Физиологическая характеристика динамической циклической работы

В 1937 г. B.C. Фарфель подверг математическому анализу десять, а затем и двадцать пять лучших достижений мирового масштаба в различных видах циклической работы спортивного характера. Оказалось, что мощность работы и ее длительность находятся в достаточно сложной зависимости и не являются просто обратно пропорциональными. Длительность работы возрастает в большей мере, чем уменьшается ее мощность (скорость). Отложив по оси ординат логарифмы скорости легкоатлетического бега, а по оси абсцисс - логарифмы рекордного времени, B. C. Фарфель обнаружил четыре отрезка прямых. Причем точки перелома соответствуют на абсциссе моментам времени 25-30 с, 3-5 мин и 30-40 мин.

Подобный анализ лучших результатов в других видах циклических спортивных упражнений показал, что аналогичная закономерность обнаруживается и в плавании, и в беге на коньках, и в лыжных гонках.

Указанные выше четыре зоны кривых рекордов были названы зонами относительной мощности: максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной.

Каждой из этих зон относительной мощности (интенсивности) свойственны свои характерные особенности (табл. 2).

Таблица 2

Физиолого-биохимическая характеристика работы различной мощности (интенсивности) Показатели Зоны мощности № Макси мальная Субмакси мальная Большая Умеренная 1 Продолжительность работы До 20-30 с От 20-30 с до 3-5 мин От 3-5 мин до 30 40 мин > 40 мин 2 Удельный расход энергии Макс, до 4 ккал/с 1,5 ккал/с 0,4~0,5 ккал/с Около 0,3 ккал/с 3 Минутный запрос СЬ, л/мин До 40 До 25 5-7 3^

№	Показатели	Зоны мощности
		Макси мальная	Субмакси мальная	Большая	Умеренная
4	Отн. СЬ-долг к Ог-запросу, %	до 90-95	60 90	50 20	3-5
5	Абсолютный СЬ-долг, л	До 8	До 22-25	До 12-20	До 4
6	Минутный объем дыхания, л/мин	До 30-40	К концу работы до 120-140	Максимально доступный, 140-160	Ниже максимального, 80-100
7	Работа сердца (ЧСС, уд/мин)	160-170 после работы	Нарастает до максимума, 190-200	Близка к максимуму, до 200	Ниже максимума, 150-180
8	Длительность восстановления	30-40 мин	1-2 ч	Несколько часов	2-3 суток
9	Источники энергии	АТФ, КрФ	АТФ. КрФ. гликолиз	Смешанный аэробно анаэробный, гликолиз	Аэробный, с использованием углеводов и жиров
10	Концентрация молочной кислоты, мг %	До 100	200-280 (макси мальная)	135-200 (большая)	10-20

Зона максимальной мощности

К максимальной мощности относится динамическая циклическая работа длительностью не более 20-30 с: легкоатлетический бег на 60, 100, 200 м; плавание 50 м; велогонка на 500 м. При этом работа совершается в условиях максимальной частоты движений, когда мышцы выполняют в единицу времени максимально доступную величину работы в условиях максимального количества затрачиваемой энергии в единицу времени. Расчетный (на 1 мин) кислородный запрос достигает 40 и более литров. Однако вследствие кратковременности и известной функциональной инертности вегетативных систем по сравнению с двигательным аппаратом в рабочем периоде имеет место своеобразный "разрыв" между уровнем интенсивности функционирования двигательного аппарата и вегетативными системами. В силу этого работа протекает главным образом в анаэробных условиях, а существенное повышение функциональной активности вегетативных систем обнаруживается после окончания работы. Если при пробегании 100 м за 12 с бегун успевает провентилировать всего 5-6 л, то в первые минуты восстановительного периода легочная вентиляция возрастает до 60-70 л/мин, а частота дыхания по сравнению с покоем увеличивается в 4-5 раз.

Потребление кислорода в первую минуту восстановления после бега на 100 м за 12 с достигало 2-3 л/мин (это напоминает проявление феномена Линдгарда, когда сдвиги функций после работы выше рабочих). Из-за кратковременности работы существенные сдвиги в составе крови обнаруживаются главным образом после работы. Накопившаяся во время работы молочная кислота после бега усиленно диффундирует в кровь, и через 1-2 мин после финиша ее концентрация с 10-20 мг% (1-2 ммоль/л) в покое увеличивается до 80 мг%, а на 5-6-й мин восстановления - до 100 мг% (10-12 ммоль/л) и более. В связи со значительной послерабочей гипервентиляцией и усиленным "вымыванием" СОг дыхательный коэффициент может достигать 1,5 и даже 2,0. Уровень сахара в крови существенно не изменяется. Частота сердечных сокращений возрастает к концу дистанции до 160 уд/мин, а в 1-ю мин восстановления отмечены величины до 180 и более уд/мин.

Энерготраты при мышечной работе максимальной интенсивности незначительны, но удельный расход энергии достигает 4-8 ккал/с, а общий - до 80 ккал. Главные поставщики энергии - АТФ и КФ, т. е. преобладает алактатный анаэробный процесс, тогда как гликолиз существенно не активизируется (табл. 2). Потребление кислорода во время работы не превышает 5-10% от кислородного запроса, и, соответственно, относительный кислородный долг составляет 90-95 %. Восстановительный период по потреблению Ог равен 30-40 мин.

К основным механизмам утомления следует отнести: исчерпание клеточных резервов макроэргов, уменьшение активности двигательных зон ЦНС, обусловленных максимальной афферентной импульсацией от проприорецепторов мышц, снижение физиологической лабильности моторных центров и развитие торможения в них вследствие мощной эфферентной им- пульсации к скелетным мышцам и снижение сократительной способности мышечных волокон вследствие анаэробного характера их работы.