Физическая работоспособность в пробе PWC170 выражается в величинах той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает величины 170 уд/мин. Выбор именно этого значения ЧСС основан на следующих двух положениях.

Первое положение заключается в том, что зона адекватного функционирования кардиореспираторной системы с физиологической точки зрения ограничивается диапазоном изменения ЧСС от 100-110 до 170-180 уд/мин. Следовательно, с помощью этой пробы можно установить ту интенсивность физической нагрузки, которая «выводит» деятельность сердечно-сосудистой системы, а вместе с ней и всей кардиореспираторной системы, в область оптимального функционирования.

Второе положение базируется на том, что взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер у большинства здоровых людей вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин. При более высокой ЧСС линейный характер зависимости между ЧСС и мощностью физической нагрузки нарушается.

В Каролинском университете, где проба PWC170 была впервые внедрена в практику, она проводилась следующим образом. Испытуемый выполнял на велоэргометре непрерывную работу с повышающейся через каждые 6 мин (ступенчато) мощностью вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин (величина ЧСС определялась на последней минуте каждой ступени). Частота вращения педалей поддерживалась постоянной, равной 60-70 оборотов в минуту. Однако такая процедура проведения пробы была весьма обременительной для испытуемого и занимала много времени. Все это не способствовало широкому распространению пробы.

В дальнейшем величину PWC170 стали определять более простым способом, используя для этого две или три нагрузки умеренной мощности. Величина PWC170 в этом случае находится путем графической экстраполяции. Для этого испытуемому предлагается выполнить две нагрузки разной мощности (W, и W2). На последней минуте этих нагрузок определяется ЧСС (соответственно f1 и f2). Далее в системе прямоугольных координат откладываются точки, соответствующие ЧСС при работе на указанных мощностях. Учитывая, что между ЧСС и мощностью физической нагрузки имеется линейная взаимосвязь, через эти точки проводится прямая линия до пересечения ее с линией, соответствующей ЧСС, равной 170 уд/мин. Из полученной таким образом точки опускается перпендикуляр на ось абсцисс. Координата пересечения этого перпендикуляра и оси абсцисс соответствует величине PWC170.

Графическое определение величины PWC170 имеет определенный недостаток - неизбежны погрешности, возникающие в процессе графических работ. В связи с этим было предложено простое математическое выражение, позволяющее определить величину PWC170, аналитически (без построения графиков):

PWC170= W1 + (W2 - W1)(170 - f1)/(f2 - f1),

где PWC170 - мощность физической нагрузки на велоэргометре, при которой достигается ЧСС, равная 170 уд/мин; W, и W2 - мощность первой и второй нагрузок, кгм/мин или Вт; f1 и f2 - ЧСС в конце первой и второй нагрузок.

Первая нагрузка обычно имеет небольшую мощность. Величину этой мощности подбирают индивидуально в зависимости от возраста и массы тела испытуемого по табл. 5.

После первой нагрузки испытуемый, сидя на велоэргометре, отдыхает в течение 3 мин, затем ему предлагается выполнить вторую, более интенсивную нагрузку. Выбор мощности второй нагрузки в значительной мере определяет точность экстраполяционного определения PWCI70. Очевидно, что чем ближе будет ЧСС во время второй нагрузки к величине 170 уд/мин, тем точнее будет определена величина PWC170. При этом оптимальную мощность для второй нагрузки можно подобрать на основании данных о ЧСС во время первой нагрузки по табл. Продолжительность первой и второй нагрузок равна 5 мин. Вся процедура исследования занимает около 13 мин.

Ориентировочные значения мощности первой нагрузки, рекомендуемые для определения PWC170 у здоровых нетренированных лиц [Карпман В. Л. и др., 1988]

Ориентировочные значения мощности второй нагрузки, рекомендуемые при определении PWC170 [Карпман В. Л. и др., 1988]

Мощность первой нагрузки, Вт	Мощность второй нагрузки, при ЧСС первой нагрузке, Вт
	80-89 уд/ мин	90-99 уд/ мин

Для получения адекватных результатов необходимо строго придерживаться изложенной методики.

Как видно, нагрузка, используемая в пробе PWC170, задается в сравнимых, имеющих физическую размерность величинах. В этом отношении проба PWC170 выгодно отличается от гарвардского степ-теста . Второе важное достоинство теста PWC170 состоит в том, что задаваемые нагрузки далеки от предельных и поэтому их выполнение испытуемыми не представляет больших трудностей и не требует особой мотивации.

Определение физической работоспособности с помощью теста PWC170 позволяет получить обширную информацию, которая может быть использована как для характеристики резервов организма испытуемого, так и для динамического наблюдения за его физической подготовленностью. Учитывая, что при этом может изменяться масса тела испытуемых, а также для нивелирования индивидуальных различий в массе у разных людей, величины PWC170 рассчитываются на 1 кг массы тела. В этом случае размерность показателя - Вт/кг.

У здоровых молодых нетренированных мужчин величины PWC170 колеблются в пределах 115-180 Вт, а у женщин - 75- 125 Вт. Относительная величина PWC170 нетренированных лиц составляет в среднем 2,5 Вт/кг у мужчин и 1,7 Вт/кг у женщин. У спортсменов эти величины значительно выше и достигают у некоторых 300-400 Вт, а относительные величины - 5,0 Вт/кг.

Величина PWC170 может быть определена не только путем экстраполяции, но и прямым путем. В последнем случае имеется в виду определение той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС реально достигает величины 170 уд/мин. Для этого испытуемый выполняет нагрузку на велоэргометре, а его ЧСС находится под контролем автокардиолидера или кардиомонитора. Путем произвольного повышения мощности можно увеличить ЧСС до любого заданного уровня, в рассматриваемом случае до 170 уд/мин. Многочисленными исследованиями доказано, что величины PWCl70, определенные прямым и экстраполяционным путями, практически одинаковы.

Для определения физической работоспособности у нетренированных взрослых людей может быть использован модифицированный вариант велоэргометрического теста PWC170 - проба PWCap (А - age, F- frequency).

Суть модификации состоит в том, что у лиц разного возраста в большом диапазоне непредельной мышечной работы наблюдается практически линейная зависимость между ЧСС и мощностью физической нагрузки. Это позволяет использовать известные положения, лежащие в основе теста PWC170, при определении физической работоспособности у всех людей (вне зависимости от возраста) с патологически ненарушенным автоматизмом клеток синусового узла. Однако индикаторный пульс при этом не должен оставаться постоянным, так как при любых сопоставимых нагрузках степень повышения ЧСС у здоровых нетренированных людей практически одинакова. Это нивелирует уровень физической работоспособности у лиц диаметрально разного возраста, оцениваемой по данным одного постоянного значения индикаторного пульса, будь то, например, 150 или 170 уд/мин.

В связи со структурной и функциональной возрастной инволюцией миокарда, изменением нейрогуморальной регуляции сердечной деятельности и другими причинами возможности повышения ЧСС становятся с возрастом все более ограниченными, поэтому на уровне предельных физических нагрузок в каждом последующем десятилетии жизни ЧСС повышается в меньшей степени, чем в предыдущем. Если для молодых людей ЧСС, равная 170 уд/мин, характеризует оптимальное функционирование сердечно-сосудистой системы, то у людей зрелого и пожилого возраста она может свидетельствовать уже о максимальной реакции на физическую нагрузку. У них адаптация и к субмаксимальным физическим нагрузкам, вызывающим подъем ЧСС до таких же, как у молодых людей, величин, сопровождается более напряженным режимом деятельности системы кровообращения. Об этом, в частности, можно судить по результатам измерения системного АД. Во время мышечной работы у лиц старшего возраста систолическое и диастолическое АД выше, чем у молодых, при одной и той же ЧСС. Поэтому, вероятно, будет выше и значение показателя, характеризующего сопротивление работе левого желудочка,- артериальный импеданс. Эти различия в сердечной деятельности касаются и ряда других физиологических показателей, характеризующих тяжесть физической нагрузки - например, способа энергетического обеспечения работающих мышц, соотношения между аэробными и анаэробными источниками удовлетворения кислородных запросов организма.

Все это говорит о том, что диапазон изменения ЧСС в зоне оптимального функционирования системы кровообращения (в частности, ЧСС, характеризующая начало этой зоны) индивидуален для каждой конкретной возрастной группы. Поэтому при определении физической работоспособности у лиц старших возрастных групп представляется оправданным ориентироваться на мощность физической нагрузки, при которой ЧСС равна не 170 уд/мин, как у молодых, а меньшей величине.

Значение ЧСС, равное 170 уд/мин, соответствует примерно 87 % от максимального ее значения у молодых людей. Есть предположение, что у лиц старшего возраста начало зоны оптимального функционирования системы кровообращения характеризует ЧСС, соответствующую примерно тому же проценту от максимальных для этого возраста величин. Значения ЧСС для лиц с десятилетним возрастным диапазоном могут быть установлены по табл. 7 либо (более точно) по формуле:

ЧССинд = (220 - возраст) 0,87,

где ЧССинд - индикаторное значение ЧСС.

Такой подход имеет некоторые ограничения, связанные с тем, что данные, характерные для предельных режимов физической нагрузки, используются для нормирования ЧСС при непредельных нагрузках. Однако недостаточная точность в выборе индикаторной ЧСС, характеризующей начало зоны оптимального функционирования системы кровообращения, в таком случае компенсируется возможностью оценивать физическую работоспособность в возрастном аспекте, а также возможностью сопоставлять эти данные с результатами определения МПК, показателями производительности системы кровообращения, целым рядом других морфофункциональных характеристик сердца (максимальным ударным и минутным объемом крови во время физической нагрузки, объемом сердца, объемом полости левого желудочка, массой его миокарда и т. д.).

Методика проведения пробы PWCAF, последовательность действий, критерии прекращения нагрузки и противопоказания к ее использованию в основном аналогичны тем, которых придерживаются при определении величины PWC170.

При выборе величины первой нагрузки мощность работы для здоровых нетренированных взрослых мужчин с предполагаемой нормальной физической подготовленностью определяется в 1 Вт на 1 кг массы тела, для не занимающихся физическим трудом или спортом с предполагаемой низкой физической работоспособностью - 0,5 Вт на 1 кг массы тела (для женщин соответственно 0,5 и 0,25 Вт на 1 кг массы тела). При определении мощности второй нагрузки, как правило, исходят из следующего. Желательно, чтобы ЧСС в конце второй нагрузки была примерно на 10-15 уд/мин меньше значений индикаторной ЧСС, выбранной при проведении пробы для лиц разного пола. Зная реальную ЧСС и мощность первой нагрузки, а также учитывая, что при увеличении мощности на 17 Вт ЧСС повышается у мужчин примерно на 8-12 уд/мин, а у женщин на 13-17 уд/мин, с помощью представленных ниже уравнений можно определить мощность второй нагрузки?2, достаточной для повышения ЧСС до необходимого уровня.

Максимальная ЧСС и соответствующая ей индикаторная ЧСС, используемая при определении физической работоспособности [Карпман В. Л. и др., 1988]

Мужчины: W2 ~ (F - f1 - 13)/0,59 + W1;

Женщины: W2 ~ (F - f1 - 13)/0,89 + W1,

где F- индикаторное значение ЧСС; W1 и W2 выражены в ваттах.

Показатель физической работоспособности можно определить по формуле:

PWCaf = W1 + (W2 - W1)(F - f1)/(f2 - f1),

где PWCAF- показатель физической работоспособности с учетом с возрастных изменений ЧСС; W1 и W2 - мощности первой и второй нагрузок соответственно; f1 и f2 - ЧСС в конце первой и второй нагрузок; F- ЧСС, составляющая примерно 87 % от максимального возрастного пульса).

При обследовании лиц старше 30 лет помимо изучения медицинского анамнеза, обязательной записи ЭКГ и измерения АД в условиях покоя, проводятся регулярные наблюдения с регистрацией ЭКГ и измерением АД каждые 2 мин в процессе выполнения физических нагрузок, в конце паузы отдыха между нагрузками и в первые 5 мин после окончания второй нагрузки.

Определению физической работоспособности по результатам пробы PWCaf У лиц старше 40 лет должно предшествовать (за один или несколько дней до пробы) ЭКГ-исследование в условиях физической нагрузки с целью объективизации состояния коронарного кровообращения.

Г. М. Яковлев (1979) предложил следующую формулу для расчета планируемой субмаксимальной реакции ЧСС:

Р = Р1 + К(215 - В - Р1),

где Р - планируемая ЧСС; Р1 - исходная ЧСС в покое; В - возраст обследуемого; К - коэффициент, характеризующий уровень физической подготовленности: 0,9 - спортсмены, 0,8 - здоровые люди, 0,7 - больные ИБС без инфаркта миокарда в анамнезе, 0,5 - перенесшие инфаркт миокарда.

Оценка результатов пробы. Физическую работоспособность можно оценить, сравнивая величину, рассчитанную по результатам проведения пробы, со значениями, приведенными в табл. 8, а также путем анализа индивидуальной динамики уровня физической работоспособности на разных этапах обследования.

Чем больше величина PWCaf, тем большую мышечную работу может выполнить человек при оптимальном функционировании системы кровообращения, значит, тем выше его физическая работоспособность. Индивидуальные колебания физической работоспособности, как уже отмечалось, определяются в основном производительностью кардиореспираторной системы.

Оценка физической работоспособности у лиц разного пола и возраста по результатам пробы PWCaf [Карпман В. Л. и др., 1988]

Возраст, годы	Показатель физической работоспособности, кгм/мин
		ниже средней		выше средней

С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены следующие зоны относительной мощности в циклических видах спорта:

Максимальная степень мощности. В этой зоне продолжительность работы достигает всего лишь от 20 до 25 секунд. В эту категорию попадают такие виды спорта как: бег на 100 и 200 метров; Плавание на 50 метров; Велогонка на 200 метров с хода, при чём эти физические упражнения делаются при рекордном исполнении.

Субмаксимальная степень мощности. Эта степень немного ниже максимальной, и поэтому продолжительность работы при таких нагрузках может быть от 25 секунд до 3-5 минут. Сюда попадают: бег на 400, 800, 100, 1500 метров; плавание на 100, 200, 400 метров; бег на коньках на 500, 1500, 300 метров; а также велогонки на 300, 1000, 2000, 3000, 4000 метров.

Большая степень мощности. Продолжительность работы достигает от 3-5 минут до 30 минут. Этой степени соответствуют: бег на 2, 3, 5, 10 километров; плавание на 800, 1500 метров; бег на коньках на 5, 10 километров; велогонки на 100 километров и более.

Умеренная степень мощности. Продолжительность работы достигает даже свыше 30 минут! Физические упражнения, которые соответствуют этой степени мощности это: бег на 15 километров и более; спортивная ходьба на 10 километров и более; бег на лыжах на 10 километров и более, а также велогонки на 100 километров и более.

Отсюда ясно проявляется закономерность: чем больше нагрузка, чем больше степень мощности, затрачиваемой на выполнение данных физических упражнений, тем меньше по продолжительности (минуты, секунды) и по количеству (например в метрах) спортсмен может работать на данном уровне нагрузок. И действительно. Как говорится, тише едешь, дальше будешь.

Например, если при беге трусцой спортсмен пробегает километры и может держать темп очень долго, то на спринтерских дистанциях пробегаются всего лишь сотни метров и за меньшие промежутки времени. Или, например если штангист может небольшой вес держать минутами/десятками минут, то большие нагрузки буквально 2-5 секунд.

Итак, эти четыре зоны относительной мощности предполагают деление множества различных дистанций на четыре группы: короткие, средние, длинные, сверхдлинные.

Так в чём же суть разделения физических упражнений по зонам относительной мощности и как это связанно с энергозатратами при физических нагрузках разной интенсивности?

Во-первых, мощность работы прямо зависит от её интенсивности, что было сказано выше. Во-вторых, высвобождение и расход энергии преодоления дистанций, входящих в различные зоны мощности, имеют существенно отличающиеся физиологические характеристики, которые представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Показатель	Зона относительной мощности работы
	Максимальная	Субмаксимальная	Большая	Умеренная
Предельная длительность	От 20 до 25 с	От 25 с до 3-5 мин	От 3-5 до 30 мин	Свыше 30 мин
Потребление кислорода	Незначительная	Возрастает к максимальной	Максимальная	Пропорциональна мощности
Кислородный долг	Почти Субмаксимальная	Субмаксимальная	Максимальная	Пропорциональна мощности
Вентиляция лёгких и кровообращение	Незначительная	Субмаксимальная	Максимальная	Пропорциональна мощности
Биохимические сдвиги	Субмаксимальные	Максимальные	Максимальные	Незначительные

Теперь перейдём к более детальному рассмотрению данных, приведённых в таблице.

Зона максимальной мощности: в её пределах может выполняться работа, требующая предельно быстрых движений. Ни при какой другой работе не освобождается столько энергии, сколько при работе с максимальной мощностью. Кислородный запас в единицу времени самый большой, потребление организмом кислорода незначительно. Работа мышц совершается почти полностью за счёт бескислородного (анаэробного) распада веществ. Практически весь кислородный запрос организма удовлетворяется уже после работы, т.е. запрос во время работы почти равен кислородному долгу. Дыхание незначительно: на протяжении тех 10 – 20 секунд, в течение которых совершается работа спортсмен либо не дышит, либо делает несколько коротких вдохов. Зато после финиша его дыхание ещё долго усиленно, в это время погашается кислородный долг. Из-за кратковременности работы кровообращение не успевает усилиться, частота же сердечных сокращений значительно возрастает к концу работы. Однако минутный объём крови увеличивается ненамного, потому что не успевает вырасти систолический объём сердца.

Зона субмаксимальной мощности: в мышцах протекают не только анаэробные процессы, но и процессы аэробного окисления, доля которых увеличивается к концу работы из-за постепенного усиления кровообращения. Интенсивность дыхания также всё время возрастает до самого конца работы. Процессы аэробного окисления хотя и возрастают на протяжении работы, всё же отстают от процессов бескислородного распада. Всё время прогрессирует кислородная задолженность. Кислородный долг к концу работы больше, чем при максимальной мощности. В крови происходят большие химические сдвиги.

К концу работы в зоне субмаксимальной мощности резко усиливается дыхание и кровообращение, возникает большой кислородный долг и выраженные сдвиги в кислотно-щелочном и водно-солевом равновесии крови. Это может вызвать повышение температуры крови на 1 – 2 градуса, что может повлиять на состояние нервных центров.

Зона большой мощности: интенсивность дыхания и кровообращения успевает уже в первые минуты работы возрасти до очень больших величин, которые сохраняются до конца работы. Возможности аэробного окисления более высоки, однако они всё же отстают от анаэробных процессов. Сравнительно большой уровень потребления кислорода несколько отстаёт от кислородного запроса организма, поэтому накопление кислородного долга всё же происходит. К концу работы он будет значителен. Значительны и сдвиги в химизме крови и мочи.

Зона умеренной мощности: это уже сверхдлинные дистанции. Работа умеренной мощности характеризуется устойчивым состоянием, с чем связано усиление дыхания и кровообращения пропорционально интенсивности работы и отсутствие накопления продуктов анаэробного распада. При многочасовой работе наблюдается значительный общий расход энергии, сто уменьшает углеводные ресурсы организма.

Итак, в результате повторных нагрузок определённой мощности на тренировочных занятиях организм адаптируется к соответствующей работе благодаря совершенствованию физиологических и биохимических процессов, особенностей функционирования систем организма. Повышается КПД при выполнении работы определенной мощности, повышается тренированность, растут спортивные результаты.

В циклических движениях относительно постоянны средняя мощность нагрузки и скорость перемещения на дистанции. Исключение составляют лишь очень короткие дистанции, где значителен период разбега.

Все циклические движения характеризуются определенной мощностью. Мощность - это количество работы в единицу времени. Она зависит от силы

мышечных сокращений, их частоты и амплитуды движений. Например, мощность pa6oты при беге будет зависеть от силы отталкивания, длины шагов, их частоты, передвижения в гору или под гору.

Мощность напрямую связана со скоростью движения. Чем выше скорость, тем больше мощность и наоборот.

От мощности работы зависит время, в течение которого она может выполняться. Чем выше мощность, тем короче время работы.

Для всех циклических движений характерно наличие четырех зон мощности.

I. Зона работы максимальной мощности.

Для этой зоны характерна максимально возможная частота движений. Работа с максимальной мощностью может выполняться не более 20 секунд. К этому виду работы относятся: бег на 100 метров, в велосипедном спорте - гиты на 200 и 500 метров и т.д.

Основная характеристика работы максимальной мощности - это то, что она протекает в анаэробных условиях (анаэробный компонент энергообеспечения составляет 90 - 100%). Мощность работы настолько велика, а время работы коротко, что организм не в состоянии обеспечить энергозапросы за счет аэробных процессов. Минутный кислородный запрос в беге на 100 метров достигает 40 литров, в то время как МПК даже спортсменов высокого класса не превышает 5-6 литров в минуту и может быть достигнуто только к третьей минуте. Поэтому во время работы кислородный запрос обеспечивается лишь незначительно, и образуется кислородный долг, который составляет 95-98% от запроса (7,5 – 11,7л).

Основными источниками энергии являются АТФ и КрФ, находящиеся в мышцах, поэтому в кислородном долге преобладает алактатная фракция.

В работе максимальной мощности высокая частота движений сочетается с большой силой сокращений мышц и с высокой их возбудимостью.

ЧСС начинает увеличиваться еще перед стартом (до 140-150 ударов), продолжает расти во время работы и достигает наибольшей величины сразу после финиша, составляя 80-90% от максимально возможного уровня - 170-180 ударов в минуту.

На протяжении всей работы в зоне максимальной мощности спортсмен успевает сделать лишь несколько вдохов и выдохов. Поэтому частота, глубина и минутный объем дыхания (МОД) практически не увеличиваются. Они возрастают

после работы, обеспечивая компенсацию кислородного долга.

Суммарный кислородный запрос в этой зоне, в отличие от минутного, невелик - всего 8-12 литров.

Ведущими физиологическими системами, определяющими спортивный результат при работе максимальной мощности, являются - нервная система, нервно-мышечный аппарат (скоростно-силовые качества) и системы, обеспечивающие анаэробные возможности организма.

Быстрое утомление при работе в этой зоне объясняется исчерпанием возможностей клеток ЦНС, посылающих с максимальной частотой импульсы к мышцам, а также исчерпанием запасов АТФ и КрФ в мышцах.

II. Зона работы субмаксимальной мощности.

Для работы субмаксимальной мощности характерна высокая частота движений, но меньшая, чем при работе максимальной мощности.

Работа проходит в субмаксимальной зоне мощности в упражнениях, длящихся от 20 секунд до 3-4 минут. К этой группе относятся: бег на 400, 800 и 1500 метров; конькобежный спорт, плавание, гребля, велосипедный спорт с временем работы до 4 минут.

Эта работа идет преимущественно за счет анаэробных источников энергии, но в этой зоне уже идут и аэробные процессы. Чем больше время работы (ближе к 3 минутам), тем большее значение имеют аэробные источники.

Работу в зоне субмаксимальной мощности можно разделить на две подгруппы:

1) работа, длящаяся до 50 секунд;

2) работа, длящаяся более 50 секунд (до 4 минут).

Работа до 50 секунд ведется преимущественно, как и в зоне максимальной мощности, за счет анаэробных источников, только в данном случае преобладает значение анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза), а в зоне максимальной мощности - АТФ и КрФ. В кислородном долге преобладает лактатная фракция, но алактатная еще составляет значительную часть.

При работе, длящейся более 50 секунд (до 4 минут) лишь 15-20% энергии обеспечивается за счет АТФ и КрФ, 55% - за счет гликолиза и 25% - за счет аэробного

расщепления глюкозы, поэтому кислородный долг в основном составляет лактатная фракция.

В сравнении с зоной максимальной мощности в зоне субмаксимальной мощности суммарный кислородный запрос выше и составляет, в зависимости от времени работы, 20 -50л, а минутный – ниже (до 35л); кислородный долг в процентном отношении к запросу - меньше (75 - 85%), а в литрах – больше (до 35л).

Для этой зоны характерно резкое усиление кровообращения и дыхания (особенно при работе, длящейся более 50 секунд). При этом увеличиваются до предельных показателей ЧСС (200 - 220 уд/мин), ЧДД, систолический объем и минутный объем крови (до 35 - 40 литров).

Вследствие того, что в этой зоне интенсивно идут процессы гликолиза, образуется огромное количество молочной кислоты, что вызывает сдвиг рН крови и тканей в кислую сторону. Организм к концу работы находится практически в состоянии «отравления» молочной кислотой (содержание в крови 20 - 25 ммоль/л). При этом наблюдаются другие биохимические изменения: высокая концентрация в крови гормона роста, катехоламинов, увеличение содержания глюкозы. Таким образом, зона субмаксимальной мощности - является зоной максимальных физиологических сдвигов.

Спортивный результат при работе в этой зоне определяется возможностями нервно-мышечного аппарата, а также как мощностью гликолитической (анаэробной) энергетической системы, так и мощностью окислительной (аэробной) системы. Большое значение также имеет деятельность сердечно- сосудистой и дыхательной систем.

III. Зона работы большой мощности.

Работа в зоне большой мощности характерна для упражнений, длящихся от 3 до 20 -30 минут (бег от 3000 до 10000 метров).

Суммарный кислородный запрос в этой зоне выше, чем в субмаксимальной (на 10 км - около 130 л), а минутный ниже (5 -6 л).

Через несколько минут после старта потребление кислорода близко к МПК, но, несмотря на это, кислородный запрос все же превышает потребление, поэтому образуется кислородный долг. Кроме того, поддерживать потребление кислорода на уровне близком к МПК (он составляет около 80% от МПК) долго невозможно. Через некоторое время от начала работы потребление кислорода падает, что еще боле увеличивается кислородный долг. В итоге он составляет 20 - 30% от запроса. Лактатная фракция в долге преобладает над алактатной, т.к. за счет гликолиза обеспечивается 15 - 20% энергетических потребностей, а за счет АТФ и КрФ в мышцах только 5 - 10%.

Остальные энергетические потребности (около 80%) покрываются за счет окислительного фосфорилирования глюкозы.

Минутный объем крови в этой зоне составляет 25 - 35 литров, систолический -120 - 160 мл; минутный объем дыхания (МОД) - 130 - 160 л/мин. К З-4 минуте от начала работы ЧСС увеличивается до 180.

Ведущими физиологическими системами при работе в зоне большой мощности являются: сердечно - сосудистая и дыхательная системы, которые функционируют на пределе возможностей. Большую роль играют выделительные процессы в связи с необходимостью выведения молочной кислоты через пот и в связи с необходимостью увеличения теплоотдачи, т.к. температура тела увеличивается при таком режиме работы на 1-2 градуса по Цельсию.

Деятельность этих систем, а также аэробные возможности организма и запасы гликогена определяют работоспособность и спортивный результат при работе в этой зоне.

IV. Зона работы умеренной мощности.

Длительность работы в этой зоне может составлять несколько часов. В группу упражнений с умеренной мощностью входят: бег на 30 км и более (включая марафонский), лыжные гонки от 20 до 50 км, спортивная ходьба с дистанцией свыше 20 км.

Для упражнений в зоне умеренной мощности характерно наличие устойчивого состояния, т.е. равенства величин кислородного запроса и потребления. Наличие устойчивого состояния свидетельствует о том, что энергетические потребности организма практически полностью удовлетворяются за счет аэробных источников. Только в начале работы кислородный запрос превышает потребление.

Часть потребляемого кислорода идет на окислительный ресинтез АТФ, другая часть на непосредственное окисление углеводов и жиров.

В этой зоне возрастает роль жиров как источника энергии, а роль углеводов уменьшается.

Суммарный кислородный запрос составляет до 500 литров.

Потребление кислорода находится на уровне ниже 70% от МПК.

Кислородный долг и накопление молочной кислоты практически отсутствуют. Кислотность крови в норме.

ЧСС при работе в зоне умеренной мощности составляет 140 - 160 уд/мин. Температура тела может достигать 39-40 градусов по Цельсию.

К концу работы в этой зоне (особенно в условиях марафонского бега) наступает истощение запасов гликогена, что ведет к снижению уровня глюкозы в крови до 50 мг% (в норме уровень глюкозы 80 -110 мг%). Это может привести к нарушению работы головного мозга и, как следствие, к обмороку.

Для этой зоны характерно значительное потоотделение (теряется до 1 кг от массы тела в час), что ведет к увеличению вязкости крови, увеличению осмотического давления крови и потере солей. Для нейтрализации вышеперечисленных негативных последствий длительной работы рекомендуется прием растворов глюкозы на дистанции, обильное питье малыми порциями (по 150 - 250 мл) и солевые растворы после работы.

Работа переменной мощности.

Работа переменной мощности наблюдается в кроссах, велогонках и лыжных гонках с перепадом высот на дистанции.

Переменная мощность чаще встречается при работе длительностью более 30 минут.

Если перемена мощности связана с особенностями рельефа, то при преодолении подъемов увеличивается частота движений и сила сокращений мышц, т.е. возрастает мощность работы. При этом увеличивается ЧСС, возрастает систолическое артериальное давление, увеличивается частота дыхания (у велосипедистов может достигать 60 - 70 раз в минуту).

В связи со значительным увеличением ЧСС (до 200 - 210 ударов), укорачивается диастола, во время которой сердце наполняется кровью. Это ведет к снижению величины систолического объема.

Несмотря на то, что потребление кислорода у спортсменов высокого класса может достигать 90% от МПК, этого недостаточно для того, чтобы обеспечить возрастающую мощность работы. Спортсмен достигает ПАНО, возрастает значение анаэробных источников энергии, что ведет к росту кислородного долга и накоплению молочной кислоты.

При спусках мышцы расслабляются, снижается мощность работы. При этом ЧСС еще некоторое время (30 - 50 секунд) поддерживается на прежнем уровне, затем снижается. Падает систолическое артериальное давление. Частота дыхания, также как и ЧСС уменьшается не сразу. Это необходимо для ликвидации кислородного долга. При этом уровень молочной кислоты снижается.

Кратковременное увеличение мощности работы оказывает положительное влияние на приспособительные процессы в организме. Выбрасываемый адреналин увеличивает обмен веществ, усиливает мобилизацию гликогена, повышая уровень глюкозы в крови. Закисление тканей продуктами обмена, в том числе молочной кислотой, облегчает переход кислорода из капилляров в ткани, усиливая тканевое дыхание.

Длительность работы переменной мощности ограничивается истощением энергетических резервов и утомлением ЦНС, т.к. предъявляются большие требования к сенсорным системам и координации движений (например, в лыжных гонках на спусках с поворотами).

Виктор Николаевич Селуянов, МФТИ, лаборатория «Информационные технологии в спорте»

Средства и методы физической подготовки направлены на изменение строения мышечных волокон скелетных мышц и миокарда, а также клеток других органов и тканей (например, эндокринной системы). Каждый метод тренировки характеризуется несколькими переменными, отражающими внешнее проявление активности спортсмена: интенсивность сокращения мышц, интенсивность упражнения, продолжительность выполнения (количество повторений — серия, или длительность выполнения упражнений), интервал отдыха, количество серий (подходов). Существует еще внутренняя сторона, которая характеризует срочные биохимические и физиологические процессы в организме спортсмена. В результате проведения тренировочного процесса происходят долговременные адаптационные перестройки, именно этот результат является сутью или целью применения тренировочного метода и средства.

Упражнения максимальной анаэробной мощности

Должна составлять 90–100 % от максимума.

— чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–100 %. При низкой интенсивности упражнения и максимальной интенсивности сокращения мышц упражнение выглядит как силовое, например, приседание со штангой или жим лежа.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с максимальным темпом.

Продолжительность упражнений с максимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает короткой. Силовые упражнения выполняются с 1–4 повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают до 10 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения длятся — 4–10 с.

При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 45–60 с.

Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 10–40 раз.

Определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии.

Упражнения максимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования всех двигательных единиц.

Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет от 90 % до 100 %. Он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы в гликолитических и промежуточных мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.

Рекордная максимальная анаэробная мощность, развиваемая спортсменами на велоэргометре составляет 1000–1500 Ватт, а с учетом затрат на перемещение ног более 2000 Ватт. Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от секунды (изометрическое упражнение) до несколько секунд (скоростное темповое упражнение).

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Из-за кратковременности анаэробных упражнений во время их выполнения функции кровообращения и дыхания не успевают достигнуть возможного максимума. На протяжении максимального анаэробного упражнения спортсмен либо вообще не дышит, либо успевает выполнить лишь несколько дыхательных циклов. Соответственно легочная вентиляция не превышает 20–30 % от максимальной.

ЧСС повышается еще до старта (до 140–150 уд/мин) и во время упражнения продолжает расти, достигая наибольшего значения сразу после финиша — 80–90 % от максимальной (160–180 уд/мин). Поскольку энергетическую основу этих упражнений составляют анаэробные процессы, усиление деятельности кардиореспираторной (кислородтранспортной) системы практически не имеет значения для энергетического обеспечения самого упражнения. Концентрация лактата в крови за время работы изменяется крайне незначительно, хотя в рабочих мышцах она может достигать в конце работы 10 ммоль/кг и даже больше. Концентрация лактата в крови продолжает нарастать на протяжении нескольких минут после прекращения работы и составляет максимально 5–8 ммоль/л (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Перед выполнением анаэробных упражнений несколько повышается концентрация глюкозы в крови. До начала и в результате их выполнения в крови очень существенно повышается концентрация катехоламинов (адреналина и норадреналина) и гормона роста, но несколько снижается концентрация инсулина; концентрации глюкагона и кортизола заметно не меняются (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Ведущие физиологические системы и механизмы, определяющие спортивный результат в этих упражнениях: центрально-нервная 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.

Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода если отдых будет пассивный и коротким.

Выполнение развивающих тренировок силовой, скоростно-силовой и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку (предполагается) в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения максимальной алактатной мощности, например, снижает эффективность тренировки с точки зрения роста массы миофибрилл, поскольку снижается концентрация ионов водорода и гормонов в крови. В то же время снижение концентрации ионов водорода в гликолитических МВ приводит к стимуляции активности митохондрий, а значит к постепенному разрастанию митохондриальной системы.

Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку упражнения максимальной интенсивности требуют проявления значительных механических нагрузок на мышцы, связки и сухожилия, а это приводит к накоплению микротравм опорно-двигательного аппарата.

Таким образом, упражнения максимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Упражнения околомаксимальной анаэробной мощности

Внешняя сторона физического упражнения

Интенсивность сокращения мышц должна составлять 70–90 % от максимума.

Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–90 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (60–80 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 12 раз.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с околомаксимальным темпом.

Продолжительность упражнений с околомаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 20–50 с. Силовые упражнения выполняются с 6–12 или более повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают до 10–20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 10–50 с.

Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.

При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.

При выполнении скоростно-силовых упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.

Количество серий

Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления будто-бы должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, которые демонстрируют резко отрицательное действие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).

Внутренняя сторона физического упражнения

Упражнения околомаксимальногй анаэробной мощности требуют рекрутирования больше половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.

Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет более 90 %. В гликолитических МВ он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.

Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от нескольких секунд (изометрическое упражнение) до десятков секунд (скоростное темповое упражнение) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин). Наибольших значений (80–90 % от максимальной) она достигает сразу после финиша на 200 м и на финише 400 м. В процессе выполнения упражнения быстро растет легочная вентиляция, так что к концу упражнения длительностью около 1 мин она может достигать 50–60 % от максимальной рабочей вентиляции для данного спортсмена (60–80 л/мин). Скорость потребления О2 также быстро нарастает на дистанции и на финише 400 м может составлять уже 70–80 % от индивидуального МПК.

Концентрация лактата в крови после упражнения весьма высокая — до 15 ммоль/л у квалифицированных спортсменов. Она тем выше, чем больше дистанция и выше квалификация спортсмена. Накопление лактата в крови связано с длительным функционированием гликолитических МВ.

Концентрация глюкозы в крови несколько повышена по сравнению с условиями покоя (до 100–120 мг). Гормональные сдвиги в крови сходны с теми, которые происходят при выполнении упражнения максимальной анаэробной мощности (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Долговременные адаптационные перестройки

Выполнение «развивающих» тренировок силовой, скоростно-силовой и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют добиться следующего.

Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 65–80 % от максимума или с 6–12 подъемами груза в одном подходе являются самыми эффективными с точки зрения прибавления миофибрилл в гликолитических мышечных волокнах, в ПМВ и ОМВ изменения существенно меньше.

Масса митохондрий от таких упражнений не прибавляется.

Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 16 раз, а спортсмен его поднимает только 4–8 раз. В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.

Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения околомаксимальной алактатной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности

Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку очень легко пропустить момент начала накопления черезмерного накопления ионов водорода в промежуточных и гликолитических МВ.

Таким образом, упражнения околомаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах (высокопороговые двигательные единица могут не участвовать в работе, поэтому не вся мышца прорабатывается), что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности (анаэробно — аэробной мощности)

Внешняя сторона физического упражнения

Интенсивность сокращения мышц должна составлять 50–70 % от максимума.

Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–70 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (10–70 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 16 раз.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с оптимальным темпом.

Продолжительность упражнений с субмаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 1–5 мин. Силовые упражнения выполняются с 16 и более повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают более 20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 1–6 мин.

Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.

При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.

При выполнении скоростно-силовых упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.

При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 2–9 мин.

Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 3–4 серии повторяются 2 раза.

Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления будто-бы должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, котырые демонстрируют резко отрицательное дейстрвие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).

Внутренняя сторона физического упражнения

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования около половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.

Это упражнения выполняются сначала за счет фосфагенов и аэробных процессов. По мере рекрутирования гликолитических накапливается лактат и ионы водорода. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование.

Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от минуты до 5 минут.

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин).

Мощность и предельная продолжительность этих упражнений таковы, что в процессе их выполнения показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, сердечный выброс, ЛВ, скорость потребления О2) могут быть близки к максимальным значениям для данного спортсмена или даже достигать их. Чем продолжительнее упражнение, тем выше на финише эти показатели и тем значительнее доля аэробной энергопродукции при выполнении упражнения. После этих упражнений регистрируется очень высокая концентрация лактата в рабочих мышцах и крови — до 20–25 ммоль/л. Соответственно рН крови снижается до 7,0. Обычно заметно повышена концентрация глюкозы в крови — до 150 мг %, высоко содержание в плазме крови катехоламинов и гормона роста (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Таким образом, ведущие физиологические системы и механизмы, по мнению Н. И. Волкова и многих других авторов (1995), в случае использоваения самой простой модели энергообеспечения,— это емкость и мощность лактоцидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц, функциональные (мощностные) свойства нервно-мышечного аппарата, а так же кислородо-транспортные возможности организма (особенно сердечно-сосудистой системы) и аэробные (окислительные) возможности рабочих мышц. Таким образом, упражнения этой группы предъявляют весьма высокие требования как к анаэробным, так и к аэробным возможностям спортсменов.

Если использовать более сложную модель, которая включает в себя сердечно-сосудистую систему и мышцы с различным типом мышечных волокон (ОМВ, ПМВ, ГМВ), то получим следующие ведущие физиологические системы и механизмы:

— энергобеспечение обеспечивается в основном окислительными мышечными волокнами активных мышц,

— мощность упражнения в целом превышает мощность аэробного обеспечения, поэтому рекрутируются промежуточные и гликолитические мышечные волокна, которые после рекрутирования, через 30–60 с теряют сократительную способность, что заставляет рекрутировать все новые и новые гликолитические МВ. Они закисляются, молочная кислота выходит в кровь, это вызывает появление избыточного углекислого газа, что усиливает до предела работу сердечно-сосудистой и дыхательной системы.

Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода, если отдых будет пассивный и коротким. Повторное выполнение упражнений с интервалом отдыха 2–4 мин приводит к предельно высокому накоплению лактата и ионов водорода в крови, как правило, число повторений не бывает больше 4.

Долговременные адаптационные перестройки

Выполнение упражнений субмаксимальной алактатной мощности до предела относятся к одним из самых психологически напряженных, поэтому не могут использоваться часто, существует мнение о влиянии этих тренировок на форсирование приобретения спортивной формы и быстрому наступлению перетренировки.

Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 50–65 % от максимума или с 20 и более подъемами груза в одном подходе являются самыми опасными, ведут к очень сильному локальному закислению, а затем и повреждению мышц. Масса митохондрий от таких упражнений резко снижается во всех МВ [Хореллер, 1987].

Таким образом, упражнения субмаксимальной анаэробной мощности и предельной продолжительности нельзя применять в тренировочном процессе.

Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 20–40 раз, а спортсмен его поднимает только 10–15 раз. В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и некоторой части ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.

Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и некоторых гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может, поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения субмаксимальной анаэробной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности.

Таким образом, упражнения субмаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, приводят к чрезмерно большому закислению мышц, полэтому снижается масса миофибрилл и митохондрий в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и части гликолитических мышечных волокнах, что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Аэробные упражнения

Мощность нагрузки в этих упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц может происходить (главным образом или исключительно) за счет окислительных (аэробных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Поэтому мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О 2 . Если дистанционное потребление О 2 соотнести с предельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК), то можно получить представление об относительной аэробной физиологической мощности выполняемого им упражнения. По этому показателю среди аэробных циклических упражнений выделяются пять групп (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990):

1. Упражнения максимальной аэробной мощности (95–100 % МПК).

2. Упражнения околомаксимальной аэробной мощности (85–90 % МПК).

3. Упражнения субмаксимальной аэробной мощности (70–80 % МПК).

4. Упражнения средней аэробной мощности (55–65 % МПК).

5. Упражнения малой аэробной мощности (50 % от МПК и менее).

Представленная здесь классификация не соответствует современным представлениям спортивной физиологии. Верхняя граница — МПК не соответствует данным максимальной аэробной мощности, поскольку зависит от процедуры тестирования и индивидуальных особенностей спортсмена. В борьбе важно оценить аэробные возможности мышц пояса верхних конечностей, а в дополнение к этим данным следует оценить аэробные возможности мышц нижних конечностей и производительность сердечно-сосудистой системы.

Аэробные возможности мышц принято оценивать в ступенчатом тесте по мощности или потреблению кислорода на уровне анаэробного порога.

Мощность МПК выше у спортсменов с большей долей в мышцах гликолитических мышечных волокон, которые могут постепенно рекрутироваться для обеспечения заданной мощности. В этом случае, по мере подключения гликолитических мышечных волокон, увеличения закисления мышц и крови, испытуемый начинает подключать к работе дополнительные мышечные группы, с еще не работавшими окислительными мышечными волокнами, поэтому растет потребление кислорода. Ценность такого увеличения потребления кислорода минимальна, поскольку существенной прибавки механической мощности эти мышцы не дают. Если окислительных МВ много, а ГМВ почти нет, то мощность МПК и АнП будут почти равны.

Ведущими физиологическими системами и механизмами, определяющими успешность выполнения аэробных циклических упражнений, служат функциональные возможности кислородтранспортной системы и аэробные возможности рабочих мышц (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

По мере снижения мощности этих упражнений (увеличение предельной продолжительности) уменьшается доля анаэробного (гликолитического) компонента энергопродукции. Соответственно снижаются концентрация лактата в крови и прирост концентрации глюкозы в крови (степень гипергликемии). При упражнениях длительностью в несколько десятков минут гипергликемии вообще не наблюдается. Более того, в конце таких упражнений может отмечаться снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия). (Коц Я. М., 1990).

Чем больше мощность аэробных упражнений, тем выше концентрация катехоламинов в крови и гормона роста. Наоборот, по мере снижения мощности нагрузки содержание в крови таких гормонов, как глюкагон и кортизол, увеличивается, а содержание инсулина уменьшается (Коц Я. М., 1990).

С увеличением продолжительности аэробных упражнений повышается температура тела, что предъявляет повышенные требования к системе терморегуляции (Коц Я. М., 1990).

Упражнения максимальной аэробной мощности

Это упражнения, в которых преобладает аэробный компонент энергопродукции — он составляет до 70-90 %. Однако энергетический вклад анаэробных (преимущественно гликолитических) процессов еще очень значителен. Основным энергетическим субстратом при выполнении этих упражнений служит мышечный гликоген, который расщепляется как аэробным, так и анаэробным путем (в последнем случае с образованием большого количества молочной кислоты). Предельная продолжительность таких упражнений — 3–10 мин.

Через 1,5–2 мин. после начала упражнений достигаются максимальные для данного человека ЧСС, систолический объем крови и сердечный выброс, рабочая ЛВ, скорость потребления О2 (МПК). По мере продолжения упражнения ЛВ, концентрация в крови лактата и катехоламинов продолжает нарастать. Показатели работы сердца и скорость потребления О 2 либо удерживаются на максимальном уровне (при состоянии высокой тренированности), либо начинают несколько снижаться (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

После окончания упражнения концентрация лактата в крови достигает 15–25 ммоль/л в обратной зависимости от предельной продолжительности упражнения (спортивного результата) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Ведущие физиологический системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений, кроме того, существенную роль играет мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц.

Упражнения предельной продолжительности максимальной аэробной мощности могут применять в тренировки только спортсмены с мощностью АнП на уровне более 70 % от МПК. У этих спортсменов не наблюдается сильного закисления МВ и крови, поэтому в промежуточных и части гликолитических МВ создаются условия для активизации синеза митохондрий.

Если у спортсмена мощность АнП менее 70 % от МПК, то использовать упражнения максимальной аэробной мощности можно только в виде повторного метода тренировки, который при правильной организации не приводит к вредному закислению мышц и крови спортсмена.

Долговременный адаптационный эффект

Упражнения максимальной аэробной мощности требуют рекрутирования всех окислительных, промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, если выполнять упражнения непредельной продолжительности, применить повторный метод тренировки, то тренировочный эффект будет отмечаться только в промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, в виде очень малой гиперплазии миофибрилл и существенном увеличении массы митохондрий в активных промежуточных и гликолитических МВ.

Упражнения околомаксимальной аэробной мощности

Упражнения околомаксимальной аэробной мощности на 90–100 % обеспечивается окислительными (аэробными) реакциями в рабочих мышцах. В качестве субстратов окисления используются в большей мере углеводы, чем жиры (дыхательный коэффициент около 1,0). Главную роль играют гликоген рабочих мышц и в меньшей степени — глюкоза крови (на второй половине дистанции). Рекордная продолжительность упражнений до 30 мин. В процессе выполнения упражнений ЧСС находится на уровне 90–95 %, ЛВ — 85–90 % от индивидуальных максимальных значений. Концентрация лактата в крови после предельного упражнения у высококвалифицированных спортсменов — около 10 ммоль/л. В процессе выполнения упражнения происходит существенное повышение температуры тела — до 39 (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Упражнение выполняется на уровне анаэробного порога или немного выше его. Поэтому работают окислительные мышечные волокна и промежуточные. Упражнение приводит к увеличению массы митохондрий только в промежуточных МВ.

Упражнения субмаксимальной аэробной мощности

Упражнения субмаксимальной аэробной мощности выполняется на уровне аэробного порога. Поэтому работают только окислительные мышечные волокна. Окислительному расщеплению подвергаются жиры в ОМВ, углеводы в активных промежуточных МВ (дыхательный коэффициент примерно 0,85–0,90). Основными энергетическими субстратами служат гликоген мышц, жир рабочих мышц и крови, и (по мере продолжения работы) глюкоза крови. Рекордная продолжительность упражнений — до 120 мин. На протяжении упражнения ЧСС находится на уровне 80–90 %, а ЛВ — 70–80 % от максимальных значений для данного спортсмена. Концентрация лактата в крови обычно не превышает 3 ммоль/л. Она заметно увеличивается только в начале бега или в результате длительных подъемов. На протяжении выполнения этих упражнений температура тела может достигать 39–40.

Ведущие физиологические системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений. Продолжительность зависит в наибольшей мере от запасов гликогена в рабочих мышцах и печени, от запаса жира в окислительных мышечных волокон активных мышц (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Существенного изменений в мышечных волокнах от таких тренировок не происходит. Эти тренировки могут использоваться для дилятации левого желудочка сердца, поскольку ЧСС составляет 100–150 уд/мин, т. е. с максимальным ударным объемом сердца.

Упражнения средней аэробной мощности

Упражнения средней аэробной мощности обеспечивается аэробными процессами. Основным энергетическим субстрактом служат жиры рабочих мышц и крови, углеводы играют относительно меньшую роль (дыхательный коэффициент около 0,8). Предельная продолжительность упражнения — до нескольких часов

Кардиореспираторные показатели не превышают 60–75 % от максимальных для данного спортсмена. Во многом характеристики этих упражнений и упражнений предыдущей группы близки (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Упражнения малой аэробной мощности

Упражнения малой аэробной мощности обеспечивается за счет окислительных процессов, в которых расходуются главным образом жиры и в меньшей степени углеводы (дыхательный коэффициент менее 0,8). Упражнения такой относительной физиологической мощности могут выполняться в течение многих часов. Это соответствует бытовой деятельности человека (ходьба) или упражнения в системе занятий массовой или лечебной физической культурой.

Таким образом, упражнения средней и малой аэробной мощности не имеют существенной значимости для роста уровня физической подготовленности, однако они могут использоваться в паузах отдыха для увеличения потребления кислорода, для более быстрого устранения закисления крови и мышц.

Физические упражнения выполняются с различной скоростью и величиной внешнего отягощения. Напряжённость физиологических функций (интенсивность функционирования), оцениваемая по величине сдвигов от исходного уровня, при этом меняется. Следовательно, но относительной мощности работы циклического характера (измеряется в Вт или кДЖ/мин) можно судить и о реальной физиологической нагрузке на организм спортсмена.

Разумеется, степень физиологической нагрузки связана не только с измеряемыми, поддающимися точному учёту показателями физической нагрузки. Она зависит и от исходного функционального состояния организма спортсмена, от уровня его тренированности от условий среды. Например, одна и та же физическая нагрузка на уровне моря и в условиях высокогорья вызовет разные физиологические сдвиги. Иначе говоря, если мощность работы измеряется достаточно точно и хорошо дозируется, то величина вызываемых её физиологических сдвигов не поддастся точному количественному учёту. Затруднено и прогнозирование физиологической нагрузки без учёта текущего функционального состояния организма спортсмена.

Физиологическая оценка адаптивных изменений в организме спортсмена невозможна без соотнесения их с тяжестью (напряжённостью) мышечной работы. Эти показатели учитываются при классификации физических упражнений по физиологической нагрузке на отдельные системы и организм в целом, а также по относительной мощности работы, выполняемой спортсменом.

Структурность движений

По структурности движения физические упражнения подразделяются на три вида: циклические, ациклические и смешанные.

1. Циклические упражнения (бег, ходьба, гребля, велоспорт, бег на коньках, плавание) отличаются повторяемостью фаз движений, лежащих в основе каждого цикла, и тесной связанностью каждого цикла с последующем и предыдущим. В основе циклических локомоций лежит ритмический двигательный рефлекс, проявляющийся автоматически. Таким образом, общими признаками циклических упражнений являются:

Многократность повторения одного и того же цикла, состоящего из нескольких фаз;

Все фазы движения одного цикла последовательно повторяются в другом цикле;

Последняя фаза одного цикла является началом первой фазы движения последующего цикла;

2. Ациклические упражнения имеют выраженное начало и конец. Повторение не связано неразрывно с окончанием предыдущего движения и не обуславливает последующее. Ациклические движения не строятся на ритмическом двигательном рефлексе, хотя некоторые из них могут быть причислены к локомоциям (прыжки). Спортивные ациклические движения по характеру работы мышц преимущественно связанны с максимальной мобилизацией силы и скорости сокращения. Они часто служат целям развития силы и быстроты. Ациклические движения можно разделить на однократные двигательные акты и на их комбинации. Из физических упражнений к первым относятся, прежде всего, прыжки, метания и поднимание тяжести. В гимнастике широко используется как однократные движения, так и более или менее сложные комбинации.

3. Смешанные движения состоят из циклических и ациклических движений. Так, в прыжках в длину ациклическому прыжку предшествует циклический разбег. Это относится и к некоторым видам метаний.

Мощность выполняемой работы.

Циклические упражнения отличаются друг от друга по мощности выполняемой спортсменами работы. По классификации, разработанной В.С. Фарфелем, следует различать циклические упражнения: максимальной мощности, в которых длительность работы не превышают 20-30 секунд (спринтерский бег до 200 м, гит на велотреке до 200 м, плавание до 50 м и др.); субмаксимальной мощности, длящиеся 3-5 минут (бег на 1500 м, плавание на 400 м, гит на треке до 1000 м, бег на коньках до 3000 м, гребля до 5 минут и др.); большой мощности, возможное время выполнения которых ограничивается 30 - 40 минутами (бег до 10000 м, велотрек, велогонки до 50 км, плавание 800 м - женщ., 1500 м - мужч., спортивная ходьба до 5 км и др.), и умеренной мощности которую спортсмен может удерживать от 30-40 минут до нескольких часов (шоссейные велогонки, марафонские и сверхмарафонские пробеги, др).

Несмотря на определённую схематичность разделения циклической работы на 4 зоны мощности, оно вполне оправдано, поскольку каждая из зон определённое воздействие на организм и имеет свои отличительные физиологические проявления. Вместе с тем, для каждой зоны мощности характерны общие закономерности функциональных изменений, мало связанные со спецификой различных циклических упражнений. Это даёт возможность по оценке мощности работы создать общее представление о влиянии соответствующих нагрузок на организм спортсмена.

Многие функциональные изменения, характерные для различных зон мощности работы, в значительной степени связаны с ходом энергетических превращений в работающих мышцах.

Как известно, освобождение энергии для работы мышц обеспечивается анаэробными и аэробными реакциями. Непосредственным источником энергии для мышечных сокращений является распад АТФ (анаэробная реакция), происходящий в результате взаимодействия этого вещества с миозином. Но запасы АТФ в мышцах ограниченны и длительная работа возможна только при условии одновременного ресинтеза креатинфосфата и гликогенолиза. Однако один анаэробный ресинтез АТФ не может обеспечить выполнение продолжительной работы в связи с тем, что он сопровождается накоплением больших количеств продуктов неполного обмена и, в частности, молочной кислоты, что снижает активность мышц и может привести к прекращению работы. Поэтому для выполнения длительной работы необходимы аэробные процессы, т.е. клеточное дыхание. Оно находится в зависимости от кислородного обеспечения организма, увеличивающегося при физической нагрузке за счёт усиления сердечно – сосудистой и дыхательной систем (до определённого предела). Доля участия анаэробных и аэробных процессов при циклической работе определяется её мощностью. Это, однако, не означает, что с переходом от одной зоны мощности к другой, имеют место такие же резкие переходы в характере энергетического обеспечения мышечной деятельности. Их в действительности нет, но при переходе от одной зоны мощности к другой происходит почти линейное снижение объёма анаэробного обеспечения работающих мышц и соответствующее повышение объёма аэробных превращений в организме. При работе умеренной мощности достигается относительное уравновешивание анаэробных и аэробных процессов.

Физиологические характеристики работ разной относительной мощности (по В.С. Фарфелю, Баннистеру, Тейлору, Н.И. Волкову, Робинсону, В.М. Зациорскому)

1. Зона максимальной мощности работы.

Данная мощность работы характеризуется достижением предельной физической возможности спортсмена. Для её осуществления необходима максимальная мобилизация энергетического обеспечения в скелетной мускулатуре, что связано исключительно с анаэробными процессами. Практически вся работа осуществляется за счёт распада макроэргов и только частично – гликогенолиза, поскольку известно, что уже первые сокращения мышц сопровождаются образованием в них молочной кислоты.

Длительность работы, например, в беге на 100 м меньше времени кругооборота крови. Уже это свидетельствует о невозможности достаточного обеспечения кислородом работающих мышц.

Из–за кратковременности работы врабатывание вегетативных систем практически не успевает завершиться. Можно говорить только о полном врабатывании мышечный системы по локомоторным показателям (нарастание скорости, темпа и длинны шага после старта).

В связи с малым временем работы функциональные сдвиги в организме невелики, причём некоторые из них увеличиваются после финиша.

Работа максимальной мощности вызывает незначительные изменения в составе крови и мочи. Наблюдается кратковременное повышение в крови содержания молочной кислоты (до 70-100 мг %), небольшое повышение процента гемоглобина за счёт выхода в общую циркуляцию депонированной крови, некоторое увеличение содержания сахара. Последнее обусловлено больше эмоциональным фоном (предстартовое состояние), нежели самой физической нагрузкой. В моче могут быть обнаружены следы белка. Частота сердечных сокращений после финиша доходит до 150-170 и более ударов в минуту, артериальное давление повышается до 150-180 мм. рт. ст.

Дыхание при работе максимальной мощности увеличивается незначительно, но существенно возрастает после завершения нагрузки в результате большой кислородной задолженности. Так, лёгочная вентиляция после финиша может возрастать до 40 и более литров в минуту.

Величина кислородного запроса достигает предельных величин, доходя до 40 литров. Однако это не абсолютная его величина, а рассчитанная на минуту, т.е. на время, превышающее возможность организма выполнять работу этой мощности. По окончании работы, в связи с возникшей большой кислородной задолженностью, функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем некоторое время остаются усиленными. Например, газообмен после пробегания спринтерских дистанций приходит к норме спустя 30-40 минут. За это время завершается в основном восстановление многих других функций и процессов.

2. Зона субмаксимальной мощности работы.

В отличие от работы максимальной мощности, при этой, более длительной нагрузке, происходит резкое усиление кровообращения и дыхания. Это обеспечивает доставку к мышцам значительного количества кислорода в момент выполнения физической работы. Потребление кислорода достигает к концу 3-5 минут работы предельных или близких к ним величин. (5-6 литров в минуту). Минутный объём крови возрастает до 25-30 литров. Однако, несмотря на это, кислородный запрос в этой зоне мощности оказывается намного больше фактического потребления кислорода. Он доходит до 25-26 л/мин. Следовательно, абсолютная величина кислородного долга достигает 20 и более литров, т.е. максимально возможных значений. Эти цифры свидетельствуют, что при работе субмаксимальной мощности в организме, хотя и в меньшей степени, чем при спринтерских дистанциях, анаэробные процессы в освобождение энергии преобладают над аэробными. В результате интенсивного гликогенолиза в мышцах, в крови накапливается большое количество молочной кислоты. В крови её содержание доходит до 250 и более мг %, что вызывает резкий сдвиг рН крови в кислую сторону (до 7,0-6,9). К резким сдвигам кислотно-щелочного равновесия в крови присоединяется повышение в ней осмотического давления, в результате перехода воды из плазмы в мышцы и потери её при отделение. Всё это создаёт во время работы неблагоприятные условия для деятельности центральной нервной системы и мышц, вызывая снижение их работоспособности.

Характерным для этой зоны мощности является то, что некоторые функциональные сдвиги нарастают на протяжении всего периода работы, достигая предельных величин (содержание молочной кислоты в крови, снижение щелочного резерва крови, кислородная задолженность и др.).

Частота сердечных сокращений достигает 190-220 мм рт. ст., лёгочная вентиляция возрастает до 140-160 л/мин. После работы субмаксимальной мощности функциональные сдвиги в организме ликвидируются в течение 2-3 часов. Быстрее восстанавливается артериальное давление. Частота сердечных сокращений и показатели газообмена нормализуются позже.

3. Зона большой мощности работы.

В этой зоне мощности работы, длящейся 30-40 минут, во всех случаях период врабатывания полностью завершается и многие функциональные показатели затем стабилизируются на достигнутом уровне, удерживаясь на нём до финиша.

Частота сердечных сокращений после врабатывания составляет 170-190 ударов в минуту, минутный объём крови находится в пределах 30-35 литров, лёгочная вентиляция устанавливается на уровне 140-180 литров в минуту. Таким образом, сердечно-сосудистая и дыхательная системы работают на пределе (или почти на пределе) своих возможностей. Однако мощность работы в этой зоне несколько превышает уровень аэробного энергообеспечения. И хотя потребление кислорода может увеличиваться при выполнение данной работы до 5-6 литров в минуту, всё же кислородный запас превышает эти цифры, вследствие чего происходит постепенное нарастание кислородного долга, особенно ощутимое к концу дистанции. Стабилизация показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем при сравнительно небольшой кислородной задолженности (10-15 % от кислородного запроса) обозначается как кажущееся (ложное) устойчивое состояние. В связи с увеличением удельного веса аэробных процессов во время работы большой мощности, в крови спортсменов наблюдается несколько меньшие изменения, чем при работе субмаксимальной мощности. Так, содержание молочной кислоты достигает 200-220 мг %, рН сдвигается до 7,1-7,0. Несколько меньшее содержание молочной кислоты в крови при работе большой мощности связано и с её выведением органами выделения (почками и потовыми железами). Деятельность органов кровообращения и дыхания оказывается продолжительное время повышенной по окончание работы большой мощности. Требуется не менее 5-6 часов, чтобы были ликвидированы кислородный долг и восстановлен гомеостаз.

4. Зона умеренной мощности работы.

Характерной особенностью динамической работы умеренной мощности является наступление истинного устойчивого состояния (А. Хилл). Под ним понимается равное соотношение между кислородным запросом и кислородным потреблением. Следовательно, освобождение энергии идёт здесь преимущественно за счёт окисления в мышцах гликогена. Кроме того, только в этой зоне мощности работы, в связи с её длительностью, источником энергии являются липиды. Не исключается также окисление белков в энергообеспечение мышечной деятельности. Поэтому дыхательный коэффициент у марафонцев сразу после финиша (или в конце дистанции) обычно меньше единицы.

Величины потребления кислорода на сверхдлительных дистанциях всегда устанавливаются ниже их максимального значения (на уровне 70-80 %). Функциональные сдвиги в кардиореспираторной системе заметно меньше тех, которые наблюдаются при работе большой мощности. Частота сердечных сокращений, обычно, не превышает 150-170 ударов в минуту, минутный объём крови равен 15-20 литров, лёгочная вентиляция 50-60 л/минуту. Содержание в крови молочной кислоты в начале работы заметно повышается, достигая 80-100 мг %, а затем приближается к норме. Характерным для этой зоны мощности является наступление гипогликемии, обычно развивающийся спустя 30-40- минут от начала работы, при которой содержание сахара в крови к концу дистанции может уменьшаться до 50-60 мг %. Наблюдается также выраженный лейкоцитоз с появлением незрелых форм лейкоцитов в 1 куб. мм может доходить до 25-30 тысяч.

Существенное значение для высокой работоспособности спортсменов имеет функция коркового слоя надпочечников. Недлительные интенсивные физические нагрузки вызывают повышенное образование глюкокортикоидов. При работе же умеренной мощности, по-видимому, в связи с её большой длительностью, после первоначального усиления происходит угнетение продукции этих гормонов (А. Виру). Причём, у менее подготовленных спортсменов эта реакция особенно выражена.

Необходимо заметить, что при нарушениях равномерности пробегания марафонских дистанций или во время работы преодоления подъёмов кислородное потребление несколько отстаёт от увеличившего кислородного запроса и возникает небольшой кислородный долг, который погашается при переходе на постоянную мощность работы. Кислородный долг у марафонцев также, обычно, возникает в конце дистанции, в связи с финишным ускорением. При работе умеренной мощности, вследствие обильного потоотделения, организмом теряется много воды и солей, что может привести к нарушениям водно-солевого равновесия и снижению работоспособности. Повышенный газообмен после этой работы наблюдается в течение многих часов. Восстановление же нормальной лейкоцитарной формулы и работоспособности продолжается несколько дней.