ВходАнаэробные возможности и максимальный кислородный долг. Контрольная работа: Аэробная и анаэробная производительность, роль эмоций в спорте, предстартовое состояние. Роль эмоций при спортивной деятельности
3. Факторы, определяющие аэробную производительность
Важнейшим из всех рассмотренных параметров биоэнегетиических механизмов является показатель мощности аэробных механизмов - показатель МПК, который в значительной мере определяет общую физическую работоспособность. Вклад этого показателя в специальную физическую работоспособность в циклических видах спорта, в дистанциях, начиная со средних дистанций, составляет от 50 до 95%, в игровых видах спорта и единоборствах - от 50 до 60% и более. По крайней мере, во всех видах спорта, по мнению А.А. Гуминского (1976) величина МПК определяет так называемую "общую тренировочную работоспособность" .
МПК у физически малоподготовленных мужчин в возрасте 20-30 лет в среднем составляет 2,5-3,5 л/мин или 40-50 мл/кг.мин (у женщин примерно на 10% меньше). У выдающихся спортсменов (бегунов, лыжников и т.д.) МПК достигает 5-6 л/мин (до 80 мл/кг.мин и выше). Движение атмосферного кислорода в организме от легких до тканей определяет участие в кислородном транспорте следующих систем организма: система внешнего дыхания (вентиляция), система крови, сердечно-сосудистая система (циркуляция), система утилизации организмом кислорода.
Повышение и совершенствование (повышение КПД) аэробной производительности (АП) в процессе тренировки в первую очередь связано с повышением производительности систем вентиляции, затем циркуляции и утилизации; их включение идет не параллельно и постепенно всех разом, а гетерохронно: на начальном этапе адаптации доминирует система вентиляции, затем циркуляции и на этапе высшего спортивного мастерства - система утилизации (С.Н. Кучкин, 1983, 1986).
Общий размер прироста АП разными авторами определяется от 20 до 100%, однако исследования в лаборатории физиологии ВГАФК (С.Н. Кучкин, 1980, 1986) показали, что общий размер прироста показателя относительного МПК составляет в среднем 1/3 от исходного (генетически детерминированного уровня) - т.е. около 35%. Причем на этапе начальной подготовки прирост МПК наиболее ощутим и составляет до 20% (половину от общего прироста), на этапе спортивного совершенствования (II этап адаптации) прирост МПК/вес замедляется и составляет около 10%, а на этапе высшего спортивного мастерства (III этап адаптации) прирост минимален - до 5-7%.
Таким образом, начальный период адаптации является наиболее благоприятным для тренировки аэробных возможностей, а окончание этого этапа является важным для определения перспективности данного спортсмена в отношении аэробной работоспособности.
Рассмотрим кратко основные изменения в системах организма, ответственных за кислородный транспорт при развитии выносливости.
В системе внешнего дыхания в первую очередь увеличиваются резервы мощности – это показатели ЖЕЛ, МВЛ, силы и выносливости дыхательных мышц. Так, у высококвалифицированных пловцов, гребцов-академистов показатели ЖЕЛ могут достигать 8-9 литров, а МВЛ – до 250-280 л/мин и выше. Резервы мощности – это резервы первого эшелона, и включаются они в повышение АП уже на начальных этапах адаптации. Поэтому всем начинающим спортсменам и в начале общеподготовительного периода можно смело рекомендовать разнообразные дыхательные упражнения, что будет способствовать лучшей аэробной адаптации.
На более поздних этапах адаптации улучшается способность к мобилизации резервов мощности, а позднее – повышается экономичность (эффективность) внешнего дыхания (С.Н. Кучкин, 1983, 1986, 1991). Так, спортсмены-мастера могут использовать ЖЕЛ на 60-70% при тяжелой работе (против 30-35% - у начинающих). Более эффективно поглощается кислород из вдыхаемого воздуха (по показателям коэффициента использования кислорода, вентиляционного эквивалента и др.), что обеспечивает высокие величины МПК при вентиляции «всего» в 100-120 л/мин и невысокой частоте дыхания. Этому способствуют и механизмы более эффективной работы системы тканевой утилизации кислорода в работающих мышцах, в которых может использоваться почти 100% доставляемого к ним кислорода.
В системе крови , как правило, не наблюдается повышенного содержания эритроцитов и гемоглобина. Но увеличение обмена циркулирующей крови (преимущественно за счет плазмы), появление так называемой гемоконцентрации (увеличения содержания гемоглобина за счет выхода части плазмы в ткани), в результате которой при работе циркулирующая кровь имеет на 10-18% гемоглобина больше, что приводит к повышению так называемой кислородной емкости крови .
Значительные изменения при развитии выносливости происходят в системе циркуляции – сердечно-сосудистой системе . В первую очередь это сказывается на повышении резервов мощности – производительности сердца (систолический объем может достигать 180-210 мл, что при эффективной ЧСС в 180-190 уд/мин может дать МОК в 32-38 литров/мин). Это связано с обязательным увеличением общего объема сердца с 750 мл до 1200 мл и более, обусловленных рабочей гипертрофией и тоногенной дилотацией (расширением) полостей сердца.
Резервы регуляторных механизмов заключаются формировании брадикардии покоя и относительной рабочей брадикардии при выполнении аэробной работы. Сравните: резерв по ЧСС у тренированных равен: , а у нетренированных –
.
То есть, только по ЧСС резерв с тренировкой
составит 164%.
Еще один важный регуляторный механизм: через сосуды работающих мышц у тренированных проходит гораздо больше крови, чум в неработающие мышцы. В.В. Васильева (1986) показала, что это связано с изменением просвета сосудов в соответствующих мышцах. Совершенствование системы утилизации связано в значительной мере с изменениями в работающих мышцах: увеличением количества медленных мышечных волокон с аэробными механизмами энергопродукции; рабочей гипертрофией саркоплазматического типа и увеличением количества митохондрий; значительно более высокой капилляризацией, а, следовательно, более высоким кислородным обеспечением; значительным аэробными биохимическими перестройками в мышцах (повышение емкости и мощностиаэробного механизма за счет увеличения содержания и активности ферментов окислительного метаболизма в 2-3 раза, увеличения содержания миоглобина в 1,5-2 раза, а также гликогена и липидов на 30-50% и др.).
Таким образом, тренировка выносливости вызывает следующие основные функциональные эффекты:
Повышение и совершенствование всех качественных и количественных показателей аэробного механизма энергообеспечения, что проявляется при максимальной аэробной работе.
Повышение экономичности деятельности организма, что проявляется в уменьшении затрат на единицу работы и в меньших функциональных сдвигах при стандартных нагрузках (ЧСС, вентиляция, лактат и др.) .
Повышение резистентности – способности организма противостоять сдвигам во внутренней среде организма, сохраняя гомеостаз, компенсируя эти сдвиги.
Совершенствование терморегуляции и повышение резервов энергетических ресурсов.
Повышение эффективности координации работы двигательных и вегетативных функций при непосредственной регуляции посредством нервных и гуморальных механизмов.
Аэробная и анаэробная производительность спортсмена.
Аэробная производительность - это способность организма выполнять работу, обеспечивая энергетические расходы за счет кислорода, поглощаемого непосредственно во время работы. Потребление кислорода при физической работе возрастает по мере увеличения тяжести и продолжительности работы. Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить за 1 минуту при предельно тяжелой для него работе - называется максимальным потреблением кислорода (МПК)
MПK - является показателем аэробной производительности. МПК можно определить, задавая стандартную нагрузку на велоэргометре. Зная величину нагрузки и подсчитав ЧСС, можно с помощью специальной номограммы определить уровень МПК. у спортсменов, в зависимости от специализации, - 50-90 мл/кг.
Для выполнения любой работы, а также для нейтрализации продуктов обмена и восстановления энергетических запасов необходим кислород. Количество кислорода, которое требуется для выполнения определенной работы - называется кислородным запросом
Различают суммарный и минутный кислородный запрос.
Суммарный кислородный запрос - это количество кислорода, необходимое для совершения всей работы
Минутный кислородный запрос - это количество кислорода, требующееся для выполнения данной работы в каждую конкретную минуту.
Минутный кислородный запрос зависит от мощности выполняемой работы. Наибольшей величины он достигает на коротких дистанциях. Например, при беге на 800 м он составляет 12-15 л/мин, а при марафонском - 3-4 л/мин.
Суммарный запрос тем больше, чем больше время работы. При беге на 800 м он составляет 25-30 л, а при марафонском - 450-500 л.
Анаэробная производительность - это способность организма выполнять работу в условиях недостатка кислорода, обеспечивая энергетические расходы за счет анаэробных источников.
Работа обеспечивается непосредственно запасами АТФ в мышцах, а также за счет анаэробного ресинтеза АТФ с использованием КрФ и анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза).
Для восстановления запасов АТФ и КрФ, а также для нейтрализации молочной кислоты, образовавшейся в результате гликолиза необходим кислород. Но эти окислительные процессы могут идти уже после окончания работы. Для выполнения любой работы требуется кислород, только на коротких дистанциях организм работает в долг, откладывая окислительные процессы на восстановительный период.
Количество кислорода, которое требуется для окисления продуктов обмена, образовавшихся при физической работе, называется - кислородным долгом.
Кислородный долг можно также определить как разницу между кислородным запросом и тем количеством кислорода, которое организм потребляет во время работы.
Показателем анаэробной производительности является - максимальный кислородный долг.Максимальный кислородный долг -это максимально возможное накопление продуктов анаэробного обмена, требующих окисления, при котором организм еще способен выполнять работу. Чем выше тренированность, тем больше м В среднем величины максимального кислородного долга у спортсменов выше, чем у неспортсменов, и составляют у мужчин 10,5 л (140 мл/кг веса тела), а у женщин-5,9 л (95 мл/кг веса тела). У неспортсменов они равны (соответственно) 5 л (68 мл/кг веса тела) и 3,1 л (50 мл/кг веса тела). У выдающихся представителей скоростно-силовых видов спорта (бегунов на 400 и 800 м) максимальный кислородный долг может достигать 20 л (Н. И. Волков). Величина кислородного долга очень вариативна и не может быть использована для точного предсказания результата. аксимальный кислородный долг.
В кислородном долге различают 2 фракции (части): алактатную и лактатную. Алактатная фракция долга идет на восстановление запасов КрФ и АТФ в мышцах.Лактатная фракция (лактаты - соли молочной кислоты) - большая часть кислородного долга. Она идет на ликвидацию молочной кислоты, накопившейся в мышцах. При окислении молочной кислоты образуются безвредные для организма вода и углекислый газ.Алактатная фракция преобладает в физических упражнениях, длящихся не более 10с, когда работа идет в основном за счет запасов АТФ и КрФ в мышцах. Лактатная преобладает при анаэробной работе большей длительности, когда интенсивно идут процессы анаэробного расщепления глюкозы (гликолиз) с образованием большого количества молочной кислоты.При интенсивной работе длящейся не менее 5-ти минут, наступает момент, когда организм не в состоянии обеспечить свои возрастающие потребности в кислороде. Поддержание достигнутой мощности работы и дальнейшее её увеличение обеспечивается за счет анаэробных источников энергии.Появление в организме первых признаков анаэробного ресинтеза АТФ - называется порогом анаэробного обмена (ПАНО). ПAHO считается в процентах от МПК. У спортсменов в зависимости от квалификации ПАНО равен 50-80 % от МПК. Чем выше ПАНО, тем больше возможностей у организма выполнять тяжелую работу за счет аэробных источников, более выгодных энергетически. Поэтому у спортсмена, имеющего высокий ПАНО (65% от МПК и выше), при прочих равных условиях будет более высокий результат на средних и длинных дистанциях.
В системе оздоровительной физической культуры выделяют следующие основные направления:
Оздоровительно-рекреативное,
Оздоровительно-реабилитационное,
Спортивно-реабилитационное, гигиеническое.
Оздоровительно-рекреативная физическая культура - это отдых, восстановление сил с помощью средств физического воспитания (спортивные игры, туризм, охота и т.д.). Рекреация означает отдых, восстановление сил, израсходованных в процессе труда.
Оздоровительно-реабилитационная физическая культура - это специально направленное использование физических упражнений в качестве средств лечения заболеваний и восстановления функций организма, нарушенных или утраченных вследствие заболеваний, травм, переутомления и др.
Оздоровительно-реабилитационное направление в нашей стране представлено в основном тремя формами:
· группы ЛФК при диспансерах, больницах
· группы здоровья в коллективах физической культуры
· самостоятельные занятия.
Большую роль в системе подготовки спортсмена играет спортивно-реабилитационная физическая культура. Она направлена на восстановление функциональных и приспособительных возможностей организма после длительных периодов напряженных тренировок и соревновательных нагрузок, особенно при перетренировке и ликвидации последствий спортивных травм.
Гигиеническая физическая культура - это различные формы физической культуры, включенные в рамки повседневного быта (утренняя гимнастика, прогулки и т.д.)
Закаливание - это система специальной тренировки терморегуляторных процессов организма, включающая в себя процедуры, действие которых направлено на повышение устойчивости организма к переохлаждению или перегреванию. В результате закаливания увеличивается работоспособность, снижается заболеваемость, особенно простудного характера, улучшается самочувствие.
Наиболее сильная закаливающая процедура - плавание в ледяной воде - имеет ряд противопоказаний, особенно противопоказано: детям, подросткам и людям, постоянно страдающим заболеваниями верхних дыхательных путей. При длительных перерывах в закаливании его эффект снижается или теряется совсем.
Задачами физкультуры в целях профилактики профессиональных заболеваний являются улучшения функционального состояния и предупреждения прогрессирования болезни: повышение физической и умственной работоспособности, адаптация к внешним факторам; снятие утомлениям повышение адаптационных возможностей; воспитание потребности в закаливании, занятиях оздоровительной физкультурой.
Система реабилитации включает уроки физкультуры, желательно на свежем воздухе, занятие ЛФК, терренкур, прогулки на лыжах, езду на велосипеде. Предпочтительнее циклические виды спорта, особенно при заболеваниях сердца, легких, ожирении .
При заболеваниях сердечно-сосудистой, дыхательной и эндокринной систем- упражнения в ходьбе, катание на коньках.
При проведении занятий с работниками, имеющими изменения опорно-двигательного аппарата, важны профилактические занятия, направленные в первую очередь на придание работнику правильной осанки и на нормализацию функций ОДА. Не следует допускать чрезмерных нагрузок. Упражнения с гантелями, мячами и на тренажерах должны выполняться только в щадящем для позвоночника режиме, лежа и с включением в конце занятий упражнений на растягивание и на релаксацию.
Виды оздоровительной физической культуры
Существует много форм физической культуры, которые используются для нормализации функционального состояния человека, а так же для профилактики заболеваний.
Утренняя гигиеническая гимнастика (УГГ) - одно из средств физической культуры. Она развивает силу, гибкость, координацию движений. Улучшает деятельность внутренних органов, вызывает подъем эмоций, особенно если упражнение выполняется под музыку. УГГ лучше выполнять утром в сочетанием с закаливанием, но не очень рано, особенно больным с заболеванием сердечно- сосудистой системы.
Подвижные спортивные игры нормализация психо-эмоционального состояния.
Ходьба и бег . Ходьба как физическое упражнение - ценное средство для улучшения деятельности ЦНС , сердечно –сосудистой и дыхательной систем . Ходьба должна быть продолжительной, но не утомительной.
Бег - физическое упражнение с большой нагрузкой. Он развивает выносливость, особенно полезно для профилактики заболевания сердечно-сосудистой системы, ожирения и др. Его лучше сочетать с ходьбой и дыхательными упражнениями. Ходьбу и бег можно проводить днем и вечером.
Велосипедный спорт велопрогулки показаны при заболеваниях сердечно- сосудистой, дыхательной систем и нарушение обмена веществ, а также при последствии травм суставов ног (для разработки тугоподвижности и тренировки мышц). Зимой велопрогулки заменяются упражнениями на велотренажерах.
Плавание - отличное тренирующее средство и закаливающее. Плавание усиливает деятельность кардиоресператорной системы и обмен веществ, а при травмах и заболеваниях позвоночника ведет к исчезновению болей и улучшению подвижности в суставах.
Особенно важно сочетание физических нагрузок с закаливанием для работников, имеющих отклонения в состоянии здоровья. Так как такие занятия повышают общую тренированность организма, способствуют нормализации обменных процессов, функционального состояния, а так же ведут к усилению закаливания и предупреждают простудные заболевания.
Аэробная производительность — это способность организма выполнять работу, обеспечивая энергетические расходы за счет кислорода , поглощаемого непосредственно во время работы.
Потребление кислорода при физической работе возрастает по мере увеличения тяжести и продолжительности работы. Но для каждого человека существует предел, выше которого потребление кислорода увеличиваться не может. Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить за 1 минуту при предельно тяжелой для него работе - называется максимальным потреблением кислорода (МПК). Эта работа должна длиться не менее 3 минут, т.к. человек может достичь своего максимального потребления кислорода (МПК) только к третьей минуте.
MПK — является показателем аэробной производительности. МПК можно определить, задавая стандартную нагрузку на велоэргометре. Зная величину нагрузки и подсчитав ЧСС, можно с помощью специальной номограммы определить уровень МПК. У незанимающихся спортом величина МПК составляет 35 - 45 мл на 1 кг веса, а у спортсменов, в зависимости от специализации, - 50-90 мл/кг. Наибольшего уровня МПК достигает у спортсменов, занимающихся видами спорта, которые требуют большой аэробной выносливости, такими как бег на длинные дистанции, лыжные гонки, конькобежный спорт (длинные дистанции) и плавание (длинные дистанции). В этих видах спорта результат на 60-80% зависит от уровня аэробной производительности, т.е. чем выше уровень МПК, тем выше спортивный результат.
Уровень МПК в свою очередь зависит от возможностей двух функциональных систем: 1) системы, доставляющей кислород, включающей дыхательную и сердечно-сосудистую системы; 2) системы, утилизирующей кислород (обеспечивающей усвоение кислорода тканями).
Кислородный запрос.
Для выполнения любой работы, а также для нейтрализации продуктов обмена и восстановления энергетических запасов необходим кислород. Количество кислорода, которое требуется для выполнения определенной работы — называется кислородным запросом.
Различают суммарный и минутный кислородный запрос.
Суммарный кислородный запрос — это количество кислорода, необходимое для совершения всей работы (например, для того, чтобы пробежать всю дистанцию).
Минутный кислородный запрос — это количество кислорода, требующееся для выполнения данной работы в каждую конкретную минуту.
Минутный кислородный запрос зависит от мощности выполняемой работы. Чем выше мощность, тем больше минутный запрос. Наибольшей величины он достигает на коротких дистанциях. Например, при беге на 800 м он составляет 12-15 л/мин, а при марафонском — 3-4 л/мин.
Суммарный запрос тем больше, чем больше время работы. При беге на 800 м он составляет 25-30 л, а при марафонском — 450-500 л.
Однако МПК даже спортсменов международного класса не превышает 6-6,5 л/мин и может быть достигнуто только к третьей минуте. Как организм в таких условиях обеспечивает выполнение работы, например, с минутными кислородным запросом в 40 л/мин (бег на 100 м)? В таких случаях работа идет в безкислородных условиях и обеспечивается за счет анаэробных источников.
Анаэробная производительность.
Анаэробная производительность - это способность организма выполнять работу в условиях недостатка кислорода, обеспечивая энергетические расходы за счет анаэробных источников.
Работа обеспечивается непосредственно запасами АТФ в мышцах, а также за счет анаэробного ресинтеза АТФ с использованием КрФ и анаэробного расщепления глюкозы (гликолиза).
Для восстановления запасов АТФ и КрФ, а также для нейтрализации молочной кислоты, образовавшейся в результате гликолиза необходим кислород. Но эти окислительные процессы могут идти уже после окончания работы. Для выполнения любой работы требуется кислород, только на коротких дистанциях организм работает в долг, откладывая окислительные процессы на восстановительный период.
Количество кислорода, которое требуется для окисления продуктов обмена, образовавшихся при физической работе, называется - кислородным долгом .
Кислородный долг можно также определить как разницу между кислородным запросом и тем количеством кислорода, которое организм потребляет во время работы.
Чем выше минутный кислородный запрос и меньше время работы, тем больше кислородный долг в процентном отношении к суммарному запросу. Наибольший кислородный долг будет на дистанциях 60 и 100 м, где минутный запрос составляет около 40 л/мин, а время работы исчисляется секундами. Кислородный долг на этих дистанциях будет около 98% от запроса.
На средних дистанциях (800 - 3000 м) увеличивается время работы, снижается ее мощность, а значит. возрастает потребление кислорода во время выполнения работы. В результате кислородный долг в процентном отношении к запросу уменьшается до 70 - 85%, но в связи со значительным увеличением суммарного кислородного запроса на этих дистанциях его абсолютная величина, измеряемая в литрах увеличивается.
Показателем анаэробной производительности является — максимальный кислородный долг.
Максимальный кислородный долг — это максимально возможное накопление продуктов анаэробного обмена, требующих окисления, при котором организм еще способен выполнять работу. Чем выше тренированность, тем больше максимальный кислородный долг. Так, например, у людей, не занимающихся спортом, максимальный кислородный долг составляет, 4-5 л, а у спортсменов-спринтеров высокого класса может достигать 10-20 л.
В кислородном долге различают 2 фракции (части): алактатную и лактатную.
Алактатная фракция долга идет на восстановление запасов КрФ и АТФ в мышцах.
Лактатная фракция (лактаты — соли молочной кислоты) — большая часть кислородного долга. Она идет на ликвидацию молочной кислоты, накопившейся в мышцах. При окислении молочной кислоты образуются безвредные для организма вода и углекислый газ .
Алактатная фракция преобладает в физических упражнениях, длящихся не более 10с, когда работа идет в основном за счет запасов АТФ и КрФ в мышцах. Лактатная преобладает при анаэробной работе большей длительности, когда интенсивно идут процессы анаэробного расщепления глюкозы (гликолиз) с образованием большого количества молочной кислоты.
Когда спортсмен работает в условиях кислородного долга, в организме накапливается большое количество продуктов обмена (прежде всего молочной кислоты) и происходит сдвиг рН в кислую сторону. Чтобы спортсмен мог выполнять работу значительной мощности в таких условиях его ткани должны быть приспособлены к работе при недостатке кислорода и сдвиге рН . Это достигается тренировками на анаэробную выносливость (короткие скоростные упражнения с большой мощностью).
Уровень анаэробной производительности важен для спортсменов, работа которых длится не более 7-8 минут. Чем больше время работы, тем меньше влияния на спортивный результат оказывают анаэробные возможности
Порог анаэробного обмена.
При интенсивной работе длящейся не менее 5-ти минут, наступает момент, когда организм не в состоянии обеспечить свои возрастающие потребности в кислороде. Поддержание достигнутой мощности работы и дальнейшее её увеличение обеспечивается за счет анаэробных источников энергии.
Появление в организме первых признаков анаэробного ресинтеза АТФ - называется порогом анаэробного обмена (ПАНО). Однако анаэробные источники энергии включаются в ресинтез АТФ гораздо раньше, чем организм исчерпает свои возможности по обеспечению кислородом (т.е. раньше, чем достигнет своего МПК). Это является своеобразным «страховочным механизмом». Причем, чем менее тренированным является организм, тем раньше он начинает «страховаться».
ПAHO считается в процентах от МПК. У не тренированных людей первые признаки анаэробного ресинтеза АТФ (ПАНО) могут наблюдаться уже при достижении лишь 40% от уровня максимального потребления кислорода. У спортсменов в зависимости от квалификации ПАНО равен 50-80 % от МПК. Чем выше ПАНО, тем больше возможностей у организма выполнять тяжелую работу за счет аэробных источников, более выгодных энергетически. Поэтому у спортсмена, имеющего высокий ПАНО (65% от МПК и выше), при прочих равных условиях будет более высокий результат на средних и длинных дистанциях.
Физиологическая классификация движений (по Фарфелю B.C.).
I. Стереотипные (стандартные) движения.
1. Движения количественного значения.
Циклические.
Мощности работы: Виды локомоций:
Максимальная - движения, выполняемые ногами;
Субмаксимальная - движения, выполняемые при
Большая помощи рук.
Умеренная.
Скоростно-силовые:
Прыжки;
Метания
Ациклические.
Силовые :
Поднятие штанги
Прицельные :
Стрельба;
Бросок мяча
2. Движения качественного значения.
Виды спорта:
Оцениваемые качества:
Спортивная и художественная - сила;
Гимнастика;
Быстрота;
Акробатика;
Координация;
Фигурное катание;
Равновесие;
Прыжки в воду;
Гибкость;
Фристайл и т.д.
Безопорность;
Выразительность.
Единоборства:
Борьба;
Бокс;
Фехтование и т.д.
Ситуационные (нестандартные) движения.
Спортивные игры: - теннис; - волейбол; - хоккей; - футбол.
Кроссы: - бег; - лыжные гонки по пересеченной местности; - мотокроссы; - вело и - горнолыжный спорт.
Большая группа физических упражнений выполняется в строго постоянных условиях и характеризуется строгой постоянностью движений. Это группа стандартных (стереотипных) движений. Такие физические упражнения формируются по принципу двигательного динамического стереотипа.
При выполнении нестандартных движений отсутствует жесткий стереотип. В видах спорта с нестандартными движениями существуют определенные стереотипы - приемы защиты и нападения, но в основе движений лежит реагирование на постоянно изменяющиеся условия. Действия спортсмена связаны с решением задач конкретного момента.
Введение
ГЛАВА І. Морфо - функциональные особенности женского организма 9-37
ГЛАВА 2. Организация, объём и методы исследования 38-46
ГЛАВА 3. Физическая работоспособность и энергообеспечение у женщин севера в различные фазы овариально-менструального цикла 47-93
3.1. Особенности аэробной и анаэробной работоспособности женского организма 47-68
3.2. Особенности энергообеспечения у женщин Севера при субмаксимальных физических нагрузках 69-93
ГЛАВА 4. Характеристика аэробной и анаэробной работоспособности женщин севера в различные сезоны года 94-119
Заключение 120-129
Указатель литературы 133-161
Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение закономерностей изменения физической работоспособности женского организма в условиях Севера, энергетического обеспечения мышечной деятельности в различные периоды имеет весьма важное значение в физиологии труда, эрганомике, спорте /36,123/.
Известно, что изменение концентрации женских половых гормонов - эстрогенов и прогестерона обеспечивает формирование фаз овариально-менструального цикла. Являясь важным звеном в цепи адаптационно-трофических реакций данная группа гормонов обеспечивает возможность адекватного приспособления женского организма к окружающей среде, в том числе и физическим нагрузкам/5,7,39/. Кроме того, рядом авторов неоднократно отмечалась выраженная вариабельность гормональной активности у жительниц Севера/31,44,96,174,178,182/.
К одним из наиболее эффективных факторов воздействия на репродуктивную систему относятся условия освещенности. Во многом это обусловлено тем, что режим светового воздействия влияет на биоритмы и функциональную активность эпифиза, с которым гонады в целом находятся в антагонистических отношениях /44/.
В условиях высоких широт сложный комплекс климато-географических особенностей включает в себя резкие сезонные контрасты продолжительности светового дня. Имеются данные свидетельствующие о более напряженном состоянии системы гипофиз-гонады у женщин Европейского Севера, чем у женщин других широт, что проявляется в повышении базального уровня гонадотропинов, расширении лимитов варьирования центральных и перефирических гормонов, а также наличии сезонных перестроек гормонального профиля ^1,42,44,96,174,178,182/.
Исходя из этого, можно предположить, что аэробная и анаэробная производительность женского организма, энергетическое обеспечение физических нагрузок, его структура должны изменяться в зависимости от фаз овариально-менструального цикла и сезонов года.
Однако, до сих пор эти вопросы остаются окончательно не решенными. Поэтому проведение данного исследования является актуальным как в теоретическом, так и в практическом отношении.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось изучение аэробной и анаэробной работоспособности у молодых женщин Европейского Севера в различные фазы овариально-менструального цикла.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Установить особенности максимальной мощности, емкости и мобилизуемости аэробной системы у женщин в различные фазы ОМЦ.
Выявить изменения емкости и эффективности анаэробной системы в динамике ОМЦ.
3. Определить энергообеспечение при субмаксимальных нагрузках в разные фазы ОМЦ.
4. Установить сезонные изменения аэробной и анаэробной производительности в зависимости от фаз ОМЦ.
Положения, выносимые на защиту. 1. Аэробная и анаэробная производительность женского организма находится в определенной зависимости от фаз ОМЦ. 2. Менструальная фаза, характеризующаяся как период нестабильности гормонального профиля и лабильности ЦНС, выделяется наименьшей аэробной и анаэробной работоспособностью. Энергетическая стоимость физической нагрузки в эту фазу максимальна. 3. Физическая раотоспособность в весенний сезон понижается относительно осенне-зимнего периода.
Новизна исследования. Впервые в условиях Европейского Севера изучены особенности аэробной и анаэробной производительности женского организма в различные фазы ОМЦ.
Выявлены особенности функционирования энергетических систем в динамике ОМЦ.
Получены данные об особенностях реакции женского организма на физическую нагрузку в различные сезоны года.
Научно-практическая значимость исследования.
Полученные результаты, об особенностях функционирования аэробной и анаэробной энергетических систем в динамике ОМЦ и различные сезоны года, расширяют современные представления об изменении физической работоспособности женского организма, что необходимо учитывать при планировании тренировочного процесса женщин в условиях Европейского Севера.
Материалы исследования включены в учебный курс по физиологии спорта для студентов Поморского международного педагогического университета (акт внедрения от 24 января 1996 г.).
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедр медико-биологических дисциплин и валеологии ПМПУ (Архангельск, 1993-1996); межвузовской научной конференциии "Ломоносовские чтения" (Архангельск, 1993-1996); региональной конференции "Физическое воспитание и спортивная медицина на Севере" (Архангельск, 1995), научно-методической конференции "Дети Севера: здоровье, рост и развитие" (Архангельск, 1995). VII Соловецком международном форуме (Архангельск, 1996); всероссийской научно-практической конференции " Оздоровление населения, физвоспитание и спорт" (Чебоксары, 1996).
По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ. -&-Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и приложения. Работа иллюстрирована 24 таблицами и 17 рисунками. Библиография включает 207 отечественных и 64 зарубежных публикаций.
Организация, объём и методы исследования
В исследовании были заняты студентки факультета физической культуры Поморского педагогического университета в возрасте от 17 до 26 лет. Все лица, участвовавшие в исследовании, имели средний уровень физической подготовленности, были обследованы врачами специалистами и признаны практически здоровыми. Помимо этого проводилось измерение длины, массы тела, окружности грудной клетки, динамометрия правой и левой кисти, а также измерение становой силы. Средний уровень антропометрических признаков составил: длина тела -164,2±1,09 см., масса тела - 60,03+1,28 кГ, окружность грудной клетки -86,4+1,04 см.
Помимо оценки физического развития, проводилось анкетирование, с целью изучения характеристики менструальной функции.
Наиболее часто встречающаяся продолжительность ОМЦ составила 28-30 дней (75%). Длительность менструальной фазы колебалась от 3-4 дней (27%) до 6-7 дней (8%). У 76% обследованных количество выделений было умеренным, у 22% - обильным, у 2% - скудным. 59% обследованных при менструации не испытывали болевых ощущений. Предменструальный синдром обнаружен у 60% студенток, в основном в форме нагрубания молочных желез, а также болей внизу живота и пояснице. У 81% спортсменок выявлен регулярный менструальный цикл. Однако у 22% из них наблюдались задержки менструации. Все испытуемые во время менструации участвовали в тренировках и 72% - в соревнованиях. При этом характер нагрузок у 73% оставался обычным, у 27% снижался объем и интенсивность тренировочного процесса. Почти половина обследованных спортсменок (52%) отмечали снижение физической работоспособности в период менструации, 11%- в постменструальную фазу, 9%- в период овуляции, 25%- в предменструальную фазу.
Фазы менструального цикла определялись методом опроса, а также с помощью таблицы Кнауса /200/. Основу данной работы составили 3 серии исследований состоящие из 5 этапов.
В первой серии изучались аэробная и анаэробная производительность женского организма в динамике ОМЦ. В исследовании принимали участие 30 девушек, студенток факультета физической культуры.
Для определения аэробной и анаэробной производительности была предложена непрерывная ступенчато-возрастающая нагрузка мощностью 1,5-2-2,5 Вт на кГ массы тела. Длительность работы на первых двух ступенях составила 2 минуты - время, позволяющее организму выйти на оптимальный уровень функционирования. На последней ступени работа проводилась "до отказа", т.е. невозможности далее поддерживать заданную скорость педалирования.
Ступенеобразно возрастающая нагрузка дает возможность стандартизировать результаты спироэргометрии с помощью одного из следующих критериев: 1) достижение максимального потребления кислорода (образования плато потребления кислорода); 2) достижение определенного уровня возрастной аэробной способности по частоте сердечных сокращений; 3) появление симптомов, требующих прекращения теста.
Аэробную и анаэробную производительность женского организма оценивали по следующим критериям /232, 250, 251,258/: I - Максимальная аэробная мощность - наивысшая интенсивность аэробного метаболизма в процессе напряженной мышечной деятельности, свидетельствующая о достижении аэробным обменом максимального копредела, а следовательно и о полном истощении функциональных возможностей организма. Количественная мера максимальной аэробной мощности максимальное потребление кислорода (МПК). Это обусловлено следующим. Повышение потребления кислорода при мышечной работе происходит пропорционально ее мощности. Когда достигается индивидуальный критический уровень аэробного метаболизма, потребление кислорода прекращает увеличиваться, т.е. стабилизируется, несмотря на дальнейшее повышение мощности нагрузки. Этот уровень потребления кислорода при определенном значении "критической мощности" и принято считать МПК /187/. II - Емкость аэробной производительности - продолжительность работы, которая может быть выполнена за счет аэробного метаболического энергообеспечения, т.е. способность максимально долгое время удерживать состояние, при котором организм потребляет околопредельное количество кислорода (95+5%). В качестве показателя емкости используется время удержания МПК или суммарное потребление кислорода потребленного за это время. III - Мобилизуемость (подвижность) аэробной производительности подразумевает скорость включения физиологических систем кислородного обеспечения при переходе организма из состояния покоя к физической нагрузке, т.е. время выхода организма на уровень МПК. IV - Ёмкость фосфагенной и гликолитической системы оценивали по величине максимального кислородного долга, т.к. усиленное потребление кислорода в период реституции необходимо для восстановления нормального уровня АТФ, КрФ и кислородных запасов в организме, а также снижения концентрации в крови молочной кислоты, которая образуется при физической работе. Молочная кислота образуется из пировиноградной кислоты в процессе гликолиза, который приводит к восстановлению уровня АТФ. V - Эффективность анаэробной метаболической системы - по скорости оплаты кислородного долга. Во второй серии исследований изучалась динамика работоспособности женского организма в различные сезоны года в зависимости от фаз менструального цикла, В данных исследованиях принимали участие 2 группы девушек по 30 человек в каждой. Каждая группа обследовалась в определенную фазу ОМЦ: первая - в менструальную, вторая - в постменструальную, третья -в овариальную, четвертая в предменструальную. Исследования проводились в три этапа, соответствующих осеннему, зимнему и весеннему сезонам года (в октябре, январе и апреле соответственно). Для определения производительности женского организма в различные сезоны года была предложена нагрузка "до отказа" мощностью 2,5 Вт на кГ массы тела.
Особенности аэробной и анаэробной работоспособности женского организма
Под аэробной работоспособностью понимают предельный объем работы, который может быть выполнен за счет аэробных источников энергообеспечения. Аэробная работоспособность во многом зависит от энергетических источников организма, эффективности их использования и особенностей развития утомления и лишь в небольшой степени - от предельных функциональных возможностей таких важных систем, как сердечно-сосудистая и дыхательная /27,114/.
Аэробная способность зависит от резервов сердца, возможностей кровоснабжения работающих мышц, кислородной емкости крови и т.д. Если какое-либо звено в цепи факторов обеспечивающих высокий уровень обменных процессов при физических нагрузках нарушается, то неизбежно снижается и аэробная производительность организма. С другой стороны, тренирующий режим, увеличивая адаптационные возможности, приводит к увеличению аэробной способности /4,70,73,90,114,135,168/.
Для оценки аэробной производительности существует несколько критериев, главным из которых является потребление кислорода во время работы и максимальное потребление кислорода.
Исследование газообмена в состоянии относительного мышечного покоя (табл.1) показало, что ПК достигает своего максимума во II фазу цикла (0,29+0,02 л/мин), достоверно снижаясь к концу МЦ (0,25+0,02 л/мин).
Однако при пересчете ПК на кГ массы тела минимальная интенсивность ПК выявлена в менструальную фазу. Во вторую фазу цикла отмечено наибольшее ПК на кГ массы тела.
Наибольшие показатели ВУГ отмечены во II и III фазах (0,25+0,02 и 0,26±0,02 л/мин). Исследование динамики дыхательного коэффициента в покое показало, что во II и IV фазы данный показатель составляет 0,74 ±0,05 и 0,77+0,06 усл.ед. соответственно, что свидетельствует о том, что в качестве энергетических субстратов в эти фазы организм использует преимущественно жиры. В менструальную фазу ДК значительно повышается и составляет уже 0,85+0,06 усл.ед., что указывает на смешанное углеводно-жировое обеспечение. Наибольший ДК отмечен в овариальную фазу цикла. В этот период в качестве преимущественного использования энергетических субстратов выступают углеводы (ДК=1,0±0,13)
Велоэргометрический тест вызвал закономерное увеличение всех показателей газообмена (рис.1). На первой ступени работы минимальный прирост ПК отмечен в постменструальную фазу цикла (233,63%). Максимальное увеличение данного показателя зарегистрировано в овариальную фазу (327,73%). На второй и третьей ступенях нагрузки наибольший прирост ПК по сравнению с периодом относительного мышечного отмечен в овариальную фазу (443,81% на второй ступени и 557,97% на третьей ступени). Значения относительного потребления кислорода при выполнении непрерывной ступенчато-возрастающей нагрузки, по отношению к данным покоя, выраженные в процентах, практически соответствуют значениям валового ПК.
Выделение углекислого газа увеличивалось пропорционально изменению мощности нагрузки, но в большей степени, чем ПК. Наибольший прирост ВУГ на первой ступени зарегистрирован в I фазу -347%, на второй и третьей в IV - 529,94% и 866,74% соответственно.
Изменение ДК при выполнении мышечной работы было менее выражено, чем изменение ПК и ВУГ. Наибольшее увеличение ДК произошло в постменструальную фазу. В предменструальную фазу наблюдается снижение ДК относительно покоя на всех ступенях нагрузки.
В менструальную фазу количество человек, достигших уровень максимального потребления кислорода было наибольшим (60%). Наименьшее число вышедших на МПК зарегистрировано в овариальную фазу (40%).
Время выхода на уровень МПК (табл.2), характеризующее подвижность аэробной системы, у обследованных нами девушек имело свои наибольшие величины в предменструальную фазу (7,88±0,66 мин). Наименьшее время мобилизации аэробной системы отмечено в овариальную фазу (6,92±0,52 мин).
Показателем, характеризующим емкость аэробной системы, принято считать время удержания МПК. Максимальное время удержания МПК отмечено в постменструальную фазу (2,44±0,68 мин) (табл.2) Наименьшая аэробная емкость наблюдалась в менструальную фазу цикла (1,61+0,26 мин).
Особенности энергообеспечения у женщин Севера при субмаксимальных физических нагрузках
В постменструальную фазу - 191,0%», 458,5%», 510,3% соответственно. В овариальную фазу прирост потребления кислорода приблизительно равен таковому в менструальную фазу и составил 203,9%, 498,5% и 576,0% соответственно. В предменструальную фазу обнаружены наибольшие величины этого показателя - на первой минуте - 229%, на второй - 496,2%, на третьей - 579,5%. Достоверные отличия абсолютных величин потребления кислорода по фазам ОМЦ отмечены на первой и третьей минутах работы. Причем, существенно ниже потребление кислорода было во II фазу цикла.
Значения относительного потребления кислорода при выполнении субмаксимальных физических нагрузок по отношению к данным до нагрузки, выраженные в процентах, практически соответствуют значениям валового потребления кислорода. Достоверных отличий интенсивности потребления кислорода во время выполнения нагрузки не зарегистрировано.
Выделение углекислого газа во время работы увеличивалось пропорционально увеличению времени нагрузки. Начиная со второй минуты работы величины прироста выделения углекислого газа были значительно выше прироста потребления кислорода. Так, в менструальную фазу на первой минуте работы выделение углекислого газа увеличилось на 219,6%, на второй минуте - на 586,9%, на третьей -на 683,5%. В постменструальную фазу - на 181,9%, 583,9%, 712,3% соответственно. В овариальную фазу отмечен наибольший прирост выделения углекислого газа - 241,3%, 673,7%, 816,1% соответственно. В предменструальную фазу ВУГ увеличилось на 230,8%, 588,9%, 756,1%.
По валовым значениям выделение углекислого газа во время выполнения нагрузки имело наибольшие величины в менструальную (1,07±0,06 л/мин на 1-й мин. работы, 2,29±0,09 л/мин на 2-й мин. работы), а наименьшие - на 1-й минуте в овариальную фазу (О.88±0,05 л/мин), на 2-й - в предменструальную (2,12+0,08 л/мин)
Изменение ДК при субмаксимальной нагрузке было менее выражено, чем потребление кислорода и выделение углекислого газа. Так, на первой минуте работы во II и IV фазы ДК снизился по сравнению с периодом покоя на 5,7% и 0,9% соответственно. В I и Ш фазы дыхательный коэффициент увеличился соответственно на 7,4% и 6,93%. На второй минуте наблюдалось увеличение ДК в I фазу на 20,4%, во II - на 19,04%, в III - 27,82%, В IV - на 14,16%. На третьей минуте - на 29,6%, 27,62%, 33,66% и 23,9% соответственно. Достоверные отличия абсолютных значений ДК в различные фазы ОМЦ выявлены на третьей минута работы.
Одной из важнейших функциональных систем организма, наиболее реактивно отвечающей на изменения гомеостаза в организме, является сердечно-сосудистая система.
На третьей минуте работы субмаксимальной аэробной мощности (рис.6) наименьший прирост ЧСС выявлен в менструальную фазу (148,7%). В постменструальную, овариальную и предменструальную фазы цикла увеличение ЧСС относительно донагрузочного уровня было примерно одинаковым (161,5%, 161,8%, 163,1% соответственно). Систолическое давление к концу работы в I фазу увеличилось на 34,7%, во II - на 31,3%, В III - на 27,8%, В IV - на 30,1%, диастолическое - на 5,8%, 10,1%, 0,6%, 4,8% соответственно. Наибольший прирост среднего артериального давления отмечен в I половине цикла, начиная с овариальной фазы прирост СрАД существенно снижается (в I - 20,9%, во II - 21,8%, в III - 15,0%, в IV - 17,9%).
Наибольшее увеличение кислородного пульса зарегистрировано в овариальную фазу (61,1%), наименьшее - в постменструальную (29,5%). По абсолютным значениям достоверное снижение кислородного пульса отмечено в постменструальную фазу (9,87+0,31 мл/мин) (табл.10).
Энергия, необходимая для выполнения мышечной работы производится не только при непосредственном участии кислорода, но поставляется и другими - анаэробными источниками энергии. Вклад этих систем можно оценить по величине кислородного долга и изменению концентрации молочной кислоты в крови, определяемых в процессе восстановления. Потребление кислорода на первой минуте восстановления (табл.11) в овариальную фазу имело наибольшее значение. Минимальная величина была зарегистрирована в постменструальную фазу цикла. На второй минуте восстановления достоверное снижение потребления кислорода отмечено во второй половине цикла, т.е. после наступления овуляции. Аналогичные изменения выявлены и по отношению потребления кислорода к массе тела.
Выделение углекислого газа в течении всего восстановительного периода было ниже в постменструальную фазу. Максимальные значения ВУГ на первой и второй минуте восстановления обнаружено в предменструальный период.
Динамика дыхательного коэффициента на первой минуте восстановления не имеет достоверных отличий между фазами, тогда как на второй минуте восстановления этот показатель достоверно ниже во II и III фазы цикла (1,58±0,04 и 1,68+0,05).
Характеристика аэробной и анаэробной работоспособности женщин севера в различные сезоны года
В связи с полученными данными о динамике аэробной и анаэробной производительности, а также энергетического обеспечения физической нагрузки на протяжении менструального цикла, для получения более полного представления о физической работоспособности женского организма представилось необходимым изучить физическую работоспособность при работе до отказа в различные сезоны года. Для этого были выбраны две фазы МЦ: менструальная и овариальная, в связи с тем, что данные фазы являются противоположными по уровню концентрации половых гормонов.
Анализ газообмена в период относительного мышечного покоя (табл.17) свидетельствует о том, что осенний сезон характеризуется наибольшими величинами ПК и ВУГ в менструальную фазу цикла. Динамика дыхательного коэффициента свидетельствует о преобладании смешанного углеводно-жирового обмена весной и осенью и углеводного зимой. Весной ДК достоверно повышается относительно осени и достоверно снижается относительно зимы (Р 0,001).
В овариальную фазу МЦ отмечена тенденция повышения газообмена в зимний сезон, хотя достоверных отличий не выявлено. Минимальные показатели абсолютного и относительного ПК, а также ВУГ отмечены весной. Отношение выделенного углекислого газа к потребленному кислороду во все сезоны года указывает на смешанное использование жиров и углеводов в качестве энергетических субстратов.
При переходе из состояния относительного мышечного покоя к мышечной деятельности и в I и в III фазы менструального цикла происходит закономерное усиление метаболических процессов (табл.18). К концу первой минуты работы в менструальную фазу скорость ПК по сравнению с фоновым уровнем выросла осенью на 159,27%, зимой на 189,49%, весной на 269,2% (рис.10). Динамика ПК отнесенного на кГ массы тела сохранила ту же тенденцию. Выделение углекислого газа после первой минуты нагрузки во все сезоны года увеличивалось примерно одинаково: на 272,6% осенью, на 251,1% зимой, на 276,0% весной. Реакцией организма на мышечную нагрузку в менструальную фазу явилось некоторое снижение ДК на первой минуте работы. Вторая минута работы характеризовалась дальнейшим приростом ПК и ВУГ. Тенденция увеличения скорости и интенсивности ПК в менструальную фазу цикла осталась прежней - наибольший прирост ВУГ по сравнению с донагрузочным уровнем зарегистрирован осенью (501,18%), наименьший - зимой (474,82%). На последней минуте аэробной работы в менструальную фазу наибольшее увеличение скорости ПК произошло весной (775,7%). Однако максимальная абсолютная величина ПК отмечена в осенний период (2,22+0,09 л/мин) (Р 0,05) (табл.18). Интенсивность ПК увеличивается на 589,9% осенью, на 665,5% зимой и на 597,7% весной. Динамика изменения относительного ПК осталась прежней: максимальная интенсивность ПК зарегистрирована осенью (37,46±1,28 мл/мин кГ), минимальная весной (30,91±1,14 мл/мин кГ). ВУГ в менструальную фазу во все сезоны увеличилось более чем в 7 раз. Наибольший прирост наблюдался в осенний период (778,6%), тогда же отмечено максимальное валовое ВУГ (2,72±0,12 л/мин). Тенденция изменения ДК была аналогична изменению ВУГ. Наибольшее количество человек вышедших на уровень МПК в менструальную фазу выявлено в весенний сезон. Помимо этого весенний сезон характеризуется минимальной мощностью аэробного энергообеспечения и максимальным временем удержания МПК 3,25±0,73 мин) (таблЛ9). Наименьшее количество обследованных достигших уровень максимальной аэробной мощности зарегистрировано зимой, тогда же наблюдалась наименьшая подвижность аэробного метаболизма (5,75+1,13 мин). В овариальную фазу наибольший прирост показателей газообмена на протяжении всего периода мышечной деятельности отмечен весной (рисії). Абсолютные же показатели скорости и интенсивности ПК, а также ВУГ в III фазу МЦ имеют свои максимальные значения в зимний сезон. ДК в овариальную и фазу в период напряженной мышечной деятельности значительно выше в осенний сезон. Минимальные величины ДК отмечены весной. Максимальное количество обследованных, вышедших на уровень МПК, в овариальную фазу зарегистрировано в осенний сезон (47%). В зимний сезон количество человек достигших уровня максимальной аэробной мощности резко упало и составило всего 20% от числа обследованных.
Чем больше мощность и емкость реализуемого энергопотенциала, а также эффективность его расходования, тем выше уровень здоровья индивида. Так как доля аэробной энергопродукции является преобладающей в общей сумме энергопотенциала, то именно максимальная величина аэробных возможностей организма является основным критерием его физического здоровья и жизнеспособности. Такое понятие биологической сущности здоровья полностью соответствует нашим представлениям об аэробной производительности, которая является физиологической основой общей выносливости и физической работоспособности (их величина детерминирована функциональными резервами основных систем жизнеобеспечения--кровообращения и дыхания). Таким образом, основным критерием здоровья следует считать величину МПК данного индивида. Именно МПК является количественным выражением уровня здоровья, показателем «количества» здоровья. Помимо МПК важным показателем аэробных возможностей организма является уровень порога анаэробного обмена (ПАНО), который отражает эффективность аэробного процесса. ПАНО соответствует такой интенсивности мышечной деятельности, при которой кислорода уже явно не хватает для полного энергообеспечения, резко усиливаются процессы бескислородного (анаэробного) образования энергии за счет расщепления веществ, богатых энергией (креатинфосфата и гликогена мышц), и накопления молочной кислоты.
При интенсивности работы на уровне ПАНО концентрация молочной кислоты в крови возрастает от 2,0 до 4,0 ммоль/л, что является биохимическим критерием ПАНО. Величина МПК характеризует мощность аэробного процесса, т. е. количество кислорода, которое организм способен усвоить (потребить) в единицу времени (за 1 мин). Она зависит в основном от двух факторов: функции кислородтранспортной системы и способности работающих скелетных мышц усваивать кислород. Ёкость крови (количество кислорода, которое может связать 100 мл артериальной крови за счет соединения его с гемоглобином) в зависимости от уровня тренированности колеблется в пределах от 18 до 25 мл. В венозной крови, оттекшей от работающих мышц, содержится не более 6--12 мл кислорода (на 100 мл крови). Это означает, что высококвалифицированные спортсмены при напряженной работе могут потреблять до 15--18 мл кислорода из каждых 100 мл крови. Если учесть, что при тренировке на выносливость у бегунов и лыжников минутный объем крови может возрастать до 30--35 л/мин, то указанное количество крови обеспечит доставку к работающим мышцам кислорода и его потребление до 5,0--6,0 л/мин--это и есть величина МПК. Таким, наиболее важным фактором, определяющим и лимитирующим величину максимальной аэробной производительности, является кислородтранспортная функция крови, которая зависит от кислородной емкости крови, а также сократительной и «насосной» функции сердца, определяющей эффективность кровообращения.
Не менее важную роль играют и сами «потребители» кислорода -- работающие скелетные мышцы. По своей структуре и функциональным возможностям различают два типа мышечных волокон - быстрые и медленные. Быстрые (белые) мышечные волокна--это толстые волокна, способные развивать большую силу и скорость мышечного сокращения, но не приспособленные к длительной работе на выносливость. В быстрых волокнах преобладают анаэробные механизмы энергообеспечения. Медленные (красные) волокна приспособлены к длительной малонотенсивной работе - за счет большого числа кровеносных капилляров, содержания миоглобина (мышечного гемоглобина) и большей активности окислительных ферментов. Это окислительные мышечные клетки, энергообеспечение которых осуществляется аэробным путем (за счет потребления кислорода). Поскольку состав мышечных волокон в основном генетически обусловлен, при выборе спортивной специализации этот фактор должен обязательно учитываться.