Характеристики нагрузки на уровне АнП и в других зонах интенсивности

Чтобы яснее понимать особенности воздействия нагрузок на уровне АнП, дадим их краткую физиологическую характе­ристику, а также характеристику нагрузок, выполняемых в других зонах энергообеспечения.

Напомним, что энергетический субстрат мышечной деятель­ности— АТФ может образовываться как аэробным, так и анаэробным путем, причем ана­эробный ресинтез АТФ менее эффективен, чем аэробный, пре­обладающий в допороговой зоне. При выполнении физической работы в зоне до АнП метаболические процессы находятся в устойчивом состоянии, что позволяет поддерживать работоспо­собность организма продолжительное время.

Характер процессов энергообразования зависит как от мощ­ности работы, так и от типа мышечных волокон, участвующих в обеспечении физической деятельности. Различают два типа волокон: I — медленные (оксидативные) и II—быстрые. Причем тип II разделяют на: а)оксидативно-гликолитические, б)гликолитические и в) промежуточные (близкие к волокнам типа I). Образование молочной кислоты (лактата) происходит главным образом в волокнах типа II.

По мере повышения интенсивности нагрузки от покоя до максимальной характер энергообеспечения мышечной деятель­ности изменяется в последовательности, соответствующей трем энергетическим зонам — аэробной, аэробно-анаэробной (сме­шанной) и анаэробной; двигательная активность в каждой из зон обеспечивается преимущественным участием тех или иных мышечных волокон. Критерием для идентификации зон служит содержание лактата в крови или мышцах.

Аэробная зона (аэробное энергообеспечение).

Физические усилия полностью обеспечиваются энергией в аэробном ре­жиме. Предельное значение концентрации лактата в крови, соответствующее аэробному порогу (АП) — по усредненным данным 2 ммоль/л. В работе участвуют преимущественно волокна типа I — мед­ленные, отличающиеся низкой АТФ-азной активностью и низкой скоростью мышечного сокращения, высокой актив­ностью окислительных ферментов и большим содержанием митохондрий, что способствует длительной работе. Спецификой этих волокон является непрерывное окисление лактата, посту­пающего из крови и из волокон типа II. Это весьма существен­ное свойство, поскольку уровень концентрации лактата есть ре­зультат не только мышечной гипоксии, но и возможностей образования лактата и ликвидации его.

Исходные субстраты для ресинтеза АТФ: глюкоза, глико­ген, свободные жирные кислоты. Причем основным источни­ком энергии скелетных мышц служат жиры, утилизация кото­рых тормозит гликолиз, что приводит к уменьшению образова­ния лактата. Заметим, что окисление одной молекулы глюкозы дает 38 молекул АТФ, а окисление жирных кислот — до 136, что де­лает последнее основным субстратом ресинтеза АТФ. Запасы исходного материала аэробного производства АТФ практически неисчерпаемы, а конечные продукты — вода и углекислый газ - безвредны и легко удаляются из организма. Поэтому при продолжительных физических упражне­ниях жиры служат основным источником энергии для скелет­ных мышц.

Тренировки в этой зоне могут носить как специфический, так неспецифический характер, например, длительные лыжные или велосипедные прогулки и походы, гребля, плавание. Интенсив­ность тренировок регулируется по ЧСС, которая должна соот­ветствовать значениям ниже уровня АП. Длительность трени­ровочных занятий зависит от цели, преследуемой в каждом конкретном случае, поскольку кроме главной задачи — улуч­шения эффективности механизмов аэробного обеспечения, тре­нировочные занятия в аэробной зоне решают еще и ряд таких задач, как совершенствование техники бега, развитие волевых качеств и т. д.

Приведем несколько примеров тренировок в этой зоне.

1. Длительный равномерный бег по дорогам или по местности в течение 60—120, иногда до 180 мин. Выполняется с ЧСС, близкой к уровню АП. Применяется как основное тренировочное средство в период развития вы­носливости в аэробной зоне. При протяженности свыше 1,5 часов развивает также и волевые качества. При протяженности свыше 2 часов рекомендуется брать с собой запас воды или других восстанавливающих напитков.

2. Восстановительная пробежка — бег низкой и умеренной интенсивности продолжительностью 30—60 мин, применяется как восстановительное сред­ство через 0,5—2 суток после интенсивных тренировок. Способствует устра­нению недоокислепных продуктов в мышцах.

3. Кросс-поход по пересеченной местности — сочетание бега и ходьбы,
продолжительностью от двух до четырех часов. Включение участков пересе­ченной местности (подъемов, спусков, болот, буреломов) обеспечивает раз­витие силовой выносливости мышц ног.

4. Плавание в бассейне или летом в открытом водоеме в течение 30— 45 минут является тренировочным средством, обеспечивающим эффективное восстановление работоспособности мышц ног, развитие дыхательной муску­латуры.

5. Лыжные или велосипедные тренировки имеют некоторое преимущест­во перед беговыми с точки зрения развития выносливости, так как могут выполняться в течение более длительного времени, чем беговые, без риска «забить» ноги или травмировать пояснично-крестцовый отдел позвоночника (что нередко случается с теми, кто чрезмерно увлекается «объемными» беговыми тренировками по асфальту, особенно в зимний период). Однако следует помнить, что лыжи и велосипед — неспецифические тренировочные средства, поэтому их доля по сравнению с беговыми нагрузками не должна быть преобладающей.

6. Спортивные игры, — ввиду переменного характера и неспецифичности
работы их воздействие на подготовку ориентировщика до конца не выяснено.
Известно лишь, что спортивные игры являются прекрасным восстанови­тельным средством, способным поддерживать уровень работоспособности в переходном периоде, развивают ловкость, координационные способности, дают хорошую психологическую разрядку.

 

Аэробно-анаэробная зона (смешанное энергообеспечение в режиме устойчивого состояния).

Соответствует усредненным зна­чениям концентрации лактата в крови от 2 ммоль/л (АП) до 4 ммоль/л (АнП). Здесь характерно более значительное участие в работе волокон типа IIа (оксидативно-гликолитических) и подключением по мере роста интенсивности работы волокон типа Пб (гликолитических). Эти волокна обладают высокой АТФ-азной активностью и хорошо развитой гликолитической ферментной системой, но в них меньше митохондрий и ниже активность окислительных ферментов. Специфика метаболизма волокон типа II приво­дит к увеличению производства лактата, что тормозит утили­зацию жиров и активирует утилизацию углеводов. ЧСС в данном диапазоне нагрузок ли­нейно возрастает.

Тренировка в этой зоне развивает способность поддерживать максимально воз­можную скорость бега на протяжении времени, соответствую­щем продолжительности выполнения соревновательного упраж­нения. Кроме того, известно, что уровень АнП является крити­ческим с точки зрения оперативной умственной работоспособ­ности ориентировщика, поэтому выносливость в этой зоне опре­деляется уровнем анаэробного порога, который одновременно является и верхней границей соответствующей зоны интенсив­ности. Энергообеспечение в этой зоне носит смешанный харак­тер, но все же большая часть энергии вырабатывается за счет аэробных механизмов, а источниками энергии служат в основ­ном углеводы. Запасов углеводов в организме хватает, как правило, на 90—120 мин интенсивной работы, поэтому трени­ровки в этой зоне менее продолжительны, чем в аэробной зоне. С практической точки зрения эту зону следует разбить на две подзоны. Хотя различия между этими подзонами не носят ярко выраженного качественного характера, все же они весьма существенны с точки зрения воздействия нагрузки на орга­низм.

Подзона 1 характеризуется небольшим превышением уров­ня АП. Выделение лактата в кровь из работающих мышц не­велико и организм легко с ним справляется. Однако интенсив­ность энергообмена выше, чем в аэробной зоне, кардиореспираторная система работает с большим напряжением, «медленные» мышечные волокна вовлечены в работу практически полностью, подключены «промежуточные» (типа IIа) и небольшая часть «быстрых» (IIб) волокон. В качестве источников энергии используются в равной степени жиры и углеводы. Продолжительность работы может достигать 90—120 мин. Основ­ными тренировочными средствами в подзоне 1 являются кроссовые тренировки по пересеченной местности или лыжные тренировки переменной интенсивности, ходьба в гору или по болоту. Тренировки направлены на дальнейшее совершенствование механизмов аэробного энергообеспечения (на более высо­ком уровне, чем работа в аэробной зоне).

Тренировочные нагрузки в подзоне 2 обладают более ин­тенсивным воздействием на организм и требуют тщательного контроля уровня интенсивности (прежде всего с помощью измерения ЧСС), чтобы избежать превышения уровня АнП, т. е. перехода в следующую зону. Выполнение тренировочной работы на уровне, близком к АнП (но без его превышения), является наиболее эффективным средством развития специаль­ной выносливости и подъема уровня АнП. Такие тренировочные нагрузки способствуют не только дальнейшему развитию меха­низмов аэробного энергообеспечения на более высоком уровне, чем в подзоне 1, но и одновременно направлены на развитие способности организма противодействовать накоплению лактата, производство которого в работающих мышцах увеличива­ется из-за прогрессирующего вовлечения в работу волокон типа IIб.

Основным источником энергии в этом случае служат угле­воды, запасы которых в организме ограничены. Поэтому мак­симальная продолжительность работы в подзоне 2 до полного истощения составляет 90—120 мин. Поскольку в тренировках доводить организм до полного истощения нежелательно, реко­мендуется ограничиваться 40—80 мин работы при тренировке в подзоне 2. Методами тренировки могут быть — переменный, непрерывный или интервальный бег. Интенсивность должна быть близка к соревновательной (ЧСС близко к ЧСС _АнП), а харак­тер движений — специфический, т. е. нагрузки, не связанные с бегом, как правило, не применяются, за исключением, разве что, соревнований на лыжах. Приведем пример тренировочных занятий в подзоне 2.

1. Тест-бег — темповой бег на максимальный или близкий к максималь­ному результат на кроссовой трассе протяженностью от 10 до 20 км.

2. Тренировка в соревновательном режиме (непрерывная или отрезками
с отдыхом на промежуточных финишах или некоторых контрольных пунк­тах).

3. Переменные и интервальные тренировки на местности (с картой или без нее) с продолжительностью ускорений от 3 до 15 мин (необходим жесткий контроль по ЧСС, чтобы не превысить уровень АнП).

В зимний период, когда тренироваться на местности нет возможности, тренировки в подзоне 2 можно проводить в легко­атлетическом манеже. Чтобы избежать монотонности в трени­ровках на беговой дорожке, на ней рекомендуется устанавли­вать барьеры или препятствия «стипль-чеза», одновременно с развитием специальной выносливости тренируя умение спорт­сменов преодолевать преграды. Для ориентировщика хорошим средством борьбы с монотонностью является использование упражнений с фрагментами карт на бегу, поскольку он должен привыкать к умственной работе и концентрации внимания при беге с интенсивностью, соответствующей соревновательной на­грузке на уровне АнП.

Анаэробная зона (смешанное энергообеспечение в неустойчивом состоянии. Нижней границей уровня интенсивности явля­ется АнП. Зона характеризуется активизацией анаэробного гли­колиза, что вызывает резкое возрастание концентрации лакта­та в крови и гипервентиляцию. Такая ситуация способствует включению в работу все большего количества волокон типа IIб. Усиленное продуцирование лактата в еще большей степени пре­пятствует утилизации жирных кислот. Нарушается равновесие в производстве и нейтрализации лактата. Увеличение легочной вентиляции и потребления кислорода не может компенсировать нара­стающие процессы метаболического ацидоза, усугубляющиеся тем, что все большая доля потребленного кислорода тратится на работу дыхательных мышц. ЧСС приближается к максималь­ным значениям. Зона анаэробного энергообеспечения менее эко­номична, чем аэробная — в ней на единицу окисляющегося гликогена образуется почти в 20 раз меньше энергии. В этом режиме длительная работа невоз­можна.

Развитие работоспособности ориентировщика в этой зоне необходимо из следующих соображений. Выступая в со­ревнованиях, спортсмен время от времени неизбежно превы­шает уровень АнП, а затем, снижая скорость, возвращается к нему. Таким образом, средняя интенсивность нагрузки успеш­ных соревнований (т. е. таких, в которых спортсмен выдержал темп до конца и не допускал серьезных снижений скорости из-за технических проблем или грубых ошибок) оказывается чуть выше уровня АнП, если судить по среднедистанционным значениям ЧСС или по средней концентрации лактата в крови. Такие переходы в зону, лежащую выше уровня АнП, в зависи­мости от мастерства спортсмена, уровня мотивации и характера местности занимают от 10 до 40% времени бега по дистанции. Отсюда видно, какое значение имеет для спортсмена его рабо­тоспособность на уровне выше АнП. В зоне с интенсивностью между АнП и МПК нагрузки направлены на развитие мак­симальной аэробной производительности. В принципе уровень МПК (и соответствующая ему «критическая» скорость) являются верхней границей этой зоны, но здесь необходимо сделать несколько оговорок. Во-первых, зависимость потребления кислорода от скорости бега выше уровня АнП имеет нелинейный характер (рис. 2).

 

 

Рисунок 2. Зависимость потребления кислорода от скорости бега.

 

Какое-то время после превышения уровня АнП линейность может сохраняться, но затем начинается уменьшение прироста и «затухание» (рис. 2а). В некоторых случаях наблюдается: «скачок» потребления кислорода и затем «затухание» (рис. 2,6). Иногда линейность сохраняется вплоть до уровня МПК (рис. 2в), и, наконец, в самом неблагопри­ятном случае «затухание» начинается сразу после превышения уровня АнП (рис. 2г). Поскольку ос­новной задачей трени­ровки в анаэробной зоне является наряду с повы­шением уровня потребле­ния кислорода стремле­ние избежать излишне быстрого накопления лактата, надо стараться по возможности использо­вать тот участок работы, на котором потребление кислорода продолжает расти по крайней ме­ре линейно, без «затуха­ния». Контроль над этим осложняется еще и пото­му, что характер поведе­ния ЧСС и потребления кислорода выше уровня АнП не всегда совпадают. У некоторых спортсменов МПК достигается одновременно с выходом ЧСС на максимальный уровень, у других при достижении МПК потребление кисло­рода уже начинает резко падать. Поэтому для надежности ре­комендуется проводить тренировки специальной выносливости небольшим превышением уровня АнП, поддерживая ЧСС в пределах 90—95% от максимального значения. «Критическую» скорость — верхнюю границу зоны можно определить графиче­ски по результатам бегового теста со ступенчато-возрастающей скоростью (рис. 3).

 

 

Рис.3 Графический метод определения критической скорости.   По оси абсцисс – скорость бега в м/с, по оси ординат – ЧСС в уд/мин. 1 – 8 – ступени тестирования.

 

В качестве примера тренировок в рассмат­риваемой зоне можно привести следующие:

1. Повторно-беговые тренировки с продолжительностью работы на от­резках от 5 до 10 мин с числом повторений от 2 до 4.

2. Более короткие и более интенсивные беговые отрезки по сильноперс-
сеченной местности (8-10 раз по 2-4 мин через 2-3 мин отдыха).

3. Повторное пробегание коротких дистанций ориентирования по 1,5-3 км на сверхсоревновательных скоростях.

 

Для тренировки в видах спорта на выносливость анаэробные алактатные нагрузки могут быть использованы для поддержа­ния скоростно-силовых качеств. Работа с интенсивностью МПК и выше нее ведет к быстрому накоплению лактата. Тем не менее ярко выраженная анаэробная скоростная ра­бота является неотъемлемой составной частью тренировки, осо­бенно в соревновательном периоде. Поэтому для развития ско­ростных качеств и подведения к спортивной форме перед важ­ными соревнованиями применяются скоростные тренировки в анаэробном алактатном режиме с подключением силового ком­понента. Примером таких тренировок является повторный бег в гору или по болоту с продолжительностью отрезков 20—30 с полным восстановлением, а также 60—100-метровые спурты по равнине (отработка финишного ускорения). При столь ма­лой продолжительности работы ЧСС не успевает выйти на уро­вень устойчивого состояния и поэтому не информативна с точки: зрения контроля за интенсивностью нагрузки.

Силовая тренировка — необходимый и очень важный компо­нент тренировки. Бег по пересеченной местности носит ярко вы­раженный силовой характер. При преодолении подъемов, кру­тых спусков, заболоченных участков, буреломов, участков ка­менистого или песчаного грунта, прыжках через канавы и другие препятствия мышцы ног развивают значительно большие усилия, чем при беге по дорожке с твердым покрытием.

Одного лишь бега на местности может быть недостаточно для поддержания силовых качеств мышц на необходимом уровне, особенно у тех спортсменов, у которых уровень мышечной силы невысок по природным данным. Поэтому необходима специализированная силовая тренировка, которая строится по принципу постепенного перехода от общесиловых к специфическим для данного вида спорта скоростно-силовым упражнениям – бегу в гору, бегу по болоту, бегу по грунту различного характера, преодолению препятствий (в последних двух упражнениях немаловажную роль играют и координационные способности). Общесиловая тренировка подразумевает выполнение упражнений с отягоще­ниями и в зависимости от развиваемого усилия и количества повторений делится на тренировку максимальной силы, динами­ческой («скоростной» или «взрывной») силы и силовой вынос­ливости. Целенаправленная силовая тренировка в значительной мере улучшает результаты в беге по пересеченной местности, а также приводит к снижению риска получения острых и хро­нических травм благодаря укреплению связочно-суставного ап­парата прежде всего в голеностопном и коленном суставах. Большую роль в предохранении от травм позвоночника играет укрепление мышц туловища и в первую очередь спины. Разви­тие силы мышц брюшного пресса улучшает беговую осанку и положительно сказывается на технике бега, повышает эконо­мичность бега.