СодержаниеЕ. Б. Мякинченко, В. Н. Селуянов
 Скачать 5.36 Mb.
|
|
3.2. Критический анализ интерпретации данных лабораторного тестирования Тест 1. Проводится педалирование на велоэргометре с цепью достижения максимальной работы за 30 с. Далее, в качестве основы для интерпретации, взяты классические представления из учебников по физиологии. Там пишется, что работа предельной интенсивности в 30 с обеспечивается на 90% анаэробными источниками энергообеспечения и прежде всего анаэробным гликолизом. Мощность 30 с предельной работы составляет около 60-80% МАМ. Проверим эти представления на основе современной модели, имитирующей срочные адаптационные процессы. Предположим, что мощность составила 500 Вт, это с учетом кпд. работы на велоэргометре 23% будет соответствовать 6,8 л/мин, аза с — 3,4 л кислорода. Известно (Волков НИ, 1969, 1990), что на долю алактатного долга приходится около 2,5 л, тогда 0,9 л долга должно распределиться между аэробным гликолизом и анаэробным гликолизом. Если в мышцах 50% окислительных мышечных волокон и 50% гликолитических, то аэробные процессы должны обеспечить 11,45 л кислородного запроса ил на анаэробный гликолиз. Следовательно, доля анаэробного гликолиза составит не более чем 13%, а этот тест характеризует мощность анаэробного алактатного механизма энергообеспечения, а также аэробного, поскольку чем меньше закисляются мышцы, тем легче поддерживают мощность и силу сокращения. Известно, что ионы водорода могут присоединяться к активным центрам актина, в этом случае они мешают работе ионов кальция и поперечные мостики между актином и миозином не образуются, сила тяги начинает падать. Следовательно, чем меньше образуется ионов водорода, тем легче поддерживать силу сокращения мышц. Такая ситуация складывается в случае, когда входе тренировочного процесса происходит трансформация гликолитических мышечных волокон в окислительные за счет увеличения массы митохондрий. Таким образом, когда в публикациях встречается мнение, что 30 с предельная работа характеризует гликолитическую анаэробную мощность, следует читать — алактатная и аэробная гликолитическая мощность активных в упражнении мышц, в данном случае — ног 59 Тест 2. В тесте с выполнением трех одноминутных велоэргометрических предельных упражнений с одноминутными интервалами отдыха суммарную работу решили обозвать показателем анаэробной гликолитической емкости. Очевидно, что рост этого показателя может происходить только в случае увеличения алактатной мощности (МАМ) и аэробных возможностей мышц потребление кислорода на уровне АнП), поскольку рост мощности анаэробного гликолитического источника энергообеспечения приводит к увеличению закисления мышца значит к ускорению наступления утомления. Таким образом, когда пишут о гликолитической анаэробной емкости надо понимать, что речь идет об алактатной и аэробной мощности энергообеспечения активных в упражнении мышц, в данном случае — ног. Тест 3. В случае определения закисления крови после трех одноминутных велоэргометрических тестов можно определить показатель как частное отделения суммарной работы за 3 мин на изменение закисления крови (DрН). Этот показатель обозвали анаэробной гликолитической эффективностью, однако, смысл пересчета противоположный. Поскольку увеличение степени закисления приводит к снижению показателя, и наоборот, увеличение аэробных возможностей — не только к увеличению работоспособности (числителя) и к меньшей степени закисления (DрН). Таким образом, все три теста характеризуют одно и тоже, а именно уровень развития МАМ и аэробной мощности мышц ног, другими словами, характеризуют локальную мышечную работоспособность (выносливость). Тест 4. С помощью ступенчатого теста и газоанализатора можно определить величину максимального потребления кислорода или, поданным РWС170+30%, определить мощность, близкую к мощности МПК. Этот показатель было принято определять как аэробная мощность. Очевидно, что это также ошибка интерпретации, поскольку величина потребления кислорода на мощности МПК складывается из нескольких составляющих, а именно из потребления кислорода активными в данном упражнении скелетными мышцами, миокардом и дыхательными мышцами, остальные ткани и органы потребляют кислорода пренебрежимо мало. В связи с этим информативность показателя МПК исключительно низкая и не может на относительно 60 однородной выборке характеризовать аэробную подготовленность спортсменов. Уже более 15 лет как стало известно, что наиболее информативным показателем аэробных возможностей спортсменов является величина потребления кислорода, или скорости, или мощности на уровне анаэробного порога. Тест 5. Аэробная емкость определяется как продолжительность выполнения упражнения критической мощности или МПК, Очевидно, что это упражнение будет выполнять дольше тот спортсмену которого потребление кислорода на уровне АнП будет ближе к МПК. Например, стайеры имеют мощность АнП на уровне 70-90% от мощности МПК. Следовательно, этот показатель характеризует относительную величину мощности АнП. Тест 6. В ступенчатом тесте можно определить зависимость между потреблением кислорода и выполняемой мощностью. Этот показатель называют аэробной эффективностью, однако, никакую эффективность этот показатель не может продемонстрировать, поскольку это отношение есть КПД работы на велоэргометре. КПД работы на велоэргометре составляет 22-24% и не зависит ни от спортивной специализации, ни от спортивной квалификации. Поэтому показатель аэробной эффективности у некоторых специалистов меняется только от массы спортсмена, поскольку КПД делится навес спортсмена. Таким образом, все тесты, которые нашли применение в научных исследованиях и практике получили некорректную интерпретацию. Главный результат нашей интерпретации один все тесты характеризуют или МАМ, или окислительное фосфорилирование мышц ног (потребление кислорода на уровне АнП), или в каком-то соотношении оба этих механизма энергообеспечения, другими словами, локальную работоспособность мышц ног (локальную выносливость. Новые подходы для оценки физической подготовленности спортсменов Лабораторное тестирование Для оценки работоспособности спортсмена необходимо выполнить оценку степени влияния центрального фактора (работоспособность сердечно-сосудистой системы) и периферического (сила, мощность, потребление кислорода отдельных мышечных групп). Мышечный аппарат. Физические свойства мышц определяются количеством мышечных волокон, а в каждом мышечном волокне — количеством миофибрилл, АТФ-азной активностью миозина, массой митохондриальной системы, запасами гликогена и жира. Запас молекул АТФ и КрФ обусловлен степенью гипертрофии мышечного волокна. Метод определения количества миофибрилл. Для определения количества миофибрилл в данной мышечной группе обычно измеряют их максимальную изометрическую силу или максимальный вес, который они могут преодолеть. Более удобно оценивать состояние мышц на приборе, который используется и для оценки других характеристик состояния атлета. Таким прибором является велоэргометр. Максимальная алактатная мощность (МАМ) определяется на велоэргометре по величине установленного сопротивления (F, ни максимальному темпу (R, с, который достигается входе спурта. МАМ = F*S* R (Вт — расстояние, которое проходит точка на окружности маховика велоэргометра (у Монарха это расстояние составляет м). Обычно максимальный темп наблюдается нас спурта. Нагрузка подбирается такой, чтобы максимальный темп был около 120-140 об/мин (0,45 - 0,50 1/с). Вращение педалей можно выполнять ногами (сидя в седле) или руками. В первом случае дается оценка по терминологии ТиМФВ, скоростно-силовым возможностям мышц ног, во втором — руки туловища. На самом деле тесты следует использовать для косвенной оценки степени морфологических перестроек в системах и органах тела спортсмена. В данном случае абсолютная величина МАМ определяется количеством миофибрилл и АТФ-азной активностью активных мышечных волокон. Если тестирование выполняется повторно, то изменения будут связаны только с ростом количества миофибрилл, поскольку АТФ-азная активность миозина - наследуемый фактор. Таким образом, контроль МАМ позволяет косвенно оценивать уровень силовой подготовленности мышц атлета или ко- 62 иичество миофибрилл в активных, в данном тесте, мышцах, иначе говоря, локальную мышечную мощность. Метод определения митохондриальной массы. Митохондрии поглощают кислород, ионы водорода, АДФ, Ф, пируват или жирные кислоты, выделяют углекислый газ, воду, АТФ. Если масса митохондрий и фермента лактатдегидрогеназы сердечного типа (ЛДГ-С) преобладают в мышечном волокне, то такое волокно называют окислительным. В других мышечных подокнах преобладают ферменты гликолиза и лактатдегидрогеназы мышечного типа (ЛДГ-М), поэтому при их активации разворачивается анаэробный гликолиза мышечные волокна классифицируются как гликолитические. Для определения мощности (массы) митохондриальной системы активных мышц применяется ступенчатый тест. При педалировании на велоэргометре с заданным темпом каждые 2-4 мин увеличивают сопротивление. Увеличение сопротивления в заданных условиях означает рекрутирование мышечных волокон от окислительных к гликолитическим (точнее, двигательных единиц, иннервирующих мышечные волокна различного мша). После рекрутирования всех окислительных МВ начинают функционировать гликолитические МВ, в крови начинают накапливаться продукты анаэробного гликолиза — Ни СО, которые стимулируют деятельность сердца и органов дыхания, а также лактат. Этот момент определяется как аэробный пороги по силе сопротивления можно судить о силовых возможностях окислительных МВ, которые проявляются в аэробном режиме энергообеспечения. Дальнейшее увеличение сопротивления (мощности) приводит к моменту нарушения динамического равновесия, когда количество продуцируемого лактата активными ГМВ становится больше его потребления в ОМВ. Этот момент определяется как анаэробный порог, он характеризует максимальную мощность митохондриальной системы. Таким образом, по величине потребления кислорода или мощности на АнП можно судить о митохондриальной массе активных мышца по сопротивлению на уровне АэП — о силе окислительных мышечных волокон. При контроле состояния бегунов и велосипедистов необходимо выполнять ступенчатый тест для мышц нога для пловцов — мышц пояса верхних конечностей. Ударный объем сердца. Сердце выполняет функцию перекачивания крови. Его производительность зависит от ударного объема и частоты сокращений. Максимальный минутный объем сердца наблюдается при работе ногами и достижении 180-190 уд/мин, а ударный объем — при ЧСС 120-150 уд/мин Физиология мышечной деятельности, 1982). Входе тренировочного процесса возможно управление только величиной ударного объема сердца (УОС), поэтому необходимо регулярно контролировать эту характеристику. Для выполнения оценки УОС сначала вычисляют мощность педалирования на велоэргометре или скорость бега на тредмилле), соответствующую ЧСС 170 уд/мин последующей формуле ММ+ (ММ) * (170 - ЧСС1)*(ЧСС2- ЧСС1), где М — мощность первой нагрузки М — мощность второй нагрузки; ЧСС1 — частота сердечных сокращений на первой нагрузке ЧСС2 — частота сердечных сокращений на второй нагрузке. Коэффициент полезного действия (КПД) при педалировании с темпом 60-90 об/мин составляет 19-24%, в среднем 23%. Это дает основание к вычислению потребления кислорода по мощности, демонстрируемой на велоэргометре ПК = М 170 /к , где к = 78 Вт/л0 Знание величины потребления кислорода (Аулик ИВ, 1990) позволяет воспользоваться формулой В.Веvegard (1960,1963) для оценки минутного объема сердца МОС = 5,9 * ПК + 4,36 (л/мин). Если потребление кислорода было определено для ЧСС 170 уд/мин, то ударный объем сердца можно вычислить УОС = МОС/170. Было замечено, что ударный объем сердца при работе руками, как правило, бывает меньше значения, регистрируемого при тестировании ног. Состояние эндокринной системы. Смысл физической подготовки заключается в изменении строения клеток. Процессом синтеза управляют в клетках гормоны, путем воздействия на ДНК. В частности, тестостерон и соматотропин стимулируют синтез миофибрилл в мышечных волокнах. Тренер не может прямо контролировать концентрацию гормонов в крови, это требует специальной аппаратуры и препаратов, однако контроль за состоянием физической подготовленности (МАМ, мощность АэП) позволяет судить о ходе адаптационных процессов в железах эндокринной системы. Критерии здесь достаточно простые — изменения показателей состояния мышц. Эти критерии особенно хорошо работают, когда ставится четкая задача тренировочного процесса, например, увеличение силы медленных мышечных волокон, тогда должно происходить увеличение мощности на уровне АэП. Если рост величин показателей наблюдается, то очевидно, что эндокринная система справляется с заданными нагрузками. В случае ухудшения показателей и самочувствия при реализации заданной тренировочной программы, можно сделать вывод об отсутствии адекватного ответа со стороны эндокринной системы. Определение степени влияния центрального или периферического лимитирующего фактора По результатам тестирования определяли производные показатели, МПК, мощность на ЧСС 170 уд/мин и другие. Пример экспериментальных данных представлен в табл. Таблица I. Сравнительная характеристика уровня функциональной подготовленности борцов при выполнении тестирования ногами и руками Показатели Ноги Ноги Руки X Руки 5 Мощность, А Э П, Вт 120 18 54 12 Относительная мощность А Э П, Вт/кг 1,69 0,25 0,76 0,17 ЧСС А Э П, Уд/мин 135 14 105 1 Мощность АнП, Вт 180 26 65 14 Относительная мощность А Э П, Вт/кг 2,53 0,36 0,91 0,20 ЧСС А Э П, Уд/мин 155 16 125 12 МАМ, Вт 685 31 584 28 МАМ/масса, Вт/кг 9,64 0,43 8,22 0,39 Мощность ЧСС170, Вт 230 28 165 23 Отопительная мощность ЧСС 170, Вт/кг 3,23 0,39 2,32 1,42 Мощность МПК, Вт 260 30 190 24 Опюсительная Мощность МПК, Вт/кг 3,66 0,42 2,67 0,33 65 видах спорта, в которых для выполнения соревновательной деятельности требуется участие почти всей мышечной массы (лыжные гонки, плавание, академическая гребля, а также борьба, может возникнуть ситуация, когда центральный фактор, состояние сердечно-сосудистой системы, становится лимитирующим. Для выявления этой ситуации были проведены исследования мышц ноги руку борцов (Рис. 250 Рис. 3. Пример изменения ЧСС и легочной вентиляции при выполнении ступенчатого теста руками и ногами На рис. 3 видно, что у борца при работе руками и ногами ЧСС изменяется на первых ступеньках одинаково, затем кривая «ЧСС-мощность» при работе руками начинает ускоренно двигаться вверх, одновременно с этим происходит увеличение скорости легочной вентиляции. По этим отклонениям был обнаружен аэробный порог для рук. Частота сердечных сокращений у данного испытуемого изменялась линейно с ростом мощности упражнения до уровня аэробного порога, а затем ЧСС нала нарастать более быстро. Легочная вентиляция изменялась криволинейно с ростом мощности. По первому излому на кривой легочная вентиляция — мощность фиксировался аэробный порог, по второму отклонению фиксировался анаэробный порог. Анаэробный порог определялся также по моменту пересечения кривой легочная вентиляция — мощность линии, изображенной на рис. 3, как прямая, параллельная исходному направлению кривой легочная вентиляция - мощность. Очевидно, что первый отрезок кривой легочная вентиляция мощность характеризует интенсивность дыхания при окислении преимущественно внутримышечных жиров, при переходе на окисление углеводов интенсивность дыхания растет, что и вызывает ускорение легочной вентиляции. Третий участок кривой связан с еще большим ускорением дыхания, что вызывается началом анаэробного гликолиза в рекрутированных гликолитических МВ, появлением в крови ионов водорода, освобождением из крови углекислого газа (эксцесс СО. Избыточный углекислый газ крови начинает действовать на дыхательный центр, что и вызывает ускорение легочной вентиляции (Физиология мышечной деятельности, Входе экспериментов (табл. 1) было показано, что аэробные возможности мышц пояса верхних конечностей составляют 50-60% от аэробных возможностей мышц ног. Примерно также соотносятся мощности, которые демонстрировали испытуемые при достижении ЧСС 170 уд/мин в случаях работы руками и ногами. ЧСС на уровне АэП и АнП в случае работы руками также оказалась ниже при сравнении сданными, полученными при работе ногами. Поскольку ЧСС составила 105 - 155 уд/мин, то можно сделать заключение, что возможности сердечно-сосудистой системы по доставке кислорода к мышцам выше аэробных возможностей мышц, участвующих в тесте. Суммарная мощность мышц руки ног примерно равна мощности, которая наблюдалась (или могла наблюдаться) при достижении ЧСС 190 уд/мин (МПК). Потенциальную возможность сердечно-сосудистой системы следует определять по линии, связывающей «ЧСС и мощность. По этой линии можно определить мощность и потребление кислорода в момент достижения ЧСС 190 уд/мин. На рис. 3 этот 200 150 100 50 УЕ,л/мин ЧСС Уд/мин 60 50 40 30 20 О момент обозначен кружочком на пунктирной линии. Если бы у спортсмена масса окислительных мышечных волокон была бы большая, то связь между «ЧСС и мощностью до ЧСС 190 уд/ мин оставалась бы линейной. В этом случае работоспособность ССС достигла бы своего максимума. Этот показатель можно обозвать как потенциально возможное потребление кислорода мышцами — МПК потенциальное. Столько кислорода может доставить ССС к мышцам без излишней стимуляции сердца анаэробными метаболитами (Н, эксцессом С Максимальная алактатная мощность при работе руками была на 10-20% меньше, чем при работе ногами. Таким образом, по результатам обследования можно сделать следующие выводы: —аэробные возможности мышц пояса верхних конечностей составляют 50-60% от аэробных способностей мышц ног мощность сердечно-сосудистой системы по доставке кислорода к мышцам выше аэробных возможностей как мышц пояса верхних конечностей, таки мышц ног. |