легкоатлетов - спринтеров и стайеров
Э.А. Лазарева Ульяновский государственный университет, Ульяновск
Введение.
Понятие "физическая работоспособность" широко используется в физиологии труда, спорта, авиации [26, 34, 19, 8] и является интегральным показателем физических возможностей человека [3, 24, 16, 6, 13]. Для определения общей физической работоспособности человека используются показатель максимального потребления кислорода (МПК) [35, 27, 11, 15, 5, 37, 14], данные теста PWC170 [40, 14, 9, 10], а также параметры анаэробного порога [11, 29, 25, 7, 28, 23, 13]. Эти показатели являются некими критическими точками, по которым можно установить общую подготовленность спортсменов и специфические сдвиги в системе энергообеспечения мышечной деятельности в ответ на предъявляемую нагрузку.
Наибольшее распространение в оценке общей физической работоспособности получил метод определения МПК. Он широко используется в различных областях физиологии и применяется не только для определения состояния тренированности спортсменов [27, 36], но и для оценки уровня профессиональной трудоспособности [33, 42], воинской пригодности [3] и в целях диагностики сердечно-сосудистых и легочных заболеваний [3]. Отражая максимальную аэробную производительность и будучи эквивалентен производимой организмом работе, МПК рекомендован Всемирной Организацией Здравоохранения (ВОЗ) как один из наиболее надежных показателей оценки общей физической работоспособности и дееспособности человека [31, 38].
Имеются сведения о взаимообусловленности общей физической работоспособности и энергетического обеспечения мышечной деятельности человека [21]. Цель настоящей работы - определение характера взаимоотношений между общей физической работоспособностью и типами энергетического обеспечения мышечной деятельности у легкоатлетов, специализирующихся в беге на короткие (спринтеры) и длинные (стайеры) дистанции, преодоление которых, как известно [20, 22, 12], связано с различным вкладом основных источников энергии в общую энергопродукцию.
Методы и организация исследования. В исследовании приняли участие 55 юношей в возрасте 17 - 21 года. Испытуемые были разбиты на три группы. Первую (контрольную) группу составили нетренированные юноши. Во вторую и третью группы вошли легкоатлеты - спринтеры и стайеры высших спортивных разрядов.
Характеристики индивидуальных особенностей энергообеспечения принято описывать в терминах мощности и емкости энергетического источника, которые можно рассчитать по уравнению A. Мюллера [39], описывающему зависимость предельного времени удержания нагрузки от мощности выполняемой нагрузки, а также емкости систем энергообеспечения и имеющему следующий вид:
tlim = eb/Wa,
где tlim - предельное время удержания заданной нагрузки, е - основание натурального логарифма, W - мощность нагрузки, а и b - показатели, отражающие индивидуальные характеристики энергообеспечения.
Для отнесения испытуемых к тому или иному типу энергообеспечения с помощью уравнения А. Мюллера [39] в зависимости от времени удержания нагрузки рассчитывали индивидуальные коэффициенты a и b, отражающие емкостные возможности анаэробно-гликолитического и аэробного источников энергии, а также мощность нагрузки, которую испытуемый может поддержать в течение 10, 40, 240 и 900 с: W10, W40, W240 и W900 соответственно.
Для определения показателей а и b оценивали предельную продолжительность работы испытуемого на велоэргометре "Ритм ВЭ-05" при двух (W1 и W2) различных по мощности нагрузках [17, 16, 13]. Первая тестирующая нагрузка соответствовала зоне большой (W1 = 4,5 Вт/кг), а вторая - зоне субмаксимальной (W2 = 9 Вт/кг) мощности. Испытуемые выполняли тестирующие нагрузки "до отказа". За отказ от работы принимали прекращение педалирования либо резкое снижение его интенсивности. На основе расчета индивидуальных коэффициентов a и b, а также мощностных показателей W10, W40, W240 и W900 испытуемые были разделены на три типа энергообеспечения: анаэробный, смешанный и аэробный.
Общую физическую работоспособность определяли с помощью МПК по тесту со ступенчато возрастающей нагрузкой. Нами использовался метод прямого определения МПК [2, 3], так как главным недостатком косвенных методов является их дедуктивность [14].
Продолжительность работы на каждой ступени составляла 3 мин. Во время выполнения нагрузки (на каждой ступени) измеряли ЧСС, регистрируя данные на электрокардиографе.
Величину легочной вентиляции определяли методом Дугласа - Холдена, заключающимся в том, что испытуемый дышит через респираторную маску, соединенную резиновым шлангом с мешком из прорезиненной материи; устройство клапанов таково, что при вдохе наружный воздух поступает в легкие, а выдыхаемый - собирается в мешках Дугласа. Мешки Дугласа с выдохнутым воздухом в последующем переносили к газоанализатору Spyrolit и газовым часам. С помощью газоанализатора измеряли величину дефицита кислорода (О2*), а с помощью газовых часов - минутный объем дыхания - легочную вентиляцию (МОД) для последующего расчета МПК [1]:
МПК = МОД х О2* / 100,
где О2* - дефицит кислорода.
Результаты и обсуждение. В результате проведенного велоэргометрического тестирования и расчета арифметических значений коэффициентов a и b, а также мощностных показателей W10, W40, W240 и W900 были определены типы энергетического обеспечения мышечной деятельности испытуемых
В группе нетренированных юношей выявлено три типа энергообеспечения: анаэробный (36%), смешанный (40%) и аэробный (24%). Группа спринтеров в100% случаев была представлена юношами с анаэробным типом энергетики. У стайеров доминирующим (в 100% случаев) типом энергообеспечения оказался аэробный.
Для юношей-спринтеров характерны меньшие значения времени удержания первой (W1), аэробной по своей природе, нагрузки (tlim = 73,846±1,229 с). Время удержания второй (W2) нагрузки, соответствующей зоне субмаксимальной мощности и являющейся по своей природе анаэробной, составило 36±1,025 с. Юноши-спринтеры характеризуются наибольшими значениями показателей W10 (33,333±3,141) и W40 (8,211±0,221). Среднегрупповые значения показателей W240 и W900, характеризующие рабочие возможности в зоне смешанной и аэробной энергопродукции, минимальны - 1,436±0,08 для W240 и 0,413±0,043 для W900.
Спортсмены-стайеры, представленные исключительно аэробным типом энергопродукции, имеют максимальные значения показателей W900 (4,486±0,012) и W240 (5,803±0,016), которые характеризуют функциональные возможности в зоне аэробной и смешанной энергопродукции. Это находит отражение в больших значениях времени удержания первой (W1), более аэробной, нагрузки (tlim = 888,059±12,301 с) по сравнению со второй (W2), субмаксимальной, нагрузкой (tlim = 25,294±0,799 с). Значения мощностных показателей W40 и W10, отражающих развитие анаэробных источников энергии у стайеров, составили 8,228±0,044 и 10,781±0,085 соответственно.
Полученные данные о преобладании среди юных спортсменов-спринтеров с анаэробным, а среди стайеров - с аэробным типом энергопродукции перекликаются со многими работами, касающимися исследования профиля энергетического обмена [11, 18] и различий в организации скелетной мускулатуры [41, 32, 30] у спринтеров и стайеров.
Высокие показатели аэробной производительности у стайеров объясняются тем, что аэробная производительность в наибольшей мере проявляется при тех нагрузках, где имеется возможность полного удовлетворения кислородного запроса и где длительное время сохраняется устойчивый уровень потребления кислорода [11, 18]. Анаэробная же производительность, при которой отсутствует возможность обеспечить работающие мышцы адекватным количеством кислорода, играет определяющую роль в кратковременных упражнениях высокой интенсивности [11, 4].
Определение общей физической работоспособности по тесту со ступенчато возрастающей нагрузкой выявило, что самые низкие значения МПК, а следовательно и общей физической работоспособности, характерны для группы нетренированных юношей. Спортсмены-легкоатлеты имеют более высокий уровень общей физической работоспособности по сравнению с нетренированными юношами. Среди легкоатлетов общая физическая работоспособность выше у стайеров, чем у спринтеров.
Исходя из того что аэробный механизм ресинтеза АТФ отличается наибольшей производительностью [4, 12], испытуемые, имеющие аэробный тип энергообеспечения, должны характеризоваться более высоким уровнем физической работоспособности. Производительность же анаэробных процессов значительно меньше [4, 12], в связи с чем следует ожидать, что испытуемые, характеризующиеся анаэробным типом энергопродукции, должны иметь меньшие значения физической работоспособности, чем испытуемые с аэробным типом энергетики.
При сопоставлении уровня физической работо-способности и типа энергообмена обнаружено, что спортсмены-стайеры, характеризующиеся самым высоким уровнем физической работоспособности, имеют аэробный тип энергетики, а спортсмены -спринтеры, имеющие более низкие значения физической работоспособности, являются представителями анаэробного типа энергопродукции.
Заключение. Велоэргометрическое тестирование позволило выявить у юношей 17 - 21 года три типа энергообеспечения: анаэробный, смешанный и аэробный. Нетренированные юноши представлены на 36% анаэробным, на 40% смешанным и на 24% аэробным типом энергопродукции. Доминирующим типом энергетики у легкоатлетов-спринтеров является анаэробный (100%), а у стайеров - аэробный (100%), что определяет наибольшую работоспособность спринтеров в зоне максимальной, а стайеров - в зонах умеренной и большой мощности.
Самый низкий уровень общей физической работоспособности характерен для нетренированных юношей. Среди легкоатлетов общая физическая работоспособность выше у стайеров по сравнению со спринтерами. Более высокие показатели работоспособности стайеров определяются большим вкладом аэробного источника в общую энергопродукцию, а более скромные величины работоспособности спринтеров связаны с преобладанием у них анаэробных энергопоставляющих процессов, являющихся, как известно, менее производительными.