позволяет оценить реакцию организма во всем диапазоне нагрузок от минимальной до максимальной аэробной нагрузки. Здесь и далее под максимальной аэробной нагрузкой (мощностью) будет пониматься максимальная мощность, достигнутая в тесте в повышающейся нагрузкой, т.е. мощность, сопоставимая с мощностью, при которой достигается максимальное потребление кислорода (МПК).

Недостатками данных моделей является наличие периода запаздывания между приростом нагрузки и приростом физиологического показателя, поскольку физиологический показатель в данном случае не успевает выйти на истинное устойчивое состояние. Поэтому результаты теста (показатель, отнесенный к мощности) будут несколько завышены относительно длительного теста с постоянной нагрузкой. Период запаздывания особенно выражен на низких нагрузках и несколько сильнее проявляется в тесте с непрерывно возрастающей нагрузкой, чем в тесте со ступенчато возрастающей нагрузкой.

С другой стороны, тест с непрерывно возрастающей нагрузкой имеет ряд преимуществ. Различные физиологические показатели имеют разную скорость выхода на квазиустойчивое состояние, поэтому при скачкообразном приросте нагрузки неизбежна гетерогенность: например, скорость прироста потребления кислорода в этом случае будет выше скорости прироста выделения углекислого газа. Это может искажать некоторые расчетные показатели, такие как аэробно-анаэробный переход, определяемый с помощью метода V-slope. К тому же, если в тесте со ступенчато возрастающей нагрузкой величина прироста мощности достаточно велика (50 Вт), то спортсмен может отказаться от работы на последней ступени, так и не выйдя на свой индивидуальный максимум. Поэтому тесты с непрерывно возрастающей нагрузкой становятся все более популярными для оценки аэробных возможностей организма.

Показатели, характеризующие аэробные возможности организма [ править | править код ]

В литературе в качестве критерия аэробной работоспособности обсуждается множество показателей, в той или иной степени связанных со спортивным результатом на дистанциях продолжительностью более 5 мин, т.е. там, где ресинтез АТФ во время работы обеспечивается преимущественно аэробными реакциями. Для проверки информативности выбранного критерия, как правило, определяют его взаимосвязь со спортивным результатом и оценивают его вклад в дисперсию. Помимо достаточной информативности, важной характеристикой для метода оценки аэробных возможностей должна быть его неинвазивность и простота использования. Поэтому в данном разделе будут рассмотрены прежде всего рутинные способы оценки аэробных возможностей. В современной литературе можно выделить следующие наиболее популярные подходы в тестировании аэробной работоспособности:

Показатели, характеризующие максимальную производительность кислородотранспортной системы. Максимальные возможности кислородотранспортной системы, как правило, определяются в максимальном тесте с возрастающей нагрузкой при глобальной работе. Наиболее широко используемыми максимальными показателями являются максимальный сердечный выброс (СВ) и МПК.

Сердечный выброс (СВ) является высокоинформативным показателем, характеризующим аэробную работоспособность, поскольку он определяет доставку кислорода ко всем активным тканям (не только к рабочим мышцам). По мнению ряда авторов, максимальный СВ является ключевым фактором, определяющим аэробные возможности организма.

Нельзя также исключить возможность дополнительного перераспределения кровотока от основных рабочих мышц к мышцам, дополнительно активирующимся при максимальной нагрузке. В результате действия перечисленных факторов доля кровотока/потребленного кислорода, приходящегося на рабочие мышцы, может резко снизиться именно при околомаксимальных и максимальных аэробных нагрузках. При этом изменения в максимальном СВ и МПК не обязательно будут отражать изменения в потреблении кислорода основными рабочими мышцами. Еще одним недостатком показателей максимального СВ и МПК следует считать саму процедуру тестирования. Для того чтобы получить действительно максимальные показатели, испытуемый должен быть сильно мотивирован и настроен на максимальную работу, что возможно далеко не всегда. Данное условие накладывает дополнительные ограничения на качество проведения максимальных тестов и частоту их проведения.

Накапливающийся в цитоплазме лактат может выходить в интерстиций путем диффузии или с помощью специальных переносчиков. Из межклеточного пространства лактат попадает в соседние волокна, где может вступить в цикл трикарбоновых кислот, по крайней мере, при низкой концентрации лактата в интерстиции, т.е. при низкоинтенсивной работе, либо в кровь. С кровью лактат переносится к активным скелетным мышцам и другим тканям (например, сердце, печень, скелетные мышцы), в которых может утилизироваться. Если продукция ионов лактата и водорода (молочной кислоты) в клетке больше, чем их утилизация и удаление, то в мышечном волокне начинает возрастать концентрация лактата и падать pH. Повышение концентрации лактата способствует повышению осмотического давления внутри клетки (один из механизмов рабочей гемоконцентрации). По мнению некоторых авторов, лактат не оказывает прямого негативного влияния на сократительные возможности мышечного волокна. Однако лактат косвенно может способствовать снижению pH, влияя на Na+/H+ и Na+/Ca2+ обмен в клетке. На мышцах животных показано, что ионы лактата способны ингибировать работу кальциевых каналов и активировать АТФ-зависимые калиевые каналы в саркоплазматическом ретикулуме и клеточной мембране, что также может опосредованно влиять на сократительные способности мышечного волокна.

С другой стороны, повышение внутриклеточной концентрации ионов водорода негативно влияет на сократительные способности мышечного волокна. Как известно, при выраженном мышечном утомлении pH внутри волокна может снижаться до 6,17—6,5. Предполагается, что в этом случае ионы водорода могут влиять на процесс присоединения поперечных мостиков миозина к актину за счет снижения чувствительности тропонина к кальцию. Это приводит к снижению силы сокращения мышечного волокна, а в крайнем случае, при выраженном снижении pH, к значительной потере сократительной способности. Кроме того, снижение pH оказывает тормозное влияние на активность некоторых ферментов анаэробного метаболизма, в частности на ключевое звено гликолиза фосфофруктокиназу.

Не следует связывать утомление, возникающее при мышечной работе, только с накоплением ионов водорода и лактата. Скорее всего, развитие утомления имеет комплексную природу, обусловленную изменением концентрации различных метаболитов и ионов, изменением величины мембранных потенциалов и возбудимости. Тем не менее эти изменения прямым или косвенным образом связаны с выраженной интенсификацией гликолиза.

Косвенно степень активности мышечного гликолиза при работе большой мышечной массы можно оценить, определяя концентрацию лактата или pH крови, поскольку транспорт протонов и лактата из мышечного волокна пропорционален их образованию. Более того, между концентрацией лактата в мышечной ткани и в крови после динамических упражнений найдена достоверная связь. Оценка активности гликолиза по изменениям pH и концентрации лактата в крови дает валидные результаты только при работе большой мышечной массы. В противном случае изменения концентрации лактата в крови малы. Конечно, нельзя ставить знак равенства между концентрацией лактата в крови или pH крови и активностью гликолиза, поскольку часть лактата может утилизироваться другими тканями (печенью, сердцем и др.). Поэтому наиболее объективным методом для оценки активности гликолиза является расчет суммарного выхода лактата из клеток как произведения кровотока на вено-артериальную разницу по лактату, но это инвазивный метод, не пригодный для рутинных тестирований.

Изменения концентрации лактата и/или ионов водорода во время работы оценивают также непосредственно в интерстиции или в самом мышечном волокне, используя методы микродиализа или игольчатой биопсии и неинвазивный метод 1 Н и 31 Р магниторезонансной спектроскопии. Современная техника микродиализа позволяет оценить динамику химизма интерстиция непосредственно во время статической и динамической работы. В исследовании с параллельным измерением лактата в интерстиции и венозной крови во время теста с возрастающей нагрузкой показана сходная динамика этих показателей. Причем концентрация лактата в венозной крови во второй половине теста не отличалась от концентрации лактата в интерстиции 1 Н и 31 Р магниторезонансная спектроскопия также позволяет оценить изменение pH непосредственно во время работы, но из-за методических ограничений измерения возможны только при локальной работе.

Если во время длительной работы (10-30 мин) постоянной мощности активность гликолиза будет низкая, то через некоторое время в мышечной клетке установится равновесие между продукцией и утилизацией метаболитов гликолиза. При большей мощности активность гликолиза возрастет, и равновесие установится на новом повышенном уровне. В какой-то момент увеличение мощности приведет к выраженному увеличению активности анаэробных реакций: продукция метаболитов будет больше их утилизации. Концентрация ионов водорода и лактата в клетке, интерстиции и крови начнет непрерывно расти при постоянной мощности работы. В конечном итоге pH клетки упадет до предельно низких значений, сократительные возможности мышцы снизятся, и человек будет вынужден отказаться от продолжения работы (поддержания заданного уровня мощности).

Данные рассуждения нашли подтверждение в экспериментах с участием человека, когда измеряли лактат и/или pH крови при работе с постоянной нагрузкой. Концентрация лактата в ответ на начало нагрузки меняется быстро в течение первых 1-4 минут. Затем наблюдается медленный выход показателя на плато. Большинство авторов для оценки выхода этого показателя на плато используют эмпирический критерий: прирост концентрации лактата менее 0,025-0,05 ммоль/л/мин в период с 15-й по 20-ю минуту теста с постоянной нагрузкой. Та мощность, при которой наблюдается предельное устойчивое состояние между выходом в кровь и утилизацией продуктов гликолиза (выход на плато зависимости концентрации лактата от времени работы при заданной мощности), получила название максимального устойчивого состояния по лактату. Как правило, не удается идеально точно подобрать нагрузку, соответствующую мощности максимального устойчивого состояния по лактату. Поэтому выполняют две-три нагрузки с эмпирически выбранной мощностью и путем экстраполяции определяют мощность, на которой наблюдается критическая скорость прироста лактата.

Оказалось, что в среднем по популяции концентрация лактата при максимальном устойчивом состоянии составляет 4 ммоль/л. При этом могут наблюдаться достаточно широкие вариации (2-7 ммоль/л). Не удалось выявить связи между концентрацией лактата при максимальном устойчивом состоянии и уровнем тренированности. Однако выявлена четкая зависимость между мощностью, на которой проявляется максимальное устойчивое состояние по лактату, и уровнем аэробной работоспособности: чем выше тренированность человека, тем больше мощность, при которой достигается максимальное устойчивое состояние по лактату. С точки зрения подготовки спортсменов, максимальное устойчивое состояние по лактату характеризует ту предельную мощность (скорость передвижения по дистанции), которую спортсмен способен поддерживать в течение нескольких десятков минут. В данном случае не рассматриваются сверхдлинные (марафонские) дистанции, где одним из лимитирующих работоспособность факторов может выступать истощение углеводных запасов.

При дальнейшем увеличении мощности происходит постепенное вовлечение в работу более высокопороговых двигательных единиц: наряду с мышечными волокнами типа I начинают активироваться волокна IIA и IIB. Волокна второго типа, особенно ИВ, имеют гораздо более низкие окислительные возможности. В них обнаружена низкая объемная плотность митохондрий, низкая активность окислительных ферментов и высокая активность гликолитических ферментов. Ресинтез АТФ в них идет преимущественно с помощью гликолиза. Конечными продуктами гликолиза являются ионы водорода и лактат. Поэтому при вовлечении в работу мышечных волокон типа IIА и IIB, т.е. при субмаксимальной аэробной мощности, начинается повышение концентрации ионов водорода и лактата в мышце и крови. Субстратом для гликолиза являются углеводы: гликоген и глюкоза, поэтому доля жиров, участвующих в ресинтезе АТФ, начинает снижаться. Дополнительно этому способствует ингибирование реакций бета-окисления за счет снижения pH и увеличения концентрации аце-тил-КоА. Переход к большему использованию углеводов отражается в увеличении дыхательного коэффициента до 0,85-0,95. Водородные ионы попадают в кровь, где взаимодействуют с бикарбонатными ионами. В результате этой реакции образуется неметаболический углекислый газ. Появление неметаболического углекислого газа в крови приводит к дополнительному раздражению рецепторов дыхательного центра в продолговатом мозге, которые, в свою очередь, вызывают усиленный рост легочной вентиляции. Легочная вентиляция также увеличивается по метаборефлекторно-му (эргорефлекторному) пути. Накопление в мышечном интерстиции метаболитов (в том числе и продуктов гликолиза) раздражает афференты III и IV. Это вызывает увеличение симпатической посылки к сосудам, рост АД и приводит к активации дыхательного центра.

Дальнейшее увеличение мощности приводит к активации наиболее высокопороговых двигательных единиц. Вклад гликолиза в энергообеспечение (ресинтез АТФ) становится все более значительным. В самих мышечных волокнах, мышечном интерстиции и крови происходит резкое падение pH и возрастание концентрации лактата. Бета-окисление жиров полностью ингибируется, и дыхательный коэффициент становится больше единицы, что в данном случае свидетельствует об участии в энергетике только углеводов. Резкая активация мышечного метаборефлекса (эргорефлекса) приводит к резкому увеличению легочной вентиляции. Показатели общего потребления кислорода организмом. СВ, ЧСС выходят на максимальные значения, pH в мышце снижается до предельно низких значений, что приводит к снижению сократительных возможностей и отказу от работы.

Как было показано выше, во время максимального теста с возрастающей нагрузкой некоторые физиологические параметры, такие как концентрация ионов лактата и водорода в крови и мышце, легочная вентиляция и дыхательный коэффициент, изменяются нелинейно в зависимости от мощности. Сходная динамика во время максимального теста с возрастающей нагрузкой показана для целого ряда других показателей: внутримышечного фосфокреатина, индекса мышечной оксигенации, бикарбонатов крови, концентрации глюкозы, адреналина и норадреналина в крови и АД. Некоторые исследователи во время данного теста отмечают нелинейность возрастания общего потребления кислорода, ЧСС, электромиографических показателей рабочей мышцы и механической эффективности.

Нелинейность изменения данных функций связана с активным включением в энергетику гликолиза и накоплением в тканях его метаболитов. Накопление конечных продуктов гликолиза приводит к выраженным изменениям не только внутри активного мышечного волокна, но и на уровне целой мышцы и все го организма. Многочисленными работами наглядно продемонстрировано, что при этом существенно меняется динамика широкого ряда физиологических показателей. Поэтому появилось множество работ, авторы которых пытаются не только качественно, но и количественно оценить мощность (потребление кислорода), при которой происходит «аэробно-анаэробный переход». Ниже будут описаны лишь наиболее популярные в современной литературе способы оценки аэробно-анаэробного перехода, причем последовательность описания будет отражать положение данных критериев друг относительно друга при движении по шкале мощности к максимальной мощности (максимальному потреблению кислорода), достигнутой в тесте.

Аэробный порог (АэП) — это мощность (потребление кислорода) во время теста с возрастающей нагрузкой, при которой наблюдается переход от «чисто» аэробного энергообеспечения к аэробно-анаэробному. Как упоминалось выше, при низкой нагрузке концентрация лактата крови, показателя, характеризующего активность гликолиза, не изменяется при возрастании мощности. В определенный момент концентрация лактата начинает расти в ответ на увеличение мощности. Критерием значимого увеличения концентрации лактата считают эмпирически выбранное значение 0,5 ммоль/л, зарегистрированное в ответ на прирост мощности в 30 Вт (или одну ступень теста со ступенчато возрастающей нагрузкой). Иногда в качестве критерия включения гликолиза используют фиксированную концентрацию лактата крови в 2 ммоль/л, как верхнюю границу нормы для концентрации лактата в покое.

Лактатный порог (ЛП) — это мощность (потребление кислорода) во время теста с возрастающей нагрузкой, при которой выделяется перегиб на кривой, описывающей зависимость логарифма концентрации лактата в крови от логарифма потребления кислорода (мощности). Концентрация лактата определяется каждую минуту. Место перегиба определяется с помощью метода V-slope. Метод очень чувствителен к общему количеству измерений концентрации лактата во время теста. Недостаточное количество наблюдений на «чисто» аэробном участке может сильно исказить результат.

В ряде работ на компактных выборках спортсменов отмечают более тесные связи со спортивным результатом показателей, характеризующих аэробно-анаэробный переход, чем показателя максимального потребления кислорода организмом. Эти наблюдения хорошо согласуются с результатами морфологических исследований. Оказалось, что показатели, характеризующие аэробноанаэробный переход, достоверно связаны с активностью цитратсинтазы и сукцинат-дегидрогеназы в мышце, со способностью мышечного гомогената окислять лактат и с процентом волокон I типа. В то же время между показателем МПК и активностью окислительных ферментов достоверная связь выявляется не всегда.

Следует отметить, что различие в уровне аэробной работоспособности между тренированными и нетренированными людьми, определяемое по ПАНО, более выражено, чем при сравнении их МПК. Например, относительное потребление кислорода на уровне ПАНО и/или относительная мощность на уровне ПАНО у спортсменов-триатлонистов в два с половиной раза выше, чем у нетренированных мужчин (табл.). Следует отметить, что увеличение потребления кислорода на уровне ПАНО в результате длительной тренировки происходит не только за счет увеличения величины максимального потребления кислорода организмом, но и за счет увеличения потребления кислорода на уровне ПАНО по отношению к МПК. Во всех группах спортсменов этот показатель составляет 87

90%, против 64% у нетренированных мужчин. У хорошо подготовленных спортсменов, тренирующих выносливость, ПАНО на пике спортивной формы может достигать 90

Средние значения и диапазоны изменения показателей, характеризующие аэробную работоспособность у различных контингентов молодых здоровых мужчин (возраст 22 (19-27) года, масса тела 70,9 (55,2-88,8) кг) и у высококвалифицированных спортсменов, тренирующих аэробные возможности (возраст 22 (19-25) года, масса тела 68,2 (60,0-74,5) кг)

Источник