Меню

Физиологическая характеристика циклических упражнений субмаксимальной мощности

Физиологическая характеристика стандартных циклических движений.

Стандартные(стереотипные) движения характеризуются сравнительным постоянством движений и их последовательностью, закрепленной в виде динамического стереотипа. Динамический стереотип — это функциональный комплекс нервных центров, благодаря которому формируется и закрепляется цепь условных и безусловных рефлексов, облегчающая последовательное выполнение одинаковых движений (циклические) или программы различных двигательных актов (ациклические).

Стандартные циклические упражнения отличаются повторением одних и тех же двигательных актов (1-2-1-2 и т.д.). Общность циклических движений заключается в том, что все фазы движений, существующие в одном цикле, присутствуют и в остальных, причем в той же последовательности. Роль физиологической основы циклических движений выполняет ритмический двигательный цепной рефлекс, имеющий, безусловно-рефлекторное происхождение и поддерживаемый автоматически.

По предельной длительности работы динамические циклические движения подразделяются на 4 зоны относительной мощности: максимальную, субмаксимальную, большую и умеренную(табл. 1).

Некоторые физиолого-биохимические характеристики работы различной мощности (интенсивности)

№ п/п Показатели Зоны мощности
макси-мальная субмакси-мальная большая умеренная
1. Продолжительность работы До 20-30 с От 20-30 с до 2-3 мин От 3-5 до 30-40 мин Больше 40 мин
2. Общий расход энергии (ккал) До 80 До 450 До 900 До 1000
3. Минутный запрос О2 (л/мин) До 40 До 25 5-7 3-4
4. Рабочее потребление О2 6-13% от запроса 5-5,5 л/мин 5-5,5 л/мин До 4 л/мин
5. Относит. потребление О2 к О2-запросу, % 1/10 Около 1/3 Около 5/6 1/1
6. Абсолютный кислородный долг, л До 8 До 22-25 До 12-20 До 4
7. Наличие устойчивого состояния Отсутствует По типу «Кажущегося» Кажущееся Истинное
8. ЧСС, уд/мин 160-170 после работы 190-200 максимум до 200 150-180
9 . Длительность восстановления 30-40 мин 1-2 часа Несколько часов 2-3 суток
10. Минутный объем дыхания, л/мин До 30-40 До 120-140 140-160 150-180
11. Источники энергии АТФ, КрФ АТФ, КрФ, гликолиз Смешанный аэробно-анаэробный, гликолиз Аэробный с окислением углеводов и жиров

Работа максимальной мощности относится к динамической циклической работе длительностью не более 30 с (например, легкоатлетический бег на 60, 100 и 200 м; плавание 25 и 50 м; велогонка на треке — гиты 200 и 500 м). Максимальная частота движений выполняется на 55-90% за счет энергии фосфатной системы — аденозинтрифосфата (АТФ) и креатинфосфата (КрФ), т.е. относится к анаэробным алактатным нагрузкам. Максимальный кислородный запрос удовлетворяется незначительно и не достигает предельной величины из-за кратковременности нагрузки.

После окончания работы обнаруживается повышение функциональной активности вегетативных систем. Если при пробегании 100 м за 12 с бегун успевает провентилировать всего 5-6 литров, то в первые минуты восстановительного периода легочная вентиляция возрастает до 60 – 70 л в мин. Частота дыхания по сравнению с покоем увеличивается в 4 – 5 раз. К концу дистанции частота сердечных сокращений возрастает до 160 уд/мин, а в первую минуту восстановления достигает 180 уд/мин и более.

Ведущие физиологические системы и механизмы, определяющие спортивный результат: центральнонервная регуляция мышечной деятельности (координация движений с проявлением большой мышечной мощности); функциональные свойства нервно-мышечного аппарата (скоростно-силовые), емкость и мощность фосфагенной энергетической системы рабочих мышц.

К основным механизмам утомления в зоне максимальной мощности следует отнести — исчерпание клеточных резервов макроэргов (АТФ, КрФ); уменьшение активности двигательных зон центральной нервной системы вследствие максимальной афферентной импульсации от проприорецепторов мышц.

Снижение физиологической лабильности (подвижности) моторных центров и развитие торможения в них происходят по причине мощной эфферентной импульсации к скелетным мышцам. Снижение сократительной способности мышечных волокон наступает вследствие анаэробного характера их работы.

Работа субмаксимальной мощности относится к динамической циклической работе длительностью в пределах от 30 секунд до 5 минут. В этих временных рамках совершается легкоатлетический бег на дистанции 400, 800, 1000, 1500 м; плавание на 100, 200, 400 м; бег на коньках на 500, 1500 м; велогонки на 1000, 2000 м; гребля на 200, 500 м. Большая часть работы протекает в условиях близких к анаэробным. Удельный расход энергии довольно велик.

Для этих упражнений присущ преимущественно анаэробный характер энергообеспечения работающих мышц. Анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет 75-85 % за счет фосфатной и, в наибольшей мере, за счет гликолитической энергетических систем (гликолизу подвергается гликоген).

Длительность работы субмаксимальной мощности возрастает по сравнению с длительностью работы в зоне максимальной мощности, что объясняет причины большой напряженности функционирования многих систем организма. В физиологическом смысле это объясняется следующим:

Читайте также:  Какие автомобили мощностью до 70 лошадиных сил

а) работа выполняется на пределе работоспособности ЦНС и двигательного аппарата;

б) работа осуществляется на предельно доступной скорости врабатывания, оцениваемой по показателям дыхательной и сердечнососудистой систем;

в) работа протекает в условиях значительных сдвигов во внутренней среде организма ввиду максимальной мобилизации гликолитического механизма энергообеспечения, накопления молочной кислоты, снижения рН крови.

Кислородный запрос может достигать 25 л/мин. Максимальное рабочее потребление кислорода (до 5,0-5,5 л/мин) достигается в конце 3-5-минутного интервала времени, и образуется кислородный долг до 19-25 л (предельных для человека величин), составляя 55-85% кислородного запроса. К концу работы вентиляция легких достигает 120-140 л/мин, а частота сердечных сокращений выходит на уровень 190-200 уд/мин. Концентрация молочной кислоты возрастает в 15-20 раз от уровня покоя, достигая 200-280 мг на 100 мл крови, в результате щелочные резервы снижаются на 40-60%, а рН крови — до 7,0.

Ведущими физиологическими системами обеспечения работы в зоне субмаксимальной мощности являются: кислородтранспортные системы – кровь, кровообращение и дыхание, а также центральная нервная система, роль которой очень велика, так как она должна управлять движениями, осуществляемыми с очень высокой скорос­тью, в условиях недостаточного кислородного снабжения самих не­рвных центров.

Основные механизмы утомления при работе субмаксимальной интенсивности: лимит мощности тканевых буферных систем; угнетение деятельности нервных центров вследствие интенсивной афферентной импульсации с проприорецепторов скелетных мышц; длительное и сильное возбуждение нервных двигательных центров; дефицит кислорода; накопление молочной кислоты и продуктов обмена; снижение сократительной способности мышц.

Циклическая динамическая работа большой мощности совершается во временных пределах от 5 до 40 минут. К этой работе относятся следующие дистанции: легкоатлетический бег от 3 до 10 км, плавание на 800, 1500 м, бег на коньках на 5-10 км, велогонки от 10 до 20 км.

Это упражнения характеризуются преобладанием анаэробного компонента энергообеспечения работающих мышц. В общей стоимости энергопродукции работа выполняется на 60-70% преимущественно за счет гликолитической энергетической системы. В энергообеспечении этих упражнений значительная доля принадлежит окислительной (аэробной) энергетической системе.

О предельно доступной функциональной активности вегетативных систем организма свидетельствует рабочее потребление кислорода, достигающее 5-5,5 л/мин (т.е. максимальное потребление). Даже при предельном рабочем потреблении кислорода оказывается недостаточно для удовлетворения кислородного запроса, достигающего 6-7 л. Такое устойчивое рабочее потребление кислорода носит название в физиологии спорта «ложное, или кажущееся, устойчивое состояние». ЧСС достигает предельных величин — 200 уд/мин и более, ударный (систолический) объем крови возрастает до 180-200 мл, а минутный объем кровиувеличивается до 32-40 л/мин.

Минутный объем дыхания во время работы поддерживается на уровне 120-140 л/мин. Кислородный долг достигает 12-20 л и более, а относительный кислородный долгдостигает 20-50% от кислородного запроса. Содержание молочной кислоты в крови достигает 100-200 мг %, возрастая в 10 раз и более по сравнению с уровнем покоя, что приводит к снижению щелочных резервов крови на 40-50%. Величина рН достигает значений 7,2-7,0. Многообразные и существенные изменения гомеостаза обусловливают возникновение по ходу работы своеобразных состояний, получивших название «мертвой точки» и «второго дыхания». Общий расход энергии в зоне большой мощности достигает 900 ккал, а удельный — 0,5-0,4 ккал/с. Восстановительные процессы длятся несколько часов.

Ведущие физиологические системы и механизмы: емкость и мощность гликолитической энергетической системы рабочих мышц, функциональные свойства нервно-мышечного аппарата; кислородтранспортные возможности организма вообще и сердечнососудистой системы в частности; окислительные (аэробные) возможности мышц.

Факторы, лимитирующие работоспособность и вызывающие утомлениепри работе большой мощности: предел функциональных возможностей сердечнососудистой системы и всей системы транспорта кислорода, длительно действующая гипоксия, перенапряжение нейроэндокринной системы регуляции физиологических функций, угнетающее действие метаболических сдвигов во внутренней среде организма на ЦНС.

В зоне умеренной мощности выполняются такие виды мышечной деятельности спортивного характера, как марафонский бег, бег на сверхдлинные дистанции различной величины; сверхдлинные заплывы, лыжные гонки более чем на 10 км; велотуры и т.п., то есть спортивные упражнения циклического характера длительностью от 40 минут и более.

Мощность нагрузки такова, что энергообеспечение происходит за счет окислительных (аэробных процессов), связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Для работы в зоне умеренной мощности характерной особенностью является почти полное равновесие между кислородным запросом и рабочим потреблением кислорода в течение всего времени работы — «истинное устойчивое состояние». Величина кислородного долга не более 4-5 л, что составляет не более 3-5% от суммарной величины кислородного запроса и не является фактором, лимитирующим работоспособность. ЧСС на протяжении нескольких часов поддерживается на уровне 150-180 уд/мин, при величине систолического объема в 120-150 мл минутный объем крови (МОК) достигает 20-25 л и более.

Читайте также:  Chevrolet impala 1967 мощность

Минутное потребление кислорода достигает 3-4 л. Удельный расход энергии – около 0,3 ккал/с, а ее общий расход – до 10 000 ккал. Расход углеводов большой, содержание сахара в крови снижается со 100 мг % в покое до 40-50 мг % на финише марафонской дистанции. В качестве энергетического источника активно используются жиры. Восстановительный процесс продолжается не менее 2-3 суток до восстановления исходного уровня работоспособности.

Ведущие физиологические системы и механизмы: функциональные возможности кислородно-транспортной системы; аэробные возможности рабочих мышц.

Факторами, ограничивающими работоспособность, в этой зоне являются, ухудшение функциональной подвижности нервных центров, истощение резервов эндокринной системы; снижение энергетических запасов, потеря большого количества хлоридов, нарушение количественного соотношения ионов натрия, калия, кальция, что и отражается на состоянии скелетной мускулатуры и состоянии центральной нервной системы.

Источник

Физиологическая характеристика максимальной и субмаксимальной зон относительной мощности циклических видов спорта.

Стандартные циклические упражнение отличаются повторением одних и тех же двигательных актов (1-2-1-2-1-2 и т.д.). По предельной длительности работы они подразделяются на 4 зоны относительной мощности – максимальную, субмаксимальную, большую и умеренную.

Работа максимальной мощности продолжается до 20-30 с (например, спринтерский бег на 60, 100 и 200 м; плавание на 25 и 50 м; велогонки на треке – гиты на 200 и 500 м и т.п.).

Такая работа относиться к анаэробным алактатным нагрузкам, т.е. выполняется на 90-95% за счет энергии фосфагенной системы – АТФ и КрФ. Единичные энерготраты предельные – достигают 4 ккал/с, зато суммарные – минимальны (около 80 ккал). Огромный кислородный запрос (порядка 8 л или в пересчете на 1 мин

40 л) во время работы удовлетворяется крайне незначительно (менее 0,1), но кислородный долг не успевает достичь большой величины из-за кратковременности нагрузки. Короткий рабочий период недостаточен для заметных сдвигов в системах дыхания и кровообращения. Однако, в силу высокого уровня предстартового возбуждения ЧЧС достигает высокого уровня – до 200 уд/мин. В результате активного выхода из печени углеводов в крови обнаруживается повышенное содержание глюкозы – гипергликемия.

Ведущими системами организма при работе в зоне максимальной мощности являются центральная нервная система и двигательный аппарат, так как требуется высокий уровень возбудимости и лабильности нервных центров и скелетных мышц, хорошая подвижность нервных процессов, способность к быстрому расслаблению мышечных волокон и достаточные запасы в них креатинфосфата.

Работа субмаксимальной мощности продолжается от 20-30с до 3-5 мин (например, бег на средние дистанции – 400, 800, 1000, 1500 м; плавание на дистанции 100, 200 и 400 м; скоростной бег на коньках на 500, 1000, 1500 и 3000 м; велогонки – гиты на 1000 м; гребля – 500, 1000 м и др.).

Сюда относятся нагрузки анаэробно-аэробного характера. С увеличением дистанции скорость локомоций в этой зоне резко падает, и, соответственно, быстро снижаются единичные энерготраты (от 1,5 до 0,6 ккал/с-1), зато суммарные энерготраты возрастают (от 150 до 450 ккал). Покрытие энерготрат преимущественно за счет анаэробных реакций гликолиза приводит к предельному нарастанию концентрации лактата в крови (до 20-25 мМоль/л), которая увеличивается по сравнению с уровнем покоя в 25 раз. В этих условиях рН крови снижается до 7,0 и менее. Длительность работы достаточна для максимального усиления функций дыхания и кровообращения, в результате достигается МПК. ЧСС находится на уровне 180 уд/мин. Несмотря на это, потребление кислорода удовлетворяет на дистанции лишь 1/3 очень высокого кислородного запроса (на разных дистанциях от 25 до 8,5 л/мин), а кислородный долг, составляющий 50-80% от запроса, возрастает у высококвалифицированных спортсменов до предельной величины – порядка 20-22 л. В связи с этим стабилизация потребления кислорода и показателей кардиореспираторной системы, достигаемая к концу дистанции, получила название кажущегося или ложного устойчивого состояния.

Читайте также:  Формула для расчета мощности турбины

Ведущими физиологическими системами обеспечения работы в зоне субмаксимальной мощности являются кислородтранспортные системы – кровь, кровообращение и дыхание, а также центральная нервная система, роль которой еще очень велика, так как высокой скоростью, в условиях недостаточного кислородного снабжения самих нервных центров.

Источник



Характеристика циклических упражнений различной относительной мощности: максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной.

Циклические движения (локомоции) могут выполняться с разной интенсивностью, или мощностью, и иметь разную длительность.

1)Первая зона мощности – циклические движения максимальной мощности. Длительность их обычно не более 20-30 сек, так как развивающееся утомление вызывает снижение мощности работы. Накопление продуктов анаэробного распада в мышцах и частичное истощение анаэробных источников энергии приводят к быстрому утомлению. Бег – 60, 100, 200 м, бег на коньках на 200-300 м, плавание 25 и 50 м

2)Вторая зона относительной мощности – субмаксимальная.

Предельная продолжительность работы – 3-5 мин, но не менее 20-30 сек. Бег – 400, 800 и 1500 м; плавание на 100, 200 и 400 м; бег на коньках на 500, 1500 и 3000 м. Циклическая работа субмаксимальной мощности создает значительные трудности для организма:

1) высокий темп работы угнетает деятельность нервных центров;

2) работа протекает на грани максимально возможного кислородного долга. При работе субмаксимальной мощности весьма значительными могут быть изменения и в биохимическом составе крови. Так, к концу работы в крови увеличивается содержание углекислоты, а содержание кислорода уменьшается. Из-за перехода значительного количества воды из крови в мышцы повышается осмотическое давление крови.

3)Третья зона мощности в циклических движениях – большая мощность. Работа такой мощности может продолжаться, не менее 3-5мин, но не более 30-40 мин. При этой работе дыхание и кровообращение могут усилиться в полной мере. Бег на 3, 5, 10 км; плавание на 300 и 1500 м; лыжные гонки на 5-10 км.

4)Четвертая зона относительной мощности – умеренная мощность.

Продолжительность от 30-40 мин до 1 ч и более. Бег на 20, 25, 30, 40 км, спортивная ходьба на 10, 20, 30, 50 км; велогонки на 50, 100, 200 км, бег на коньках на 15, 30, 50 км.

Кислородный запрос полностью удовлетворяется во время самой же работы, и кислородный долг не образуется. Такое состояние называется устойчивым состоянием.

Физиологические принципы спортивной тренировки (пороговых нагрузок, специфичности, индивидуализации, взаимодействия нагрузок, вариативности нагрузок, постепенного и максимального повышения нагрузок, цикличности, учета фазности восстановительных процессов и др).

Общая характеристика стереотипных ациклических движений.

Ациклические стереотипные упражнения, оцениваемые в точных единицах измерения (кг, см, сек), – это сложные движения, состоящие из отдельных, непохожих друг на друга двигательных

актов, выполняемых в строго определенной последовательности. Ациклические упражнения имеют выраженные начало и конец, т.е. это – однократные упражнения.

Характерной особенностью динамической ациклической работы является переменная интенсивность. Они сопровождаются натуживанием и задержкой дыхания. Поэтомудыхательной и сердечно-сосудистой систем не устойчивая, как при циклических упражнениях. Она не достигает максимального уровня из-за кратковременности усилий.

Спортивные ациклические движения по характеру работы мышц преимущественно связаны с максимальной мобилизацией силы сокращения мышц.

Характеристика силовых и скоростно-силовых упражнений. Взрывные усилия.

В другом случае сила прилагается для сообщения максимального ускорения определенной (не максимальной) массе для перемещения ее на прыжках (в длину, высоту, тройным и с шестом, прыжки на лыжах с трамплина) и метаниях (ядро, диск, копье, молот) — скоростно-силовыми. Скоростно-силовые (мощностные) упражнения –динамические упражнения, в которых мышцы должны одновременно проявить относительно большую силу и скорость сокращения. С энергетической точки зрения все скоростно-силовые упражнения являются анаэробными, т.к. их предельная длительность небольшая. Для энергетической характеристики используется понятие максимальная анаэробная мощность, которая может поддерживаться расщепления фосфагенов мышц – КФ и АТФ. Запасы этих веществ и особенно скорость их расщепления определяют максимальную анаэробную мощность.

Скоростно-силовые упражнения называют взрывными упражнениями. Характерная особенность их – наличие одного или нескольких акцентированных кратковременных усилий максимальной мощности («взрыва»), сообщающих максимальную скорость всему телу или какому-то снаряду. К этому типу упражнений относятся разбег и разгон в метаниях, прыжках.

Источник