АВР показывает, сколько кислорода отдают тканям каждые 100 мл крови. Если известно количество крови, протекающее через все ткани тела за 1 мин (минутный объем кровотока), то можно подсчитать количество кислорода, потребляемое организмом за 1 Мин. Например, если АВР. равна 6 мл кислорода, а минутный объем крови - 4000 мл то потребление кислорода организмом за 1 мин составит 240 мл.
С<:'6 =240)
Это значит, что из каждых 100 мл крови организм усваивает 6 мл кислорода, а из протекающих через все ткани за 1 мин 4000 мл крови - 240 мл кислорода.
В состоянии покоя человеку необходимо 200-300 мл кислорода в 1 мин, при физической работе - больше. При работе возрастают и минутный объем крови и АВР. Увеличение обоих этих показателей способствует повышению потребления кислорода.
Если работа длится менее 1,5 - 2 мин и мощность ее достаточно высока, то потребление кислорода непрерывно растет с самого начала работы до конца и снижается лишь после ее прекращения (рис. 78, А). Если продолжительность работы больше и протекает она равномерно, потребление кислорода, нарастая в первые минуты, поддерживается в дальнейшем на постоянном уровне. Принято говорить, что такая работа протекает при устойчивом состоянии. с прекращением ее потребление кислорода также снижается(рис, 78, Б).
Но есть и такие виды работы, при которых потребление кислорода, несмотря на выполняемую организмом большую работу, не возрастает, Например, при статическом усилии (удержании штанги, выполнении упора руки в стороны на кольцах и ДР.) потребление кислорода почти не повышается по сравнению с уровнем покоя, но по окончании работы значительно увеличивается (рис. 78, В) и лишь потом начинается восстановление. Это явление называют феноменом Линдгарда (по имени ученого, описавшего его впервые).
8.7. АЭРОБНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ОРГАНИЗМА И ЕЕ ПОКАЗАТЕЛЬ - МАКСИМАЛЬНОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА
Понятие об аэробной производительности
Потребление кислорода. при физической работе возрастает по мере увеличения ее тяжести и продолжительности. Однако для каждого человека существует предел, выше которого поглощение кислорода увеличиваться не может. Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить за 1 мин при предельно тяжелой для него работе, называется максимальным потреблением кислорода (МПК). Человек может достичь уровня своего МПК, при работе, длящейся не менее 3 мин.
МПК является показателем аэробной производительности организма, т. е. способности совершать тяжелую работу, обеспечивая энергетические расходы за счет кислорода, поглощаемого, непосредственно во. время работы.
. I
Методы определения максимального потребления,
Кислорода.
Величину МПК можно определить в лабораторных условиях при работе на велоэргометре. Испытуемый выполняет при этом работу постепенно возрастающей мощности, т. е., как принято говорить, ступенчатого характера. Сначала испытуемому предлагают не очень тяжелую работу. потребление кислорода возрастает, а затем возникает устойчивое состояние (рис. 79). Тогда нагрузку увеличивают. Потребление кислорода вновь растет и опять устанавливается на постоянном, но более высоком, чем при предыдущей работе, уровне. Так поступают до тех пор, пока очередное увеличение нагрузки уже не будет вызывать дальнейшего роста потребления кислорода. Это значит, что испытуемый достиг своего МПК.
q.1V'мин5
зРис. 79.
Определение МПК при работе с постепенно возрастающей нагрузкой:
Столбики - мощность работы (В условных единицах), преРЫjlистая линия - потребление КИСЛОРQда
Можно определить мпк и в условиях спортивной деятельности Например, пловцу после разминки предлагают проплыть дистанцию 400 м со следующей раскладкой сил: первую стометровку свободно (как на разминке), на второй - скорость постепенно увеличивается
на третьей - достигает 90% от максимальной ДЩI данного спортсмен~ на данной дистанфШ и на последней - с предельно возможной скоростью. Забор воздуха для анализа производят на последних 100 м.
Существуют. методы, с помощью которых можно предсказать,величину МПК у.человека, не давая ему тяжелой работы. Для этого определяют частоту сердцебиения при относительно легкой стандартной нагрузке. Зная величину работы и ЧСС, определяют МПК по специальной номограмме (рис. 80). в качестве нагрузки используется работа на велоэргометре определенной мощности или восхождение на ступеньку (высота для, мужчин - 40 см, для женщин - 33 см) с частотой 22,5 шагав 1 мин. Испытуемый выполняет работу в течение 5 мин. ЧСС определяется в конце 5-й мин. Например, при работе на велоэргометре с мощностью 1200 кгм у женщины, вес тела которой,равен 61 кг, частота сердцебиений в конце, нагрузки была165 уд/мин. Из точки на шкале, где обозначен вес 61 кг, проводим перпендикуляр в точку на шкале, где обозначена ЧСС 156. Соединяем прямой линией точки 61 и 156 и на средней (наклонной) шкале находим величину МПК. В данном случае она будет равна 2,4 л/мин.
Такой способ определения МПК обеспечивает достаточно точное совпадение полученных данных с фактическими величинами МПК у не занимающихся спортом и спортсменов низкой квалификации. У высококвалифицированных спортсменов этот метод может давать ошибочные результаты. Поэтому для них целесообразнее применять прямой метод
r8.7.3. Величина максимального потребления кислорода и спортивные результаты
У не занимающихся спортом величина МПК не, превышает 2-5 л/мин. у спортсменов международного класса она может достигать 6-6,5 л/мин. Поскольку абсолютная величина МПК зависит от размеров тела ее делят на вес человека. При пересчете на 1 кг веса у не занимающихся спортом. МПК составляет 35-45.мл, у спортсменов высокого класса (в зависимости от спортивной специализации) 50-90 мл (табл. 5).
Спортивный результат в беге на длинные дистанции, в лыжных гонках, плавании, конькобежном, велосипедном спорте на 60-80% зависит 'от уровня аэробной производительности. Так, если МПК у спортсмена менее 6 л/мин, он не сможет показать результат международного класса в беге на 5000 и 10000 м. Поэтому одной из главных задач тренировки в этих видах спорта является развитие и поддержание высокого уровня аэробной производительности. Установлено, например, что увеличение МПК всего лишь на 1 мл/мин на 1 кг веса позволяет «сбросить» 3,5 сек с результата в беге на 5000 м на коньках.
Величина МПК зависит от функциональных возможностей трех систем:
· дыхательной системы,
· системы крови
· системы кровообращения.
Так, для того чтобы обеспечить МПК необходимое для достижения высоких спортивных результатов (6-6:5/МИН), необходимо соблюдение следующих условий:
легочная вентиляция должна быть не меньше 150 л/ мин,
кислородная емкость крови 22-25 мл кислорода на 100 мл крови,
артерио-венозная разность 16-17 мл кислорода на 100 мл крови,
минутный объем кровотока 33-35 л.
На рис. 81 представлены величины МПК и МОД лыжников разной квалификации. Видно, что у мастеров спорта международного класса и мастеров спорта как МПК, так и МОД значительно выше, чем у перворазрядников и спортсменов низших разрядов.
Спортсмен, имеющий низкую аэробную производительность, не способен развить высокую скорость на дистанции. Наблюдения показали, что лыжники-гонщики, у которых МПК составляет 79 мл/мин нa 1 кг веса, выигрывают в каждую секунду по 1 м у спортсменов, МПК которых не превышает 65 мл/мин. Это значит, что на 10 километрах выигрыш при прочих равных условиях составит около 8 минут.
Однако, МПК дает лишь обобщенную характеристику аэробным возможностям спортсмена, так как указывает на скорость усвоения кислорода организмом в целом и ничего не говорит об эффективности использования кислорода именно в работающих мышцах. Об эффективности использования кислорода в организме говорит показатель, называемый процент использования МПК.
8.7:4. Процент использования максимального
Потребления кислорода
Определение МПК обычно проводится в лабораторных условиях с применением нагрузок, требующих предельного потребления кислорода. В условиях спортивной деятельности. потребление кислорода почти никогда не достигает максимальных величин. Установлено, что даже хорошо тренированный человек может работать при потреблении кислорода на уровне 90-95% от своего МПК не более 10-15 мин. лыжники – мастера спорта способны поддерживать уровент МПК в пределах 4-4,5 мин, тогда как начинающие гонщики (2 и 3 разряда) не более 2,5 мин.длительность удержания МПК является показателем выносливости спортсмена.
Практически ЧСС изменяется почти параллельно увеличению потребления кислорода. Для повышения аэробной производительности у начинающих спортсменов используется длительная работа
Определение потребления кислорода у спортсмена на тренировочном занятии
8.8. КИСЛОРОДНЫЙ ЗАПРОСИ КИСЛОРОДНЫЙ ДОЛГ
8.8.1. Понятие о кислородном запросе
Для того чтобы мышцы человека могли совершать определенную работу, им нужна энергия. Ее источником, как уже говорилось, является содержащаяся в мышечной ткани АТФ. Но запасы ее в мышцах ограничены, для их восстановления необходим кислород. Существует определенная зависимость между мощностью работы, количеством. энергии, которую должна выделить, расщепляясь, АТФ, и количеством кислорода, необходимым для ее. восстановления. То количество кислорода, которое требуется для осуществления данной работы, называется: кислородным запросом.
8.8.2. Виды кислородного запроса
Различают два вида кислородного запроса: суммарный кислородный запрос - количество кислорода, необходимое для совершения всей работы, например для пробегания какой-либо дистанции, и минутный кислородный запрос - количество кислорода, требующееся для выполнения данной работы в каждую минуту. При определении кислородного запроса учитывается только то количество кислорода, которое потребляется сверх уровня покоя и, следовательно, идет на выполнение работы.
Чем выше мощность работы, тем больше минутный кислородный запрос. Например, бег на 800 м по мощности, ПО скорости передвижения значительно превышает марафонский бег; минутный кислородный запрос при беге на 800 м составляет 12-15 л/мин, а при марафонском беге - всего 3-4 л/мин. Суммарный кислородный запрос тем больше, чем длительнее работа. Так, при беге на 800 м он равен 25-30 л, а при марафонском беге -450-500 л.
При работе значительной мощности минутный кислородный запрос может достигать и более 20 л/мин. Однако МПК за 1 мин не превышает 6-6,5 л даже у спортсменов международного класса. Можно ли выполнять работу, если минутный кислородный запрос превышает МПК? Чтобы ответить на этот вопрос, надо знать, для чего используется кислород при мышечной работе.
8.8.3. Использование кислорода при мышечной
Деятельности
.
Кислород нужен для аэробного вырабатывания энергии. Эта энергия запасается в виде АТФ. Энергия вырабатывается при соединении кислорода с глюкозой или с жирами. Глюкоза растворена в крови (10-15г), кроме того запас глюкозы в виде гликогена содержится в клетках – в мышцах (150-200 г) и в печени – (около 200 г). Этих запасов может хватить на 2-3 ч непрерывной работы.
После использования большей части запасов глюкозы организм начинает использование жиров. В организме имеются запасы жиров, при окислении которых могло бы освободиться такое количество энергии, которого хватило бы на обеспечение работы в течение нескольких дней. Несмотря на высокую энергетическую ценность, жиры при физической работе используются ограничено и только после того, как израсходована большая часть глюкозы.
Установлено, что у круглогодично тренирующихся спортсменов жиры расходуются на восстановление А ТФ в большей степени, чем у не занимающихся спортом или тренирующихся нерегулярно. Систематическая тренировка открывает организму путь к использованию жиров - более эффективного, чем углеводы, источника энергии.
Глюкоза может расщепляться и без кислорода, т. е. анаэробным путем, и при этом тоже выделять энергию. Но в этом случае энергии освобождается в 12 раз меньше, чем при окислении того же количества глюкозы. Кроме того, в мышцах содержится креатинфосфат (КрФ), который, расщепляясь анаэробно, тоже дает энергию для восстановления А ТФ. Следовательно, работа мышц может бьrгь обеспечена и при недостаточном поступлении кислорода в организм. Восстановление АТФ за счет анаэробных источников энергии происходит в самом начале работы, когда потребление кислорода еще не успело увеличиться, а также в тех случаях, когда кислородный запрос превышает возможности организма потреблять кислород.