Факторы, которые определяют уровень развития выносливости
Введение
Выносливость – это способность эффективно выполнять упражнения, преодолевая утомление. Уровень развития выносливости обусловливается уровнем энергетического потенциала спортсмена, его соответствию определенным требованиям в определенном виде спорта, эффективностью техники и тактики, психическими возможностями спортсмена, обеспечивающими высокий уровень мышечной активности, удалению утомления и препятствию его возникновения.
1. Основные факторы
Благодаря разнообразию факторов, определяющих уровень выносливости, в разных видах мышечной деятельности, были классифицированы виды выносливости на основании различных признаков. Выносливость делят на общую и специальную, тренировочную и соревновательную, локальную, региональную и глобальную, аэробную и анаэробную, мышечную, вегетативную, сенсорную, и эмоциональную, статическую, динамическую, скоростную и силовую. Такое разделение выносливости на виды помогает анализировать факторы, развивающие это качество и подбирать самые эффективные методики.
Основными факторами, предопределяющими развитие выносливости, являются: структура мышц, внутримышечная и межмышечная координация; производительность работы сердечно сосудистой системы, дыхательной и нервной системы; запасы энергоматериалов в организме; уровень развития физических качеств; техническая и тактическая экономичность двигательной деятельности.
Структурно-функциональные особенности двигательных единиц мышц. Соотношение мышечных волокон разного типа генетически детерминировано. В структуре мышечной ткани различается два вида мышечных волокон: МС – медленно сокращающиеся, и БС – быстро сокращающиеся. Особенности МС волокон: медленная скорость сокращений, большое количество митохондрий, высокая активность оксидативных энзимов, прекрасную васкуляризацию (много капилляров), значительный потенциал накопления гликогена. Особенности БС волокон: меньше разветвленная капиллярная сеть, меньшее число митохондрий, высокую гликотическую способность и большую скорость сокращений. БС-волокна делятся на две группы: БСа и БСб-волокна. Бса-волокна – это оксидативно-гликотические волокна которые быстро сокращаются. Они имеют высокую сокращенческую способность, и высокую сопротивляемость утомлению. БСб-волокна – это классический тип волокон, которые быстро сокращаются. В их работе используются анаэробные источники энергообеспечения.
У мужчин и женщин МС-волокон немного больше (52-55%) среди БС-волокон преобладают Бса-волокна (30-35%), БСб-волокон намного меньше (12-15%).
При специальных тренировках происходит гипертрофия всех типов волокон, а особенно БСб-волокон, которые в обычной жизни малоактивны и очень медленно втягиваются в деятельность. От количества мышечных волокон определенного типа зависят достижения спортсменов в определенных видах состязаний. БСб- волокна имеют большое значение в спринтерской, скоростно-силовой работе (бег на 100м., плаванье на 50м., легкоатлетические прыжки и т. д.). Бса-волокна играют большую роль в беге на 400-800м. и плавании на 100-200м. существует строгая зависимость между количеством МС-волокон и БС-волокон и спортивными достижениями на спринтерских и стайерских дистанциях. У обоих типов мышечных волокон существуют характеристики, которые могут изменятся, под действием тренировок «взрывного» характера. Например, во время «взрывных» тренировок увеличивается размер и объем БС-волокон.в тоже время их гликотическая способность тоже повышается. Потенциал МС-волокон возрастает в 2-4 раза, во время тренировок на выносливость. В тоже время скоростной тренировке МС-волокна поддаются очень тяжело. Перестройка МС-волокон проявляется в увеличении размеров миофибрилл, увеличении количества и плотности митохондрий, повышении в мышечной массе истотного веса. Вследствие этого увеличивается выносливость и уменьшается скорость способностей мышц. При гипертрофии БС-волокон происходит увеличение их веса, и благоприятствует повышению их скоростного потенциала. Мышечные волокна, претерпевающие значительные изменения, определяются характером нагрузок. Длительные нагрузки невысокой интенсивности благоприятствуют увеличению объемной плотности митохондрий МС-волокон и Бса-волокон. Изменению БСб-волокон благоприятствует интенсивная работа.
Внутримышечная и межмышечная работа. При продолжительном выполнении упражнений с предельной интенсивностью поочередно вовлекаются в работу двигательные единицы мышц, в этом проявляется внутри мышечная координация. Ее хорошее развитие происходит при выполнении упражнений на фоне умеренного утомления. При жестких режимах нагрузки и отдыха, в результате сильной усталости, в работу вовлекаются все большее количество двигательных единиц мышц, на которые ложится основная нагрузка в упражнении, что ускоряет развитие утомления. Рациональная мышечная координация способствует меньшим затратам энергии на единицу работы, которая выполняется, что в свою очередь дает возможность выполнить большую работу как по объему, так и по интенсивности. Тренированные люди имеют хорошую мышечную координацию, которая проявляется в плавности, слитности движений, отсутствии скованности. При недостаточной тренированности на фоне усталости снижается активность основных групп мышц и усиливается активность мышц, которые не должны принимать участия в выполнении конкретного двигательного действия, что приводит к снижению эффективности движений, увеличению энергозатрат, усилению усталости и падению работоспособности.
2. Механизмы мышечного энергообеспечения
1. Анаэробный креатинфосфатный механизм.
В достижении высоких показателей, большое значение имеют факторы энергообеспечения мышечной деятельности. При мышечном сокращении непосредственным источником энергии является расщепление АТФ (аденозитрифосфорная кислота) при этом АТФ теряет одну энергетически богатую группу и превращается в аденезиндифосфорную (АДФ) и фосфорную кислоты. В мышечных клетках запас АТФ невелик. После потери АТФ, ее запасы должны немедленно восстановится. В случае недостатка кислорода, один из путей восстановления (ресинтеза) АТФ и АДФ связан с использованием креатинфосфата (КрФ), находящегося в мышечном волокне и имеющего фосфатную группу.
КрФ + АДФ = АТФ + креатин
Анаэрбный механизм ресинтеза АТФ может работать до тех пор, пока не будет исчерпан КрФ в мышечных волокнах. Уровень запаса КрФ повышается во время спринтерских тренировок. Креатинфосфатный механизм энергообепечения быстро исчерпывается, после чего энергообеспечение идет за счет других механизмов.
2.Анаэрбный гликолитический механизм.
Другой путь ресинтеза АТФ – гликолиз. Как и креатинфосфатный механизм, он анаэробный, и может быть источником энергообеспечения лишь недолго. При гликолизе АТФ обновляется за счет ферментативного расщепления глюкозы и гликогена до молочной кислоты. Сначала углеводы расщепляются до пировиноградной кислоты. Создающиеся при этом ферментативные группы переходят в АДФ которая превращается после этого в АТФ. Пировиноградная кислота вступает в реакцию и превращается в молочную кислоту. Интенсивное накопление и создание молочного долга, при одновременном исчерпании запасов гликогена – это основной фактор, который лимитирует мышечную деятельность и сопутствует развитию усталости.
3.Аэробный механизм.
В мышцах, обновление АТФ происходит при помощи кислорода. Аэробный механизм может обеспечивать менее интенсивный процесс работы, но более длительный. Организм спортсмена в это время находится в стойком состоянии – молочная кислота не накапливается и кислородный долг не создается. Окислительная система обеспечивает мышцы энергией с помощью процессов окисления жиров и углеводов кислородом из воздуха. Углеводы являются более выгодным источником энергии, в условиях недостаточного снабжения организма кислородом, потому что для их окисления необходимо меньшее количество кислорода, чем для окисления жиров. Например, при работе невысокой интенсивности (до 50% МПК) окисление происходит за счет окисления жиров. При более интенсивной работе, доля участия в энергообеспечении жиров – уменьшается, а углеводов – увеличивается. Белки тоже могут использоваться для энерготворения. Но преимущественно те, которые могут трансформироваться в глюкозу или другие продукты процесса окисления.
3. Мощность и емкость путей энергообеспечения работ
Возможности каждого из указанных энергетических механизмов, определяется мощностью (скоростью освобождения энергии в метаболических процессах), и объемности, которая определяется величиной достигаемых для использования субстрактых фондов.
Обеспечить действующие органы большим количеством энергии за минимальное время способны креатинофосфокиназная реакция и использование запасов АТФ тканей. В энергообеспечении работы максимальной интенсивности решающую роль играют анаэробные алактатные источники. Анаеробные гликотические источники связаны с запасами гликогена в мышцах, который расщепляется с созданием АТФ и КФ. Но в отличие от алактатных анаэробных источников, этот путь энерготворения имеет более замедленное действие, меньшую мощность, но более высокую выносливость. Аэробные источники энергообеспечения имеют меньшую мощность, но обеспечивают проведение работы на протяжении длительного времени, так как их емкость очень велика.
При нормальном питании в мышцах человека находится около 500гр. гликогена. Это основной резерв энергообеспечения мышечной деятельности. В жировой ткани (триглицериды) находятся большие запасы химической энергии, которая мобилизуется во время длительной работы. Однако для освобождения энергии триглицериды должны пройти сложный путь превращения в жирные кислоты, которые попадают в кровоток и используются в процессе аеробного метаболизма. В процессе освобождения энергии глюкоза содержащаяся в гликогене мышц и печени, или жирная кислота окисляется до СО2 и воды. Этот процесс называется аэробным метаболизмом, осуществляется в два этапа, и достигается при помощи серии последовательных превращений при участии большого количества ферментов. На первом этапе, после двенадцати последовательных реакций метаболизма глюкозы, создается пируват. На втором этапе, при достатке кислорода, пируват поступает в митохондрии и полностью окисляется до СО2 и воды. При недостатке кислорода, или его отсутствии, пируват превращается в молочную кислоту. Количество АТФ, которое получается в результате аэробного окисления и анаэробного гликолиза, разное. При полном окислении одной молекулы глюкозы до СО2 и воды, освобождается 39 молекул АТФ. При процессе гликолиза, при использовании 1 молекулы глюкозы создается всего 3 молекулы АТФ. В процессе анаэробного гликолиза, очень велика скорость создания АТФ, при этом освобождается большое количество энергии. Одновременно тратятся запасы гликогена. В результате анаэробного гликолиза создается молочная кислота и протоны.