Тесты для оценки критериев анаэробных биоэнергетических систем




 

Анаэробная производительность характеризуется показателями максимальной анаэробной мощности, емкости и эффективности.

Критерием максимальной анаэробной мощности является то максимальное усилие, выраженное в единицах мощности, которое испытуемый способен развить за короткий период времени.

Тест максимальной анаэробной мощности предназначен для избиратель­ной оценки алактатной анаэробной мощ­ности. Он заключается в выполнении кратковременного взрывного усилия в те­чение 5-10 с. В этом временном интерва­ле основным источником энергии служит алактатный анаэробный процесс. В каче­стве стандартизованных лабораторных процедур используют работу на велоэрго­метре с максимальной мощностью (со­противление на колесе 7 кп, максимальная частота педалирования) или бег с максимальной скоростью вверх по лестнице с достаточно большим укло­ном - от 30 до 40°. В последнем случае мощность работы () рассчитывается, исходя из массы тела (p), величины вертикальной компоненты лестницы, рассчитываемой по высоте и количеству ступенек (h) и величины фиксированного времени с помощью электронного секундомера и двух фотоэлементов (t), за которое преодолен пролет лестницы между фотоэлементами: =p×h/t (кгм/с или Вт).

В данном тесте от­носительная мощность (значение мощно­сти, приходящейся на единицу массы те­ла) численно равна значению вертикаль­ной скорости при беге вверх по лестнице.

Зная экспериментально полученную механическую эффективность (25%) и калорический эквивалент работы (1кгм=2,3427.10-3 ккал), легко рассчитать расход энергии. Максимальная анаэробная мощность измеряется в ккал/мин.

Тест выполняют после 10-минутной раз­минки и 4-минутного отдыха.

Тест оценки анаэробной гликолитической мощности предполагает выполнение в качестве нагрузки упражнения, обеспе­чивающего максимальную интенсификацию анаэробных превращений в работающих мышцах, предельно высокую скорость об­разования кислородного долга и накопле­ния молочной кислоты в крови.

В лабораторных условиях этим требованиям соответствуют общепринятые два теста (тесты однократной предельной (по времени) работы).

Первый – 1-минутный тест, в котором нагрузка заключается в непрерывном вращении педалей на велоэргометре с максимальной скоростью в течение 1 мин при стандартизированном сопротивлении вращению педалей (С) с учетом массы тела испытуемых, вычисляемому по формуле:

С = 30 – (82,5 – масса тела)/5 кгм/об.

Для имеющих массу тела более 80 кг сопротивление устанавливается 30 кгм/об.

В данном случае число оборотов педалей (О) за 1 минуту такой нагрузки прямо отражает объем выполненной работы (W):

W (кгм)=С (кгм/об.)×О (об.).

Поскольку эта работа выполнена за 1 мин, реальная размерность W соответствует величинам мощности – кгм/мин. Величина W чаще всего составляет 2500-3200 кгм/мин, или 400-550 Вт/кг. Наиболее высокие индивидуальные значения W достигают 4000 кгм/мин или 660 Вт. Среднее значение W равно 38,1 кгм/мин/кг, или 6,25 Вт/кг.

Второй тест для определения анаэробной гликолитической мощности - так называемый Вингейтский анаэробный тест (ВАнТ), заключающий­ся в выполнении упражнения предельной интенсивности в течение 30 с., а сопротивление педалированию примерно на 25% выше, чем в 1-минутном тесте.

Поскольку известны время педалирования и нагрузочное задание, результат теста выражают в величинах мощости (Вт, кгм/мин), а не в числе оборотов. Оценка результатов производится по «пиковому» (за 5 с) и среднему (за 30 с) значениям мощности педалирования. Пиковое значение обозначают как ВАнТ5 , а среднее - как ВАнТ30 (В.Л. Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков, 1991).

У мужчин 18-30 лет ВАнТ5 составляет в среднем 8-9 Вт/кг, а ВАнТ30 около 7 Вт/кг. У более молодых, а также у пожилых людей значения этих показателей снижаются в среднем на 1 – 2% на каждый год жизни. Более высокие значения анаэробной мощности отмечаются у спортсменов. Так, у студентов физического воспитания в среднем ВАнТ5 равен 10,3±0,6 Вт/ кг, ВАнТ30 – 8,5±0,4 Вт/кг, а у студенток соответственно 9,1± 0,8 Вт/кг и 7,5± 0,5 Вт/кг.

Результаты обоих тестов вполне сопоставимы и могут быть использованы в качестве валидной оцен­ки анаэробных возможностей спортсмена. Тесты вы­полняют после 5-6-минутной разминки и 4-5-минутного отдыха.

Эти тесты имеют своим аналогом в спортивной прак­тике испытания в естественных условиях в контрольном беге на дистанции 300 или 400 м, плавании на 50 и 100 м, «челночном» беге на площадке в баскетболе, повторном беге 6 × 54 м, в хок­кее и т.п.

Емкость анаэробных процессов энергопродукции определяется величиной максимального кислородного долга (МКД) и максимальной концентрации молочной кислоты в крови. Эти показатели измеряются в восстановительном периоде после изнуряющей физической работы.

Определение этих показателей предполагает наличие сложной аппаратуры, высококвалифицированных специалистов и занимает много времени на проведение процедуры обследования и обработки материалов, поэтому предложены более простые методы, основанные на оценке емкости анаэробных процессов по косвенным признакам. К таким методам относится тест повторной нагрузки макси­мальной мощности и тест повторной предельной работы. Сначала познакомимся с методикой проведения этих тестов, а затем с методикой определения МКД.

Тест повторной нагрузки макси­мальной мощности ориентирован на из­бирательную оценку алактатной анаэроб­ной емкости.

Программой тестирования предусма­тривается повторение до отказа кратко­временных упражнений максимальной мощности через постоянные интервалы отдыха, недостаточные для восстановле­ния алактатных анаэробных резервов в работающих мышцах. В работе на велоэргометре этому режиму соответствует по­вторное выполнение в течение 10с уп­ражнений максимальной мощности через интервалы отдыха 30с. В качестве коли­чественной оценки алактатной анаэроб­ной емкости обычно используют показа­тели общего числа повторений упражне­ния на максимальной мощности или об­щего количества работы, выполненной до момента снижения максимальной мощ­ности.

Тест повторной предельной (по времени) работы дает возможность избирательно оцени­вать анаэробную гликолитическую ем­кость.

В отличие от испытания в однократном предельном усилии, при котором достига­ется наибольшая скорость накопления мо­лочной кислоты, повторное выполнение предельного упражнения позволяет прий­ти к наивысшим значениям концентрации молочной кислоты в крови и тканях, самым значительным сдвигам кислотно-щелоч­ного равновесия и образованию макси­мального О2-долга. Программа стандарти­зованных лабораторных испытаний пред­усматривает трех- или четырехкратное по­вторение минутных сеансов повторной ра­боты на велоэргометре (через 1 мин отды­ха), вызывающих полное изнеможение ис­пытуемого.

Методика определения максимального кислородного долга (МКД). Впервые понятие о кислородном долге (О2D) было сформулировано А.В. Хиллом в 30-х годах прошлого столетия. По современным представлениям (В.Л. Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков, 1991) величину О2D составляет то количество кислорода (рис. 6), которое исследуемый потребляет в период восстановления после мышечной работы за вычетом объема потребления О2 в покое, то есть это дополнительное потребление кислорода на нужды организма в восстановительный период после нагрузки.

 

 
 


Работа Восстановление

л/мин

 

 

 

 
 

 


1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 мин

 

Рис. 6. Схема, иллюстрирующая образование кислородного долга при мышечной работе: на абсциссе – время (мин), на ординате (логарифмическая шкала) – потребление О2 (л/мин); О2d – кислородный дефицит, О2D – кислородный долг

 

Считается, что О2D полностью ликвидируется обычно в течение первых 60 – 90 мин восстановительного периода после любых (даже самых напряженных) нагрузок. Если повышенное по сравнению с покоем потребление кислорода продолжается в более поздний период, например, после марафонского бега, то этот избыток затрачивается на пластические (реконструктивные) процессы.

В настоящее время известны три основных механизма образования кислородного долга (О2D) при мышечной работе и соответственно три составные части О2D.

Первая часть включает миоглобиновую фракцию. Эта фракция погашается в первые несколько секунд после окончания работы и учитывает затраты на погашение недостатка О2, который в покое находится в связанном состоянии с миоглобином, а при напряженной мышечной работе его содержание может снижаться на 0,3–0,5 л, а также затраты О2 для восстановления его в венозной крови и тканевой жидкости после нагрузки (0,2–0,5 л). Всего – 0,5–1,0 л.

Вторая часть - фосфагенная фракция - О2 тратится на восстановление в мышцах запасов фосфагенов – аденозинтрифосфата (АТФ) и креатинфосфата (КрФ). На эти процессы обычно затрачивается 1-2 л О2 у нетренированных и 3 – 4 л у спортсменов и протекают они в течение первых 3–5 мин.

На практике обе фракции трудно отдифференцировать, поэтому их объединяют в так называемую быструю, или алактатную (алактацидную) фракцию О2D.

Третья часть называется медленной, или лактатной (лактацидной) фракцией О2D и обеспечивает устранение молочной кислоты и ее солей, появившихся в процессе напряженной работы. Это самая затратная фракция.

Небольшая часть О2D (1,0-1,5 л) идет на оплату повышенного энергетического обмена кардиореспираторной и других систем (повышенное содержание в крови катехоламинов, повышенная температура) в период восстановления. Но эту величину на практике трудно учесть, поэтому ее относят к погрешности измерений.

Максимальный кислородный долг определяется путем газометрического анализа выдыхаемого воздуха, собираемого в восстановительном периоде после завершения изнуряющей нагрузки до изнеможения.

Нагрузки должны быть такими, чтобы кислородный запрос превышал МПК. Подобные варианты нагрузок приведены в вышерассмотренных последних двух тестах.

Прямой метод непрерывного определения кислородного долга трудоемкий и затратный по времени, поэтому на практике, учитывая экспоненциальный характер скорости потребления О2 (, л/мин, или мл/мин, или мл/мин/кг) во время восстановления, измеряют в течение 20–30-минутного периода дискретно следующие показатели внешнего дыхания: минутный объем выдоха (, л/мин), фракция кислорода в выдыхаемом воздухе (, %) и фракция углекислого газа в выдыхаемом воздухе (,%).

Перечисленные показатели определяют по методу Дугласа - Холдена с повторным многократным забором воздуха в мешки или с помощью автоматического газоанализатора. Полученные величины используются для построения графика восстановительного потребления кислорода () и последующего трудоемкого расчета МКД, который проводится по специальной методике (В.Л. Карпман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гудков, 1991). Необходимо отметить, что в настоящее время все эти действия автоматизированы с помощью соответствующих программ.

У спортсменов МКД обычно составляет 15 - 20 л, а иногда даже 20 – 25 л. Необходимо помнить, что погрешность измерения у спортсменов достигает 10–20%, а у не спортсменов – 20–40%.

Эффективность механизмов энергопродукции при физической нагрузке определяется границами аэробно-анаэробного перехода.

Порог анаэробного обмена (ПАНО) определяется как мощность нагрузки при работе возрастающей интенсивности, при которой начинаются улавливаемые лабораторными методами анаэробные процессы.

Выделяют ПАНО1 и ПАНО2. Для их определения применяют тесты со ступенчато-возрастающей нагрузкой при работе на велоэргометре или тредбане. Мощность нагрузки принято дозировать с учетом веса испытуемого: начальная мощность на велоэргометре - 1Вт/кг, прирост на каждой ступени по 0,33 Вт/кг. Начальная скорость на тредбане 2,5-3,5 м/с. Величина «ступени» изменения скорости - 0,5 м/с. Продолжительность работы на каждой ступени – 2–3 мин.

ПАНО определяют графически (И.В. Аулик, 1990). На оси абсцисс откладывают мощность нагрузки, скорость потребления кислорода () или скорость бега; на оси ординат – концентрацию молочной кислоты в крови, параметр газового обмена, частоту сердечных сокращений.

ПАНО1 обозначает границу исключительно аэробной энергопродукции и определяется по начальному изменению прироста уровня молочной кислоты по сравнению со стабильным приростом в процессе выполнения возрастающей нагрузки, сопровождающемуся нелинейным увеличением , дыхательного коэффициента (R) и продукции СО2 () или соответствует 2 ммоль/л (рис. 7).

 

Лактат,

Мм/л

 

 

       
 
ПАНО1
 
ПАНО2

 


П ПАНО1

 

Рис. 7. Графический способ определения ПАНО по изменениям концентрации молочной кислоты в крови (пояснения в тексте).

 

ПАНО2 обозначается как начало заметного отклонения вверх кривой концентраций лактата на графике «лактат – мощность» или «лактат - » или при пересечении кривой на уровне 4 моль/л (рис 7,а).

Значение порога анаэробного обмена ПАНО2 некоторые исследователи определяют графически, проводя касательные к отдельным зонам кривых уровня молочной кислоты. Точка пересечения касательных соответствует ПАНО2 (рис. 7, б).

Сравнительный анализ показывает, что определенное таким образом значение находится в зоне аэробно-анаэробного перехода и не может быть истинным ПАНО1 или ПАНО2.

Известно, что значение границ аэробно-анаэробного перехода зависят от специализации и тренированности спортсмена. У нетренированных людей ПАНО1 находятся на уровне 40-45% от max, ПАН02 50-55%. Под влиянием систематической тренировки границы аэробно-анаэробного перехода смещаются в сторону более высо­ких нагрузок. У бегунов на средние дистанции ПАН02 со­ставляет 59-79% от max, у бегунов на длинные дистанции 71-86% (Farell et al., 1979), у лыжников-гон­щиков, биатлонистов, гребцов экстракласса и пловцов, тре­нирующихся на длинные дистанции, 78-86%.

Спортсмен, имеющий высокий ПАНО2, может поддерживать на дистанции большой темп без значительного накопления в организме продуктов анаэробного обмена.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: