Митохондрии

  

1.    Митохондрии (отдельные и множественные) это субклеточные структуры, содержащиеся во всех клетках, в которых осуществляются реакции цикла Кребса и происходит перенос электронов. Цикл Кребса - это последовательность химических реакций, происходящих в митохондриях, в результате которых вырабатывается двуокись углерода и происходит ионизация атомов углерода - ионы водорода и электроны отщепляются от атомов. Этот процесс называется циклом трикарбоновых кислот (ТСА) или циклом лимонной кислоты. Митохондрии, которые в этом процессе забирают кислород, представляют собой энергетическую фабрику клетки и часто называются "аэробная печка".

Это название они получили из-за того, что кислород и топливо соединяются в процессе выделения энергии, результатом которого является образование АТФ (аденозино трифосфорная кислота), которая присутствует во всех мышечных клетках. Клетка может выполнять работу только в результате выделения энергии, происходящего при разложении АТФ.

2.    Митохондрии нельзя увидеть невооружённым глазом или в обыкновенный микроскоп - для этого требуется электронный микроскоп. По форме они похожи на колбаски длиной всего несколько микронов.
3.    У митохондрии есть две мембраны - внутренние образуют гребешковую структуру, за счёт которой увеличивается внутренняя поверхность митохондрии. Каждая мембрана содержит слои молекул протеина и жиров. Респираторная система связана с протеиновым слоем. Процесс окислительной фосфориляции (производства клеточной энергии) связан с жировым слоем. Ферменты, работающие в цикле Кребса содержаться в цитоплазме - жидком наполнении внутренности митохондрии.

4.    Чем больше митохондрий у спортсмена, тем выше его выносливость. Причина в том, что это единственные клетки, в которых углеводы, жиры и протеины могут распадаться в присутствии кислорода, выделяя энергию для упражнения.

5.    Интерес к митохондриям возник в начале 1950-х годов, когда исследователи обнаружили, что в грудных мышцах и в крыльях цыплят содержится мало митохондрий, в то время как у голубей и диких уток обнаружена большая плотность этих мельчайших структур. То, что цыплята не могут летать, а голуби и утки напротив, известны своими достижениями в длительных перелётах, натолкнуло физиологов на мысль, что концентрация митохондрий тесно связана с аэробной производительностью.

6.    Было сделано поразительное открытие, что митохондрии обладают собственной генетикой, и все митохондрии в теле человека унаследованы от матери, а не от отца. Это происходит из-за того, что яйцеклетка имеет митохондрии, у спермы их нет. Это может казаться странным, так как яйцеклетка статична, а сперматозоиды известные пловцы, но они имеют столь малый размер, что митохондрия будет для них слишком большим грузом, чтобы донести его во время путешествия к яйцеклетке. Несмотря на широко распространённое мнение, наша способность к выполнению упражнений наследуется от матерей, а не от отцов. Таким образом, если у вас отец великий спортсмен или же напротив, никогда не занимался спортом, это не имеет большого значения, но если у вас мать имеет хорошие физические данные, то это большая награда.

7.    Первые попытки физиологов увеличить плотность митохондрий, осуществлялись через воздействие на эндокринную систему, и эти попытки имели определённый успех. Количество митохондрий возрастало вместе с ростом уровня гормона щитовидной железы - тироксина. Лабораторным крысам добавляли в пищу высушенную щитовидную железу, и это приводило к существенному росту размеров и плотности митохондрий в печени и в сердце. В качестве стимулирующего препарата тироксин был очень популярен в течение определённого времени, пока не было обнаружено, что избыточная концентрация этого гормона приводит к весьма нежелательным побочным эффектам.

8.    Джон Холосци, физиолог из Медицинской Школы Вашингтонского Университета в Сен Луисе обнаружил, что продолжительные упражнения приводят к увеличению количества митохондрий. Он заставлял одну группу лабораторных крыс бегать на тредбане по 2 часа в день с интенсивностью 50 - 75% от МПК в течение 12 недель, в то время как другая группа сидела безвылазно в клетках. В конце тестового периода Холосци обнаружил, что крысы за время выполнения упражнений увеличили количество митохондрий на 50 - 60%, и кроме того у них удвоилась концентрация "цитохрома С", вещества, находящегося внутри митохондрий, которое имеет огромное значение для выделения энергии в результате аэробных процессов. Цитохром С содержит один атом железа на моль и является энергетической станцией для аминокислот. Работы Холосци подтвердили, что методика Ван Аакена достижения выносливости посредством продолжительного медленного бега была совершенно обоснованной. Холосци продолжал свои исследования. Теперь одна группа мышей бежала в течение 10 минут в день, другая 30 минут, третья 60 минут в день и четвёртая в течение 2-х часов. Тренировка проводилась пять дней в неделю в течение 13 недель со скоростью 1,2 мили в час, что примерно 32 метра в минуту и 10 км за 313 минут. Это интенсивность примерно 50 - 60% от МПК для тренированной лабораторно крысы. Как и ожидалось, те, кто бегали 2 часа в день имели самое хорошее развитие митохондрий. Занимавшиеся 10 минут в день увеличили количество цитхрома С, на 16% больше по сравнению с группой нетренированных крыс, бегавшие 30 минут имели увеличение на 31%, бегавшие час - на 38% и бегавшие 2 часа - на 92%. В 1967 году эти результаты стали сильнейшим аргументом в поддержку методики длительно медленного бега. Работа Холосци получила ещё больше доверия, когда в тесте на бег "до отказа" крысы, тренировавшиеся по 2 часа, смогли бежать в хорошем темпе в течение 111 минут, в то время как тренировавшиеся по 10 минут продержались 22 минуты, 30 минутные продержались 41 минуту, тренировавшиеся в течение часа продержались 50 минут. Связь между работоспособностью и количеством цитохрома С была твёрдо установлена.

9.    Исследования Холосци с ликованием были приняты последователями методики Лидьярда. Его программа заключалась в постепенном увеличении объёма медленного бега до 100 миль в неделю, в течение 10 недель зимнего периода. Некоторые бегуны, например Дэвид Бедфорд доводили тренировочный объём до 200 миль в неделю, выполняя 3 тренировки в день. Однако у работы Холосци, при всех её достоинствах был существенный недостаток - она ничего не говорила о влиянии интенсивности бега на развитие митохондрий - все крысы бегали с одинаковой скоростью.

10.    Гари Дадли, сотрудник Нью Йоркского государственного университета в Сиракузах, в 1982 году исследовал влияние интенсивности выполняемой работы на рост числа митохондрий. Он провёл очень кропотливую работу - крысы бегали пять дней в неделю от пяти до девяноста минут в день, в течение 8 недель (на пять недель меньше, чем в эксперименте Холосци). Интенсивность бега варьировалась от 40% до 100% МПК. Дадли также провёл пионерское исследование, определяющее зависимость воздействия скорости и продолжительности упражнений на развитие различных мышечных волокон (быстрые волокна, аэробные быстрые волокна, медленные волокна). Результаты оказались следующими:

·  Тренировка продолжительностью более 60 минут не оказывала влияния на увеличение количества цитохрома С. Тренировка продолжительностью от 30 до 60 минут, приводила к увеличению цитохрома С, но продолжение работы более 60 минут (в промежутке от 60 до 90 минут) его уровень уже не поднимала. Это наблюдение было верным для работы любой интенсивности, которые исследовал Дадли, и для всех типов мышечных волокон. Развитие митохондрий прекращалось через час. 

·  Тренировавшиеся по 10 минут в день с интенсивностью 100% от МПК (скорость 3км) подняли концентрацию цитохрома С в 3 раза. 

·  Бег в течение 27 минут с интенсивностью 85% от МПК (приблизительно на 10 секунд на милю медленнее скорости на 10 км), поднял содержание цитохрома С на 80%. 

·  Тренировка продолжительностью от 60 до 90 минут с интенсивностью от 70% до 75% от МПК (марафонская скорость), подняла содержание цитохрома С только на 74 процента. 

·  В промежуточных мышечных волокнах (по своим характеристикам стоящим между медленными и быстрыми) было зафиксировано сходное влияние интенсивности. Десять минут ежедневного быстрого бега приводило к такому же увеличению количества цитохрома С, что и 27 минут бега с интенсивностью 85% т МПК или от 60 до 90 минут бега с интенсивностью от 70% до 75% от МПК. 

·  Лучшей стратегией для увеличения количества цитохрома С в медленных волокнах оказался 60 минутный бег с интенсивностью 70% - 75% от МПК. Это приблизительно от 80% до 84% от максимального пульса. Такая тренировка поднимает количество цитохрома С на 40% 

·  Бег с интенсивностью 85% от МПК, в течение 27 минут привёл к повышению цитохрома С на 28% 

·  Быстрый бег с интенсивностью 100% от МПК (скорость на 3км), поднимает содержание цитохрома С в медленных волокнах на 10%, что не удивительно, так как медленные волокна задействованы во время интенсивного бега в гораздо меньшей степени чем быстрые. Однако, бег с данной скоростью поднимает содержание цитохрома С на 1% в минуту. Если сравнить это с бегом интенсивностью 85% от МПК, мы увидим, что поднимает его содержание на тот же 1% в минуту при выполнении работы в три раза более длительной. Далее, 90 - минутный бег с интенсивностью от 70% до 75% от МПК поднимает содержание цитохрома С на 2/3 процента в минуту.

11.    Дадли подводит итог: "Для того, чтобы получить максимальный эффект роста митохондрий, нужно сокращать продолжительность упражнения, если его интенсивность возрастает".

12.    В 1950 году автор решил бегать через день по 2 мили в полную силу. В другие дни он бегал медленно по 6 миль. Скорость бега на 2 мили равна скорость на 3км (100% от МПК). Во время участия в эстафете от Портсмута до Саутхэмптона на предпоследнем этапе, ему удалось побить рекорд трассы. Естественно, тогда автор не знал об исследованиях Дадли, но позднейший анализ подтвердил, что тренировка со скоростью 100% от МПК приводит к великолепному улучшению спортивной формы. Итак, еженедельная тренировка включающая бег на 5км или на 3 километра в полную силу даёт максимальный эффект для развития митохондрий, что в свою очередь, приводит к увеличению МПК. Как другой вариант, можно разбить дистанцию на части и пробегать их со скоростью выше соревновательной.

Тренировка с 5 км соревновательной скоростью:

·  3 x 2000м через 2 мин отдыха 

·  4 x 1 миле (1,609м) через 90 сек отдыха 

·  6 x 1,000м через 60 сек отдыха.

   Тренировка с 3км соревновательной скоростью:

·  3 x 1,500м через 3 мин отдыха 

·  6 x 800м через 90 сек отдыха 

·  16 x 400м через 45 сек отдыха

    Заметьте, что если на тренировке с 5км скоростью вы бежите 400м/80 сек, то на тренировке с 3км скоростью 400 метровпробегаются на 4-5 сек быстрее - в нашем случае 75-76 сек/400 м. Величайший британский бегун на средние дистанции Себастьян Коэ (12 мировых рекордов за 4 года, Олимпийский золотой и серебряный медалист) еженедельно тренировался со скорость 5км в течение зимы, а в летний сезон проводил тренировку со скоростью 3км и 5км (со скоростью 95% от МПК).

Фрэнк Хорвилл.

Перевод: Андрей Шаталин

Источник: clubmir.narod.ru/mitohondriya.html

"MЕНЮ" ДЛЯ СТАЙЕРА

  

При подготовке бегуна на длинные дистанции желательно, чтобы каждый недельный цикл включал в себя четыре вида беговой тренировки: тренировку дистанционную, тренировку на уровне порога, тренировку интервальную и тренировку скоростную. Каждая из этих разновидностей тренировок сопровождается соответствующим, только ей присущим эффектом на организм бегуна. Путем координации и комбинирования данных видов тренировочных нагрузок в рамках общей программы подготовки тренер может отработать хорошо отлаженный, управляемый механизм регуляции результативности спортсмена. Рассмотрим каждый из видов тренировок в отдельности.

ДИСТАНЦИОННАЯ ТРЕНИРОВКА

Она должна занимать от 70 до 80% общего недельного километража и рассматривается как основа для построения тренировочных занятий.

Тридцать (или чуть больше) минут пробежки в темпе на уровне около 70 процентов от максимальной величины ЧСС. Иными словами, каждый километр пробегается на полторы минуты медленнее, чем в соревнованиях в беге на 5000 м. Такой скоростной режим оказывает положительное воздействие на организм в следующих физиологических аспектах:

- ускоряется рост капилляров в работающих мышцах, что, в свою очередь, увеличивает мощность кровяного потока к клеткам мышц, которые непосредственно участвуют в беговом процессе;

- укрепляется сердечная мышца, и, как следствие, возрастает количество крови, "перекачиваемое" в организме во время каждого сокращения;

- возрастает внутриклеточный запас питательных элементов в виде глюкозы и кислорода, участвующих в выработке энергии. Чем больше энергии может выработать клетка, тем большую работу она, соответственно, может выполнять.

Все эти преимущества повышают способность организма потреблять кислород в процессе тренировки. Максимальный эффект от дистанционной тренировки достигается не столько скоростью бега, сколько временем, затраченным на бег. Слишком высокий темп бега приводит к недостатку времени для клеточной адаптации, а это, в свою очередь, вызывает преждевременную усталость и снижает эффективность тренировки.

ТРЕНИРОВКА НА УРОВНЕ ПОРОГА

Этот вид тренировки представляет собой повторяющиеся пробежки на отрезках от 400 до 1600 м с короткими (как правило, 60 с) интервалами отдыха, с интенсивностью около 90 процентов от максимальной ЧСС. Тренировки этого вида должны составлять не более 8-10 процентов от недельного километража, минимальный объем - 4800-5000 м в неделю. Они повышают уровень выносливости организма бегуна за счет увеличения лактатного порога.

Оптимальный темп преодоления отрезков сравнительно несложно определяется и контролируется с помощью секундомера. Задаваемая скорость рассчитывается в зависимости от того, к какому соревновательному результату в беге на 5000 м спортсмен готов в данный момент.

Возьмем за точку отсчета 20.00 (первый "базовый результат"). Этой степени готовности бегуна в тренировке на уровне порога соответствуют следующие результаты на отрезках: 400 м - за 1.42; 600 м - за 2.34; 800 м - за 3.25;

1000 м - за 4.16; 1200 м - за 5.14; 1600 м-за 6.50.

Доведем расчет скорости до второго "базового результата" - 14.00 - с интервалами ("ступенями") в 30 секунд. На каждой такой "ступени" время на отрезках сокращается: 400 м - на 2-3 с, 600 м - на 3-4 с; 800 м - на 5 с; 1000 м - на 6 с;

1200 м-на 7-8 с; 1600 м-на 8-10 с.

При достижении бегуном степени готовности на уровне второго "базового результата" (14.00) задаваемые скорости преодоления отрезков должны примерно составлять: 400 м - за 1.15; 600 м -за 1.50; 800 м - за 2.30; 1000 м - за 3.05; 1200 м - за 3.45; 1600 м - за 5.00.

Тренировка на уровне порога и поднятие порога до оптимальных пределов делают спортсмена менее восприимчивым к накоплению в мышцах молочной кислоты и, как следствие, способствуют развитию скорости и выносливости. Длина повторяющихся отрезков увеличивается постепенно, по мере повышения степени готовности бегуна. Повышать интенсивность таких тренировок следует не чаще чем раз в 4-6 недель, - опять-таки в зависимости от степени адаптации организма спортсмена.

Вариантом данного вида тренировки могут послужить так называемые темповые пробежки продолжительностью 15-20 минут, с интенсивностью до 90 процентов от максимального уровня ЧСС. Такие пробежки помимо всего способствуют концентрации внимания и контроля за своей скоростью на дистанции.

ИНТЕРВАЛЬНАЯ ТРЕНИРОВКА

Интервальная тренировка представляет собой бег на повторя-ющихся отрезках с интенсивностью, равной максимальному уровню ЧСС. Иными словами, темп должен быть равным соревновательному и не меняться в течение тренировки независимо от длины отрезков (она как раз может варьироваться). Так, если уровень готовности спортсмена в соревновательном беге на 5000 м равен 17.30, то в интервальной тренировке его скорость на отрезке 400 м -1.25, на 800 м - 2.50 и т.д.

Интервалы отдыха в этом виде тренировки должны быть не меньше, чем время, затраченное на преодоление отрезка, а к концу тренировки - увеличиваться во избежание накопления в мышцах избытка молочной кислоты.

Интервальная тренировка значительно повышает уровень работоспособности благодаря подъему уровня потребления кислорода во время бега. Кроме того, она способствует некоторым положительным изменениям в буферной системе крови, которые позволяют организму работать в околомаксимальном режиме, даже после того как концентрация молочной кислоты достигает достаточно высокого уровня.

Рекомендуемая дозировка интервальных тренировок в нецельном объеме - не более 8-10 процентов от общей нагрузки.

СКОРОСТНАЯ ТРЕНИРОВКА

Скоростная тренировка -это преодоление 400-метровых отрезков со скоростью, на 8-10 с превышающей соревновательную на дистанции 5000 м. Интервалы отдыха здесь должны быть продолжительными - 4-5 мин на каждую минуту бега.

Этот вид тренировки не только развивает скоростные качества, но и положительно влияет на плавность работы мышц. Кроме того, он способствует двум крайне важным физиологическим изменениям в организме. Первое происходит в буферной системе крови, что позволяет организму работать на максимальном уровне более продолжительное время, даже после того, как концентрация молочной кислоты достигает очень высокого уровня. Второе изменение -сильная стимуляция быстросокра-щающихся мышечных волокон, включающихся в работу при максимальных усилиях, таких, как финишные рывки в конце беговой дистанции.

В организме каждого человека генетически наличествует определенный набор быстросокращаю-щихся и медленносокращающихся мышечных волокон. Первые включаются в работу в беге на короткие дистанции, в прыжках, в темповых упражнениях штангистов и т.д. Вторые "работают" в стайерском беге, в гребле, в лыжных гонках. От соотношения этих волокон в организме зависит соматический тип спортсмена, его предрасположенность к тому или иному виду спорта, той или иной дисциплине. У человека, от природы одаренного способностями стайера, медленно-сокращающиеся волокна генетически превалируют в организме. Их же антиподы - быстросокращаю-щиеся - нуждаются в постоянном развитии. Этой цели и служит скоростная тренировка.

В недельном тренировочном процессе скоростные тренировки должны составлять не более 5 процентов от общего километража.

***

Легко заметить, что в приведенных выше методических рекомендациях практически отсутствуют указания объемов нагрузок, таких, как количество повторений преодолений отрезков. Здесь можно сказать одно: введение описанных видов тренировок в общую программу остается прерогативой тренера. Определяя объемы нагрузок, он должен учитывать индивидуальные особенности своих подопечных, их генетический потенциал, физические и психические возможности. В любом случае применение рекомендуемых тренировочных средств должно сопровождаться постоянным контролем и дозироваться в соответствии с самочувствием спортсмена. Не забывайте также, что все эти типы тренировок носят интенсивный характер.и что нагрузки обязательно должны компенсироваться днями отдыха.

По материалам журнала "Sholastic coach" (США)

физиологические пределы тренированности (или адаптация к физическим нагрузкам)

  

Основными важными элементами физической тренированности являются:
1. МПК - Максимальное потребление кислорода (VO2max)
2. АнП - Анаэробный (лактатный) порог - момент накапливания молочной кислоты (или лактата)
3. Эффективность - правильная техника исполнения движений

МПК
Это доставка кислорода к мышцам. Высокая емкость крови означает большее количество доставленного к мышцам кислорода и увеличивает количество задействованных одновременно мышц. МПК в основном ограничивается максимальной ударной емкостью сердца и развитием артериальной системы в активных мышцах.

 АнП
Это потребление кислорода.
Чем больше мощности в работе можно достигнуть до того как в организме начнёт накапливаться молочная кислота, тем больший темп можно поддерживать. Ограничивающими факторами являются плотность капилляров, уровень фермента расщепляющего жирную кислоту и плотность митохондрий в мышцах, специфичных для вашего вида спорта.

Техника
Эффективность. Является связующей между вырабатываемой силой и конечной скоростью. Чем лучше эффективность, тем более высокая скорость достигается при одном и том же количестве затрачиваемой энергии. условно говоря, при ограниченном объеме двигателя, повышение эффективности является ключевым. В этой статье описываются временные зависимости трех переменных. «Сколько времени потребуется, чтобы достигнуть максимального значения МПК?», «Что там насчет анаэробного порога?». Понимание ответов на эти вопросы важно для построения правильных тренировочных программ.
Первая волна изменений: Увеличение максимального объема потребляемого кислорода (МПК)
В случае человека, который никогда в жизни не тренировался, МПК значительно увеличивается даже после одной недели тренировок! Причина такого быстрого улучшения кроется в увеличении прокачиваемого объема крови, который в свою очередь является результатом увеличения максимального ударного объема сердца. Далее, при продолжении тренировок, МПК продолжает увеличиваться в течение нескольких месяцев, хотя и с меньшей скоростью. Известно, что сердце изменяется под воздействием тренировок на выносливость, что выражается в увеличении размеров желудочков, а также в менее заметных изменениях, которые повышают эффективность сердца как насоса. После примерно 3-4 месяцев постоянных тренировок, темпы роста МПК сильно падают. В этот момент времени улучшение составляет обычно 15-20% от первоначальной величины. Например, гипотетический мужчина, назовем его Бьерн, с начальным значением МПК равным 3.5 литра в минуту (при весе тела 75 кг, это будет 47 мл в минуту на килограмм), добился увеличения абсолютного МПК до 4.0 литров в минуту,  и если в процессе тренировок он также потерял 4 кг, тогда его относительный VO2 увеличился даже больше чем на 14%, с 47 до 56 мл в минуту на килограмм, т.е. примерно на 20%. К сожалению, в последующие 6 месяцев тренировок МПК увеличится незначительно, если вообще увеличится. Если интенсивность тренировок останется в последующие 4 месяца на прежнем уровне, то не стоит ожидать дальнейшего повышения МПК. Если же Бьерн продолжит увеличивать интенсивность в следующие 6 месяцев можно ожидать небольшого увеличения, порядка 5%, т.е. при начальном МПК=3.5 л/мин, можно ожидать увеличения до 4.2 л/мин, при массе в 70 кг (он потерял еще 1 кг жира). Это даст увеличение относительного МПК с 47 мл/мин/кг до 60 мл/мин/кг, т.е. примерно 27%. Это конечно необычно хорошее улучшение, но вполне правдоподобное.
Вторая волна изменений: Анаэробный Порог.
В то же самое время, пока МПК у нашего Бьерна рос  из-за изменений в сердечнососудистой системе, изменения начали происходить и с его мускулатурой (предположим что он бегун, поэтому нам будут интересно, что происходит с его ногами).
Первоначально, тесты показывали, что существенное увеличение количества молочной кислоты в крови Бьерна начиналось при 60% от его МПК (помните? МПК было тогда 3.5 л/мин). 60% это 2.1 л/мин, это его потолок для постоянной нагрузки. Если он побежит со скоростью, при которой VO2 будет выше 2.1 л/мин, он очень быстро устанет. Однако, со временем, большие тренировочные нагрузки начинают вызывать количественные изменения в его ножных мускулах. Увеличивается синтез митохондрий. Производится больше ферментов требуемых для метаболизма жирной кислоты внутри мышечных клеток. Увеличивается количество капилляров вокруг мышечных волокон. Такие функциональные изменения очень позитивны. Беговые мышцы используют больше жира и меньше гликогена при любом темпе бега. И соответственно гликоген, превратившийся в пируват с меньшей вероятностью превратится в молочную кислоту и с большей вероятностью передастся в митохондрию для полного окислительного метаболизма. Следовательно, анаэробный порог Бьерна начинает увеличиваться. После 6 месяцев тренировок, вдобавок к возросшему МПК, его АнП увеличивается с 60% до 70%, т.е. на 17% в абсолютной величине, но функционально намного больше. Почему? Потому что 70% от МПК относится уже к увеличившемуся значению! Поэтому постоянно поддерживаемое количество кислорода выросло с 2.1 л/мин (60% от 3.5 л/мин) до 2.8 л/мин (70% от 4.0!), т.е. улучшение на 33%!
Теперь важно знать следующее. В то время как МПК перестает расти очень быстро, то анаэробный порог расти продолжает. Если Бьерн будет продолжать тренироваться и будет соответственно, увеличивать интенсивность нагрузки, то его АнП будет медленно расти достаточно долго. Конечно же, рост АнП в конце концов фактически остановится, но с другой стороны, элитные спортсмены, которые тренируются более 15 лет, будут иметь АнП равный 100% от МПК! Но, временная кривая адаптации замедляется и рост останавливается после достаточно долгого периода времени, возможно, после нескольких лет. Также важно помнить, что АнП зависит больше от типа нагрузки, нежели от МПК. Это было показано в исследовании, проведенном  Coyle и др., опубликованном в 1991 году. В этом исследовании, 14 соревнующихся велосипедиста с близкими значениями МПК отличались своими значениями АнП (изменяющимся от 61% до 86% от МПК). Когда велосипедисты были разделены на 2 группы, с низким и высоким АнП (средний АнП в группах 66% и 81%), было замечено, что группы отличаются по времени, затраченном на именно велосипедные тренировки (2.7 года в «низкой» группе и 5.1 лет в «высокой»). Однако они не отличались по времени затраченному на тренировки выносливости вообще (7-8 лет занятий велосипедным спортом, греблей и пр.). Когда обе группы были протестированы на АнП при беге, их АнП оказался одинаковым. В обоих группах АнП в среднем был равно 80% от МПК. Аналогично, если вы бегун и решили добавить в свои тренировки плавание и велосипедный спорт и соревнования в триатлоне, вы сразу же заметите, что ваша беговая подготовка не сразу станет такой же на велосипеде и тем более при плавании!
Третья волна изменений: Эффективность
Последний элемент из большой тройки это эффективность. Что это значит в приложении к нагрузкам на выносливость? Это означает тоже самое, что и получение того же самого, только за меньшие деньги. Эффективность определяется соотношением Проделанная механическая работа/Метаболическая работа. Например, некий хорошо подготовленный велосипедист может выдавать 300 ватт мощности в течение 1 часа на велоэргометре при постоянном ПК 4.3 л/мин. Другой гонщик при том же постоянном ПК может выдать 315 ватт, разница в эффективности – 5%. Хотя оба гонщика имеют один и тот же «метаболический двигатель», их возможности отличаются. На велоэргометре невозможно смоделировать гонку с раздельным стартом на 40 километров, но благодаря велогуру Джиму Мартину, мы можем предположить реальные времена для этой гонки. Если оба этих велосипедиста будут иметь одинаковую аэродинамику, времена будут 56:10 против 55:15. Примерно 1 минута разницы, но возможно, это будет 2-3 места разницы на национальном чемпионате…
Так эффективность создает разницу в результатах, зачастую даже большую, нежели в приведенном выше примере. И она очень сильно изменяется от атлета к атлету. Это интересно, но не практично, применительно к ВАШИМ тренировкам. Ваш самый главный вопрос, «могу ли я повысить свою эффективность тренировками?». Ответ – ДА. В высокотехничных видах спорта, например в плавании, разница в эффективности между начинающими и опытными пловцами просто огромна. И пловцы это знают очень хорошо. В гребле эффективность резко растет в первый год, в первую очередь из-за сильного улучшения техники. Однако, эффективность продолжает расти и после годов тренировок. Доктор Fritz Hagerman отслеживал группу гребцов уровня чемпионата страны в течение 8 лет, измеряя производительность на эргометре, ПК, АнП и др. Пиковые величины для МПК у этих атлетов стабилизировались после 2-3 лет упорных тренировок. Однако, времена на воде и на тренажере продолжали улучшаться с годами с тренировок. Причина? Небольшой рост эффективности в гребле. И существует еще одна причина, независимая от техники гребли. Это оптимизация распределения нагрузки между большими мышечными массами, задействованными в гребле. В конце концов, гребцы, попавшие в национальную сборную и имевшие успех на более высоких уровнях были эффективнее, чем их менее удачливые партнеры.
А что же «менее техничные» виды спорта, бег или велосипед?
Велосипедистов можно назвать «менее техничными» только из-за того, что они крутят педали, но не из-за технического оснащения и аэродинамики. Но и здесь опять есть свидетельства того, что эффективность растет значительно с годами тренировок. В исследованиях, посвященных сравнению «хороших» и «элитных» спортсменов, проведенных Доктором Ed Coyle и его коллегами из Университета Техаса, было выявлено то, что элитные гонщики могут поддерживать более высокую мощность, несмотря на схожие физиологические параметры, благодаря лучшему распределению силы педалирования между большими мышечными массами. В беге, американский рекордсмен в беге на милю Steve Scott, показывал улучшение в его беговой эффективности даже на закате своей карьеры.
Итог
Основываясь на большом количестве лабораторных и «полевых» данных, можно определить порядок, в котором элементы большой тройки достигают своего пика. Первое это МПК, второе – АнП, третье – эффективность. Складывая их вместе и откидывая негативное влияние возраста на максимальное потребление кислорода, мы можем предположить следующее: в реальности, все 3 величины немного изменяются в течение года (соревновательный период и период отдыха) как функции от тренировочной интенсивности и объема. Очевидно, что если вы только начинаете заниматься каким-либо спортом на выносливость, все 3 составляющие улучшаются очень сильно, несмотря на то, чем вы занимаетесь. Но, если вы тренируетесь год или больше, вы должны составлять себе тренировочные планы все тщательнее и тщательнее, чтобы прогресс не остановился и всегда оставалось место для роста.

оригинал статьи: http://home.hia.no/~stephens/timecors.htm

Система восстановления после высоких тренировочных и соревновательных нагрузок

  

Тренировка спортсмена характеризуется двумя противоположными процессами, составляющими одно целое. С одной стороны, это снижение работоспособности в результате выполняемой тренировочной работы (причем чем выше нагрузка, тем значительнее снижается работоспособность) , с другой стороны, это ее восстановление и сверхвосстановление.

Систематическое увеличение объема и интенсивности тренировочных нагрузок —непременное условие роста спортивных результатов. Но процесс интенсификации тренировочного процесса не может проходить без создания благоприятных условий для восстановительных процессов.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Восстановительные процессы в организме спортсмена могут протекать как в ходе тренировки (например, в паузах отдыха между пробежками или в процессе малоинтенсивного восстановительного бега), так и между тренировочными занятиями в процессе пассивного или активного отдыха.

Современная методика тренировки отличается большой вариативностью, что обеспечивает предупреждение перенапряжения органов и систем организма спортсмена.

В процессе тренировки, проводимой по интервальному методу, степень восстановления после пробежки определяется продолжительностью и характером отдыха, а также уровнем выполненной нагрузки. Продолжительность интервалов отдыха является основным параметром, определяющим степень восстановления. Предупреждение перенапряжения в случае появления объективных и субъективных факторов (значительное изменение ЧСС, цвета кожного покрова, общего рисунка бега и т. п.) развивающегося утомления чаще всего осуществляется введением в тренировку более продолжительных интервалов отдыха. Таким образом, вся тренировка осуществляется сериями с заданными заранее параметрами.

Управление восстановительными процессами осуществляется умелым использованием между пробежками различного по уровню интенсивности отдыха: например, ходьба, бег трусцой, а также упражнения для расслабления мышц, тренировки звеньев тела, не участвующих в значительной степени в беге.

Для восстановления сил спортсмена в микроцикле между высокими по объему и интенсивности тренировочными занятиями используются тренировки-восстановительного характера и специальные дни активного и пассивного отдыха. В те дни, когда проводится значительная по объему и интенсивности тренировка, часто предусматриваются следующие средства активизации восстановления: например, непосредственно перед нагрузочной тренировкой — утренняя зарядка, после нее— вечерняя восстановительная тренировка, включающая медленный бег, плавание, прогулки в горы.

Для предупреждения хронического утомления и перенапряжения отдельных органов и систем организма спортсмена в мезоциклах тренировки предусматриваются разгрузочные микроциклы, которые характеризуются пониженным объемом и интенсивностью. Соотношение нагрузочных и разгрузочных микроциклов может быть весьма различным (от 1:1 до 5:1) в зависимости от целей, объема и интенсивности занятий в данном периоде подготовки.

Разгрузочные микроциклы являются важными этапами оптимизации восстановительных процессов. Они способствуют устранению утомления, накопленного в период предшествующих тренировочных циклов, а также освоению нагрузок в последующих занятиях.

В годичном цикле предусматривается более продолжительный, чем разгрузочный микроцикл, восстановительный период, который называют' переходным. Его продолжительность 3—4 недели.

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ВОССТАНОВЛЕНИЯ

К медико-биологическим средствам восстановления относят различные виды физиотерапии, баню, массаж и т. п. При их использовании следует учитывать некоторые общие закономерности их влияния на организм спортсмена независимо от его узкой специализации.

Учеными (Л. А. Иоффе, 1974, и др.) доказано, что при длительном использовании одного и того же средства его восстановительный эффект уменьшается. Наиболее быстро организм адаптируется к средствам локального воздействия: местному вибромассажу, локальному отрицательному давлению, локальным температурным воздействиям, локальному ручному массажу и т. п. Процесс адаптации протекает более постепенно, если используются средства общего глобального воздействия (баня в сочетании с водными процедурами, общий ручной или гидромассаж и др.).

В связи с этим установлено, что гораздо эффективнее использовать не отдельные средства восстановления, а в комплексе. Например, температурные воздействия сочетать с водными и барокамерными локальными процедурами, с различными видами массажа и т. п. При составлении комплексов важно помнить, что вначале надо применять средства общего, глобального, воздействия и уже после них — локальные.

Эффективность средств восстановления во многом зависит от объема и интенсивности предшествующей нагрузки. Так, после выполнения большой по объему работы целесообразнее применять преимущественно средства общего воздействия (баня в сочетании с водными процедурами и массажами, контрастные ванны и т. п.). После нагрузки локального характера или небольшого объема более эффективны локальные виды воздействия: местный массаж, баровоздействия, локальное прогревание и т. п.

Комплексное использование разнообразных средств восстановления в наиболее полном объеме необходимо во время самых больших тренировочных нагрузоки в соревновательном периоде, в остальных случаях более эффективными будут отдельные локальные средства в процессе тренировки или перед ее началом, а по окончании занятий — обычные водные гигиенические процедуры. Применение полного комплекса средств восстановления в этих условиях может способствовать снижению тренировочного эффекта.

Кроме восстановления систем энергообеспечения важным является восстановление опорно-двигательного аппарата, ибо его состояние (травмы, заболевания, мышечные боли и т. п.) нередко лимитирует освоение высоких тренировочных нагрузок. Физиотерапевтические средства восстановления не только положительно влияют на динамику восстановительных процессов, но и способствуют устранению мышечных болей, предотвращению травм опорно-двигательного аппарата.

Использование одного и того же средства ведет к угасанию восстановительного эффекта, а частое применение некоторых локальных средств сопровождается раздражением кожи, что исключает возможность использования других физических методов воздействия, поэтому рекомендуется прибегать к одному и тому же средству (например, массаж) не чаще 1—2 раз в неделю. При наличии 2—3 тренировочных занятий в день между отдельными занятиями целесообразно применять локальные процедуры.

Средства общего воздействия следует применять по окончании тренировочных нагрузок дня, хотя в отдельных случаях их используют и между занятиями.

В соответствии с имеющимися данными физиотерапевтические процедуры рекомендуется осуществлять в течение часа после окончания тренировки либо через 1,5 часа после приема пищи, с тем чтобы сеанс заканчивался не позднее чем за 30 мин. до начала следующей тренировки. Продолжительность 1-го сеанса—15—20 мин.

После последней тренировки используются средства общего воздействия: ручной массаж, подводный массаж, общие ванны (хвойные, углекислые, хлоридно-натриевые и др.), сауна, парная, а также локальные баровоздействия, электростимуляция. Не следует применять в одном сеансе (30—40 мин.) больше одного средства общего воздействия. Общие процедуры можно проводить ч в двухчасовой период после окончания тренировки либо через 1,5 часа после приема пищи (обычно это ужин).

В различных микроциклах используются разные комплексы воздействия (по Л. А. Иоффе, 1974).

Втягивающий микроцикл. Нагрузка данного микроцикла предъявляет в основном требования к состоянию опорно-двигательного аппарата. Это и определяет характер восстановительных мероприятий. После утренней разминки рекомендуются ножные ванны с температурой воды 40—45°С, чередующиеся (через день) с дождевым душем переменной температуры.

Основные восстановительные процедуры — местный ручной массаж, баромассаж, вибромассаж, электросветопроцедуры (электростимуляция, гальванизация, солюкс и т. п.). При двух тренировках в день в комплекс восстановительных мероприятий включаются (по выбору врача) ручной массаж, гидромассаж, общие ванны, сауна (по окончании тренировочного дня не чаще 3 раз в неделю).

Объемный микроцикл характеризуется максимальным и околомаксимальным объемом тренировочных нагрузок при средней интенсивности. Так как эти микроциклы применяются в зимний период, для повышения общей резистентности организма утром после сна рекомендуется общее ультрафиолетовое облучение, которое целесообразно чередовать с гимнастикой для стоп. После разминки используются обливание, душ с переменной температурой, ножные ванны.

При трех тренировочных занятиях (после 1-го или после 2-го обычно с более высокой нагрузкой) используются локальные процедуры, расслабляющие ванны, вибровоздействия, а у марафонцев— 1—2 раза в неделю сегментарный массаж. По окончании занятий применяют ручной и гидромассаж, ванны различного состава, суховоздушную или парную баню. Эти процедуры осуществляют ежедневно и чередуют по выбору врача.

Силовой микроцикл характеризуется большим объемом упражнений силовой направленности: бег и прыжки в гору и под гору, круговая тренировка и т. п. Максимальное внимание уделяется профилактическим процедурам с учетом участков, наиболее подверженных травмам. Используются те же методы восстановления и закаливающие процедуры, что и в объемном микроцикле.

Интенсивный микроцикл характеризуется значительным повышением интенсивности при среднем объеме тренировочной работы. Помимо локальных процедур после 1-й тренировки используются и средства общего воздействия, такие, как сегментарный массаж, реже ванны ограниченной продолжительности. Применение в один день двух средств общего воздействия целесообразно у бегунов на длинные и сверхдлинные дистанции. Например, сегментарный массаж после 1-й тренировки, а подводный массаж или ванна после 2-й или 3-й при трехразовых занятиях в день.

При нагрузках объемного, силового и интенсивного микроциклов нередко случаются различные повреждения ахиллового сухожилия и связочного аппарата. Для их предотвращения в вечерние процедуры (не более 10 мин.) целесообразно включатьэлектростимуляцию мышц стопы и баромассаж нижних конечностей (по 3 раза в неделю через день), которые хорошо сочетаются со средствами общего действия.

Подводящий микроцикл применяется непосредственно перед соревнованиями и характеризуется уменьшением объема и интенсивности тренировочной нагрузки. В этом микроцикле количество восстановительных мероприятии уменьшается. Через каждые 2 дня целесообразны однодневные перерывы в использовании локальных воздействий. Среди процедур общего действия основное внимание уделяется ручному массажу. Один раз в начале недельного цикла можно использовать сауну.

Разгрузочный микроцикл имеет своей целью предотвращение перегрузки и перенапряжения органов и систем, обеспечивающих высокую работоспособность спортсменов. В это время использование физиотерапевтических процедур определяется характером утомления в предшествующих циклах. В полном объеме используются методы общего воздействия. При применении местных процедур необходимо учитывать наличие и характер локальных очагов утомления.

ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Большое значение для оптимизации восстановительных процессов имеет создание положительного эмоционального фона. Существует ряд методов, основанных на внешних периферических реакциях, помогающих спортсмену достичь различной степени расслабления или напряженности, при этом изменяется и его внутреннее эмоциональное и физиологическое состояние. Некоторые методы влияют на изменение психологического состояния (ход мыслей, настроение спортсменов), другие — воздействуют на периферические и центральные функции нервной системы спортсмена.

В спортивной практике находит применение релаксационная («relax» — расслабиться) и аутогенная тренировки, гипноз, уход в себя («переключение»). Использование специальных средств осуществляется только под руководством квалифицированных психологов. Однако значительная часть работы по созданию положительного эмоционального фона может быть выполнена тренерами и врачами, которые должны управлять свободным временем спортсмена, создавать доброжелательную товарищескую обстановку в группе тренирующихся, учитывать психологическую совместимость спортсменов.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПИТАНИЯ

Хорошо сбалансированное питание исключает необходимость дополнительного введения белковых препаратов, продуктов повышенной биологической ценности, витаминных комплексов и т. п. Однако такое питание не всегда возможно. Сравнительно легко обеспечить достаточную суточную калорийность, которая колеблется в пределах 70—75 ккал/кг у бегунов на средние и длинные дистанции и 75—80 ккал/кг у бегунов на сверхдлинные дистанции. Сложнее достигнуть необходимой композиции питания. Оптимальное соотношение жиров, белков и углеводов в дневном рационе бегунов следующее: в процентах— 15, 25, 60; в граммах — 201, 147, 805; в калориях — 825, 1375, 3300 (R. Donath, К- Schuller, 1972). Важное значение имеют полноценность белков, их усвояемость, а также наличие витаминов, микроэлементов. Эта задача может быть решена только путем предельного разнообразия питания с использованием животных (мясо, птица, дичь, рыба, печень, творог, сыры) и растительных белков, овощей и фруктов, соков, картофеля, крупяных и мучных изделий.

У стайеров и марафонцев особую важность приобретает организация питания на этапе непосредственной подготовки к соревнованиям. В связи с большими энергетическими затратами спортсменов этих специализаций во время соревнований представляется целесообразным применение белково-углеводной диеты накануне стартов.

Был проведен эксперимент с ведущими бегунами — стайерами и марафонцами, для которых выбрали вариант питания, состоящий из чередования белковой, а затем высокоуглеводной диеты (Р.-О. Astrand, 1970; Л. Бе-лотти и др., 1973). Физиологическое значение этого варианта питания заключается в следующем. В мышцах и печени бегуна содержится основное энергетическое вещество — гликоген (1,5 г на 100 г мышечной ткани). Истощающая тренировка (контрольный или интервальный бег), проводимая за 9 дней до старта, а затем белковая диета приводят к тому, что гликогена остается до 0,3—0,6 г на 100 г мышечной ткани. Это ставит организм в тяжелые условия, когда для работы не хватает энергетических ресурсов. Белковая диета, сопровождающаяся тренировочными нагрузками средней интенсивности, продолжается 4 дня. Затем в течение 4 дней проводится высокоуглеводная диета, сопровождающаяся тренировочными нагрузками с малой интенсивностью, что приводит к комфортным условиям и накоплению гликогена в мышцах до 3—4 г на 100 г мышечной ткани.

Конкретный тренировочный план для марафонца предусматривает за 9—10 дней до старта тренировочное занятие с высокой нагрузкой (30 км за 1 час 50 мин.— 1 час 52 мин. или 40 км за 2 часа 22 мин.—2 часа 24 мин. при ЧСС около 160/170 уд/мин).

В следующие 4 дня проводится белковая диета. Основная тренировка состоит из длительного бега со скоростью 1 км за 3 мин. 30 сек. — 4 мин. Затем 4 дня тренировочная работа состоит из медленного бега (скорость 1 км за 4 мин. — 4 мин. 30 сек.), 4 последних дня сопровождаются высокоуглеводной диетой. Кроме того, ежедневно с 15 до 18 час. или с 20, до 23 час. проводится специальная углеводная подкормка, которая имеет 2 варианта: а) 300 г глюкозы, растворенной в 300 г воды; б) 300 г меда + 300 г воды 4- витамин С — 1 г. Эта смесь выпивается в течение 3 час. по 2—3 глотка каждые 10 мин. Кроме того, спортсмены могут применять спортивный белково-углеводный напиток «Олимпия». После такой диеты в день соревнований марафонец может не принимать питания на дистанции и по необходимости лишь пить воду или подсоленный чай (по 100 г) на 20^ 25-м, 30—40-м км дистанции.

В адаптации к мышечной работе большую роль играет витаминная обеспеченность организма. В связи с этим в период напряженных тренировок в условиях среднегорья, в весеннее время года начинается дополнительный прием витаминов. В нашей стране обычно используют «Декамевит», «Ундевит» и «Аэровит». Поскольку избыточное введение витаминов (особенно жирорастворимых) может привести к интоксикации, дополпительная доза не должна превышать половины суточной потребности.

Для бегунов на средние, длинные и сверхдлинные дистанции с целью ускорения восстановления и повышения переносимости тренировочных нагрузок (по назначению врача) может быть использовано определенное количество комплексных фармакологических препаратов (оротат калия, инозин, глютаминовая кислота, панангин, цитохрам, гемостимулин, протеин).

Принимать поливитамины (в несколько меньшей дозировке) и препараты железа рекомендуется в течение подготовительного периода при тренировке в среднегорье и на равнине во время нагрузок высокого объема.

Причиной назначения препаратов железа является снижение гемоглобина и сывороточного железа, в связи с этим целесообразно наблюдение за этими показателями в течение соревновательного периода. Для улучшения сна при значительных эмоциональных напряжениях назначаются адаптогены (по выбору врача): элеутерококк, левзея, китайский лимонник, жень-шень и т. п. Используются также мягко действующие снотворные.

Методы улучшения процесса доставки кислорода

  

Доставка кислорода к работающим мышцам является наиболее важным компонентом в упражнениях аэробного характера и, таким образом, транспортировка кислорода является основным лимитирующим фактором для видов спорта, связанных с проявлением выносливости. Специалисты, связанные со спортом, изыскивают разнообразные способы улучшения транспортировки кислорода с тем, чтобы улучшить спортивные достижения. Некоторые из них, такие как горная подготовка или иные условия, связанные с гипоксией этически вполне приемлемы. Другие же, связанные с медицинскими клиническими манипуляциями, являются запрещенными в спортивной практике. В данной статье Председатель медицинской и анти-допинговой комиссии ИААФ обсуждает разнообразные методы увеличения кислородного обеспечения работающих мышц, применяемые в практике или находящиеся в стадии разработки. Он  анализирует развитие этих методов в спортивной практике, а также информирует о возможном риске при применении запрещенных субстанций и способов обнаружения их в организме спортсмена. В заключение J.M.Alonso выражает удовлетворение практикой  мероприятий, проводимых в системе антидопинга.
Доктор Juan Manuel Alonso родился в 1962 году в Мадриде Испания. Он получил образование в Университете Мадрида по специальности «Спортивная медицина». С 1988 года он сотрудничает с испанской федерацией легкой атлетики (RFEA), а  c 1996 года возглавляет медицинский отдел федерации. В 2003 году доктор J.M.Alonso назначен председателем Медицинской и Антидопинговой комиссии ИААФ.
Введение
Доставка кислорода к работающим мышцам является наиболее важным фактором обеспечения работоспособности в упражнениях, связанных с проявлением максимальной и субмаксимальной мощности. Транспортировку кислорода к  работающим мышцам обеспечивает система кровеносных сосудов. Кислород доставляется посредством диффузии в плазме крови (3%) и в соединении  с гемоглобином Hb (97%).
Увеличение насыщения крови кислородом возможно следующими путями: повышение концентрации Hb или увеличения емкости Hb, используя стимулирующие эффекты, а также применяя возможные заменители Hb. Применяя вышеназванные способы, снабжение кислородом улучшается и мышцы работают более продуктивно, позволяя достигать лучших результатов.
Внимание спортсменов, тренеров и специалистов спорта сосредоточено на способах улучшения качества выносливости при изменении содержания кислорода в транспортируемой крови. Некоторые из таких методов приемлемы, другие же являются запрещенными в легкой атлетике и других видах спорта. Автор данной статье поддерживает современные правила анти-допинга и осуждает  искусственные запрещенные методы повышения работоспособности спортсменов.
Целью представленного исследования является анализ методов и препаратов, повышающих содержание кислорода в крови. Автор описывает развитие взглядов на данную проблему, эффективность применяемых средств и возможность риска при их применении и выражает надежду, что данная информация будет способствовать усилению борьбы с допингом.
Прямое воздействие гемоглобина (Hb)
Улучшение кислородного обеспечения непосредственным воздействием на Hb для увеличения количества красных кровяных телец (RBC)  или модифицируя возможности Hb для повышения объема связываемого кислорода.
1.1 Трансфузия крови
Идея использования метода трансфузии крови возникла в 1970 годах. Использование «кровяного допинга»  в беге на длинные дистанции, велогонках, лыжном спорте и биатлоне началось с Олимпийских игр 1972 года. В 1976 году  медицинская комиссия Олимпийского комитета формально осудила применение этого метода, но практика его использования продолжалась. Только после откровения сделанного Олимпийским комитетом США  в том, что семь членов команды США в 1984 использовали «кровяной допинг» этот метод был запрещен.
«Кровяной допинг» введен в список запрещенных манипуляций с любым видом крови как собственной, так и посторонней, а также с препаратами, содержащими эритроциты, плазму крови или иные ингредиенты.
В случае аутогемотрансфузии несколько порций крови  (обычно ~450мл) забирается из вены спортсмена. Затем эритроциты разделяются и сохраняются для последующего введения в организм  атлета. При температуре 4 град С эритроциты могут сохраняться в течение 35-42 дней. При температуре -65град С в глицерине они могут сохраняться до 10 лет. Если сохранение забранной крови производится при температуре 4 град С, то максимальное ее сохранение не более 42 дней и в этот срок необходимо ее использовать для обратной инъекции. Однако в течение этого срока костный мозг полностью не успевает восстановить весь дефицит потерянных эритроцитов, поэтому такой способ сохранения крови атлета не является оптимальным. Другой же способ конечно намного эффективнее, но требует специального оборудования и более дорог.
Обычно введение забранной предварительно крови производится от 1 до 7 дней до основного соревнования.
Считается, что метод аутогетрансфузии не является в полной мере безопасным, возможные ошибки при хранении могут привести к серьезным нарушениям здоровья атлета. Спортсмены также подвергаются риску внесения бактериальной инфекции в процессе медицинских манипуляций.
В случае простого дополнительного переливания крови спортсмены должны искать специальные центры или банки сохранения крови, которые могут представить им кровь, сохраняемую в течение не более 42 дней. Зачастую в некоторых странах получение крови является проблемой, т.к. она предпочтительно предоставляется соответствующим больным.
Существует также определенный риск заражения гепатитом В или С, а также ВИЧ инфекцией. Возможны также побочные явления, связанные с медицинскими манипуляциями – это повышение температуры и различные болевые ощущения.
В настоящее время намечен определенный прогресс в определении применения «кровяного допинга». Обнадеживающие результаты получены в использовании цитометрического метода, основанного на определении антител в результате появления различных групп эритроцитов. Однако определение аутогемотранфузии не является достаточно разработанным методом и требует дополнительных исследований.
В элитном спорте впервые на Олимпийских играх 2002 года использовался метод аутогемотрансфузии с использованием рекомбинантного эритропотеина (rHuEPO).
1.2 Внешние факторы, способствующие более эффективному производству компонентов крови
Естественным  стимулятором роста предшественников  клеток крови в костном мозге является ЭРО (эритропоэтин – гормон, регулирующий кроветворение), который связан с явлением гипоксии. Существуют несколько способов стимулировать производство ЭРО. Повышение количества эритроцитов достигается введением rHuEPO или однотипных продуктов, таких как капсулированного ЭРО или его имитаций, которые могут быть приобретены в медицинских магазинах.
1.2.1 Высокогорье и иные гипоксические воздействия
Известно, что гипоксия стимулирует эритропоэз, увеличивая, таким образом, массу Hb и количество красных кровяных телец и снижая общую величину плазмы крови. Начиная с 1968 года, когда Олимпийские игры проводились в Мексике, значительное количество исследований было проведено с целью определения воздействия нахождения в высокогорье на эффективность результатов, связанных с аэробной производительностью. Однако к настоящему времени все еще нет единого мнения по методологии подготовки с использованием высокогорья.
Levine et al  в 1969 году представили концепцию, которая получила название «жить наверху – тренироваться внизу», выражающуюся в том, что спортсмены постоянно находятся на высоте 2000-2700 метров над уровнем моря, а тренируются на высоте 1000 метров или ниже. Считается, что проживание на высоте повышает уровень ЭРО, массу эритроцитов и количество гемоглобина. Это повышает возможности кроветворения и  успешность тренировок и соревнований на уровне моря за счет повышения уровня максимального потребления кислорода (VO2max).
В последние годы спортсмены используют несколько различных способов, понижения гипоксии, которые соответствуют принципу «жить наверху – тренироваться внизу». Такие методы можно классифицмровать следующим образом: (1)нормобарическая гипоксия с использованием понижения парциального давления кислорода (достигается добавлением азота в изолированном помещении), (2) различные кислородные добавки, (3) сон в гипоксических условиях, (4) задержка  дыхания.
Использование «высотных помещений» впервые было применено в Финляндии в 1990 годах, а затем распространилось по всему миру. Такие помещения позволяют создать условия аналогичные нахождению на высоте 2000 – 3000 метров над уровнем моря и следовать, таким образом, принципу «жить наверху – тренироваться внизу». Различные исследования полагают, что этот метод способствует повышению количества и массы эритроцитов, однако не все исследователи подтверждают такой факт. В некоторых наблюдениях отмечается, что при использовании такого метода повышаются также анаэробные возможности атлетов.
Использование кислородных добавок  в условиях гипоксии в настоящее время недостаточно изучено и требует дополнительных исследований.
Спортсмены, занимающиеся видами спорта, связанными с проявлением выносливости, в последнее время используют различные приспособления, обеспечивающие гипоксию в условиях сна. Обычно они выглядят как специальные палатки и производят условия, соответствующие высоте до 4000 метров над уровнем моря. К настоящему времени нет опубликованных работ по эффективности воздействия этого метода на систему кроветворения и аэробную производительность.
Использование различных приемов по задержке дыхания в различные периоды отдыха и тренировочных занятий применяется некоторыми спортсменами, но нет достоверных свидетельств об эффективности данного  метода. Некоторые данные косвенно говорят о повышении анаэробной мощности и анаэробной производительности, вопрос этот требует дополнительного исследования.
Считается, что использование различных приспособлений, создающих  гипоксические условия, неприменимо по этическим соображениям. Известен факт, что применение таких устройств было запрещено организаторами Олимпийских игр 2000 года в Сиднее. Однако обоснований для такого запрета представлено не было. Олимпийский комитет Норвегии выступил с заявлением, в котором обосновал, что применение таких устройств не является нарушением этического характера. 
1.2.2 Применение рекомбинантного эритропоэтина (rHuEPO)
Эритропоэтин (греч.erythros – красный + poietikos – создающий, производящий) – гормон, стимулирующий созревание и дифференцировку эритроцитов. В 1974 году Международной комиссией по биохимической номенклатуре включен в список пептидных гормонов, полученных в чистом виде. В организме  содержание ЭРО регулируется гипоксией. Он генерируется в основном почками и около 10% может производиться печенью. Содержание этого гормона в плазме от 2ui/l  до 24ui/l, у 95% людей его содержание соответствует 6-10 ui/l. Процесс созревания эритроцитов под воздействием ЭРО занимает от 5 до 9 дней.
Развитие рекомбинатной техники производства ЭРО методом клонирования привел к производству rHuEPO в 1985году. В Европе этот препарат появился в 1987 году, а в США в 1989г. В клинической практике его применяют при анемии, вызываемой почечной недостаточностью, а также при значительных потерях крови после различных операций. Более 500 000 пациентов в мире нуждаются в получении rHuEPO по различным показаниям.
Существуют несколько модификаций rHuEPO, используемых как в практике, так и находящихся в процессе исследований. Определено, что в спортивной практике этот препарат появился в 1988 году на зимних Олимпийских играх в Калгари. Запрещенное использование rHuEPO c целью повышения работоспособности применяется в виде инъекций вводимого препарата при дозах от 200 до 250 ui на килограмм веса атлета, при  этом спортсмену дополнительно вводятся препараты железа. Такая практика может продолжаться в течение нескольких недель при 1-2 инъекциях в неделю.
Достаточно трудно объективно определить наличие rHuEPO  в организме спортсмена. Хотя спортивная литература подтверждает использование этого препарата атлетами международного уровня, настоящих научных разработок, подтверждающих этот факт пока очень мало. Scarpino et al  провели опрос 1015 итальянских спортсменов с целью  выявления употребления приема rHuEPO  или  медицинских манипуляций с кровью. 7% атлетов подтвердили, что они регулярно используют такие методы, а 25% отметили, что они используют их от случая к случаю. Однако международный антидопинговый контроль считает, что лишь 3-6% спортсменов международного уровня применяют такие методы в своей практике.
Существует мнение,  что применение «кровяного допинга» с использованием rHuEPO  привело к смерти голландского велосипедиста в 1990 году. В то время использование этого препарата было совершенно бесконтрольным и достигало запредельных величин, которые вызывали дегидратацию и вели к образованию тромбозов. В настоящее время использование rHuEPO более обосновано, но все же связано с определенным риском.
Повышенная вязкость крови (Hct > 52% и 55% для женщин и мужчин соответственно) вызывается применением rHuEPO, что может вести к образованию тромбозов у некоторых атлетов. Возможно, наличие таких тромбозов может быть причиной определенных заболеваний и даже смерти. Дополнительное наличие введенного препарата может   вызывать повышение систолического давления при физических нагрузках, а также возможного появления дополнительных антител и некоторых иных нежелательных реакций.
Международный Олимпийский Комитет (МОК) официально запретил в 1989 году использование rHuEPO, введя новый класс пептидных гормонов и их аналогов. С тех пор используются специальные  косвенные методы определения введенных препаратов в крови спортсмена, а также  методы прямого обнаружения собственного эритропотеина и введенного рекомбинантного. В практике антидопинг-контроля используются методы анализа крови и мочи спортсменов, при этом в условиях внесоревновательного и предсоревновательго контроля применяются оба метода. На соревнованиях используются метод тестирования мочи, как это было на Чемпионате мира по легкой атлетике в Париже, однако при совершенствовании этого метода он будет введен в практику всего тестирования.
1.2.3 Другие эритропоэтины, ЭРО пептиды и ЭРО заменители
Использование rHuEPO с внутривенными и подкожными инъекциями достаточно болезненный процесс, поэтому в настоящее время в процессе разработки различные новые методы введения этого препарата. В стадии разработки находится метод таблетированного приема препарата. Другим направлением является введение rHuEPO методом генной инженерии. Такие опыты  в настоящее время проводятся на грызунах и обезьянах. Пациенты смогут использовать эти методы лишь при обеспечении полных гарантий безопасности. Использование заменителей EPO в медицине необходимо и представляется перспективным, однако в спорте  при проведении контроля их определение  будет возможным, т.к они не являются естественным продуктом жизнедеятельности человека.
 2  Иные способы доставки кислорода
2.1 Носители кислорода на основе гемоглобина (HBOCs)
Интенсивные поиски по улучшению возможностей доставки кислорода к работающим мышцам проводятся многочисленными группами исследователей. Экстракты гемоглобина из различных субстанций известны в настоящее время. Вполне возможно применение таких препаратов в практике спорта, поэтому они запрещены. В организме такие препараты могут находиться ограниченное время (12-24 часа) и не проявляются в моче. Предполагается, что на Олимпийских играх 2004 года в Афинах при проведении анализа крови будет также определяться наличие HBOCs.
2.2 Заменители крови
Заменители крови разрабатывались в период 2-ой мировой войны и начали использоваться в медицине с 1966 года. Они представляют собой синтетические жидкости, способные растворять кислород. Однако емкость их недостаточна и для наиболее эффективного их применения  необходимо   дополнительно вдыхать  кислород. Продукты кровезаменителей не выводятся из организма посредством мочи и определение их применения возможно лишь при исследовании выдыхаемого воздуха и анализа крови. В списках Анти-допинговых препаратов этот метод также определяется как запрещенный.
Заключение
В настоящее время используются и находятся в стадии разработки значительное количество способов увеличения возможности доставки кислорода к мышцам человека и способных,   таким образом, улучшить результативность в спортивной деятельности. В медицинской практике они достаточно широко применимы, но по этическим соображениям запрещены в спорте. К сожалению, некоторые спортсмены, возможно под воздействием тренеров, физиологов и медицинских работников, избирают неверный путь, который может привести к неизвестным последствиям использования запрещенных препаратов и методов.
Автор данной статьи твердо выражает свое осуждение искусственному методу повышения результатов в спорте и надеется, что представленная информация поможет  общей борьбе с допингом.  
(Перевод Эдвина Озолина)
 

Классификация факторов, лимитирующих работоспособность

 

Над этим вопросом работает в течение десятка лет большое количество ученых. Они используют основные методы от молекулярной биологии до популяционного анализа, при помощи которых можно идентифицировать факторы, лимитирующие работоспособность человека. До настоящего времени не выработаны критерии для определения понятия "фактор, лимитирующий работоспособность". Он должен отвечать трем условиям, при констатации которых можно с уверенностью сказать, что речь идет именно о таком факторе, лимитирующем работоспособность.

1. Недостаток (недостаточная функция) или увеличение концентрации, приводящие к снижению физической работоспособности вплоть до полного ее отсутствия. Таковым может быть недостаток источника энергии АТФ, глюкозы, гликогена, ингибиция клеточного дыхания и транспорта электронов в дыхательной цепи митохондрий, работающих мышц, разобщение дыхания и фосфорилирования. Образование значительного количества продуктов переокисления липидов ненасыщенных жирных кислот в виде свободных радикалов из-за ослабления функции эндогенной антиоксидантной системы, сдвиги кислотно-щелочного равновесия и буферной емкости крови, нарушения микроциркуляции реологических свойств крови, гемокоагуляции.
2. Наличие методов исследования, при помощи которых можно достоверно выявить факторы, лимитирующие работоспособность. Эти методы чаще всего бывают биохимические или физиологические. Например, определение АТФ, глюкозы, мочевины, лактата, хемилюминесценции, которые широко апробированы в клинической и спортивной медицине.
3. Восстановление физической работоспособности при нормализации лимитирующего фактора (или измененной функции), углеводное насыщение для углеводного депо, введение раствора аминокислот и белка, липидных смесей, нормализация сдвигов рН при помощи назначения щелочных препаратов, регуляция сократительной способности миокарда с целью борьбы с гипоксией и нормализации тканевого дыхания, оптимизация функции эндокринной системы не только гормональными препаратами, но и адаптогенами растительного и животного происхождения, купирование центральных форм усталости при помощи восстановления сниженных функций центральной нервной системы.
Систематические наблюдения над спортсменами высокой квалификации в течение 20-и лет показали, что совершенно небезразлично, как проводится тестирование работоспособности для определения факторов, лимитирующих работоспособность. Для этого применяются различные методы экспериментального определения функционального состояния работоспособности. Это, прежде всего, различные модели велоэргометров и бегущих дорожек, в ряде случаев со ступенчато возрастающей нагрузкой через определенные временные интервалы или устанавливаемые под определенным углом, что затрудняет бег и, следовательно, укорачивает время исследования; каналы, где спортсмен плывет против создаваемого течения воды с разной скоростью и на время; многочисленные модели гребных тренажеров с установлением датчиков, фиксирующих силу, количество гребков и другие параметры. Следует отметить, что чем выше квалификация спортсмена, тем труднее повысить его работоспособность даже на один процент, что считается очень хорошим результатом, в то время как у разрядников и физкультурников она при тех же педагогических или фармакологических воздействиях может повыситься на 10 или 100 процентов. Поэтому эти соотношения особенно следует учитывать при прогнозировании действия лекарственных веществ на физическую работоспособность или восстановление спортсменов высокой квалификации.
Если в экспериментах на животных не будет получена "прибавка" работоспособности на 200 - 400 процентов, то не следует ожидать повышения ее у высококвалифицированных спортсменов на один-два процента. Поэтому, не следует делать поспешных выводов.
В поддержании работоспособности спортсмена большое значение имеет гормональный контроль, особенно инсулярная система, глюкокортикоидная, соматотропная, тиреоидная, половая и другие функции, так как они контролируют практически все виды обмена
веществ в организме. Изучая состояние гормонального профиля, можно заранее прогнозировать работоспособность спортсмена и предсказать ожидаемый результат.

Нами суммированы основные факторы, лимитирующие физическую работоспособность человека, которые представлены в таблице
Классификация факторов, лимитирующих работоспособность человека

Факторы

Механизмы

Работоспособность

1.

Поражение опорно-двигательного аппарата

В результате травм или перетренировки снижается сократительная способность мышц

Полностью отсутствует или временно снижена

2.

Угнетение центральной и периферической нервной системы

Центральная усталость, снижение скорости формирования движения

Резко снижена

3.

Недостаточное функционирование эндокринной системы

Дисбаланс метаболизма (углеводов, белков, жиров, иммуноглобулинов, воды, электролитов и др.)

Ограничена

4.

Снижение сократительной способности миокарда

Уменьшение кровотока, транспорта кислорода (гипоксия) и питательных веществ к работающим мышцам

Отсутствует или снижена

5.

Ослабление функции дыхания

Недостаток кислорода в крови и тканях

Снижена

6.

Нарушение микроциркуляции

Снижение кровоснабжения интенсивно работающих мышц, тканевая гипоксия

Резко снижена

7.

Изменение реологических свойств и свертываемости крови

Снижение кровотока до стаза при микротромбообразовании

Отсутствует

8.

Сдвиги кислотно-щелочного равновесия в кислую сторону

Изменение буферной емкости крови, ацидоз

Умеренно снижена

9.

Снижение энергообеспечения мышц

Недостаток гликогена, АТФ, креатин-фосфата, L-карнитина, липидов, протеинов

Снижена

10.

Функциональная недостаточность витаминов, микроэлементов, электролитов, воды

В результате высоких физических нагрузок наблюдается снижение концентрации жиро- и водо-растворимых витаминов, электролитов, микроэлементов и воды (при марафоне)

Снижена

11.

Ингибиция клеточного дыхания в работающих мышцах

Нарушение транспорта электронов в дыхательной цепи, синтеза макроэргов, разобщение дыхания и фосфорилирования

Снижена

12.

Инициация свободно-радикальных процессов в результате запредельных нагрузок и действия прооксидантов

Образование гидроперекисей, токсических продуктов, нарушение функциональной лабильности клеточных мембран и биоэнергетических механизмов

Снижена

13.

Снижение иммунологической реактивности (клеточного и гуморального иммунитета)

Фактор риска при банальных инфекциях аутоиммунных процессов

Снижена

14.

Снижение функции печени, почек и др. органов в результате перетренировки

Печеночный болевой синдром, гипертрофия печени, нарушение экскреторной функции почек и др.

Снижена

15.

Необоснованное применение лекарственных веществ (допингов)

Токсические эффекты, суммирование, потенцирование или антагонизм в их действии на организм

Снижена

16.

Несбалансированное питание спортсменов

Нарушение соотношений основных пищевых ингредиентов, дисбаланс белков, жиров, углеводов, электролитов, микроэлементов и

Снижена

Как видно из данных таблицы, к факторам, лимитирующим работоспособность спортсменов, относятся самые различные как органические, так и функциональные состояния, которые сопровождаются недостаточностью тех или иных метаболитов, кислорода, изменением кислотно-щелочного равновесия, иммуноглобулинов и компонентов комплемента, недостаточностью антиоксидантной системы, способствующей снижению физической работоспособности. Зная это, легче наметить пути фармакологической коррекции и управления работоспособностью человека.
Таким образом, любой фармакологический препарат, рекомендуемый врачом, должен соответствовать определенной графе таблицы. Так, например, антиоксидант, иммуномодулятор, макроэргические фосфаты и другие будут расположены в различных графах 12 и 13. Они должны выполнять свои задачи по обеспечению максимальной работоспособности человека. Отсюда следует, что целесообразно создавать комбинированные препараты, которые влияют на несколько факторов, лимитирующих работоспособность и восстановление.
Принципиально другим путем воздействия на физическую работоспособность человека является не метод проб и ошибок, как это в основном делается на практике, а выявление факторов, лимитирующих работоспособность и их фармакологическая коррекция. Управление этим процессом и его научное обоснование обозначаются нами как мониторинг работоспособности и фармакологическая коррекция работоспособности человека, включая восстановление и адаптацию к физической нагрузке. Как видно из данных таблицы 2, имеются достаточное количество причин для снижения работоспособности.
Прежде всего следует обратить внимание на возможную функциональную недостаточность восполнения энергии для совершения движений. По способу энергообеспечения различают анаэробную, смешанную и аэробную зоны, по длительности работы выделяют спринтерские и стайерские дистанции (от нескольких секунд до нескольких часов), по функции мышц различают силовую, взрывную и скоростную выносливость, по видам спорта - общую и специальную выносливость. Эти факторы должны учитываться спортивным врачом при выборе лекарственных средств, ускоряющих процессы восстановления и повышения работоспособности спортсменов.

глава из глава справочника "Спортивная фармакология" Академика Международной Академии информатизации при ООН, заведующего Отделом биологически активных веществ во ВНИИФК, д.м.н., проф. Р.Д.Сейфуллы.

Влияние тренировочных нагрузок на различные системы организма

  

Высшие центры управления двигательной деятельностью расположены в коре головного мозга, а нервные клетки, напрямую контролирующие функционирование мышц, - в мозге спинном.

НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Нервная система выполняет три главных задачи. Во-первых, согласование и координация работы разных частей организма и объединение их в единое целое. Во-вторых, инициирование и управление реакциями организма как единого целого в ответ на изменения как во внутренней, так и во внешней среде. В-третьих, нервная система является носителем психики. Нервная система играет центральную роль также в привыкании человеческого организма к тренировочным нагрузкам.

Во время физического напряжения нервная система руководит работой мышц, активизируя необходимые мышцы в необходимой степени и с оптимальной продолжительностью, заодно обеспечивая согласованность в работе различных мышц и групп мышц. Высшие центры управления двигательной деятельностью расположены в коре головного мозга, а нервные клетки, напрямую контролирующие функционирование мышц, - в мозге спинном.
Сколько-нибудь долгая работа мышц немыслима без целенаправленной реорганизации работы всего организма. В осуществлении этой реорганизации нервная система также имеет большое значение. Одна из первичных задач физической работы - удовлетворение возросшей потребности мышц в энергии. Для этого нервная система вызывает конкретные изменения в работе эндокринной системы. Изменением концентрации различных гормонов в крови достигается применение запасов энергии тела для обеспечения работы мышц. Гормональные сдвиги играют важную роль в регуляции водного баланса во время физической работы. Наибольшее значение в регуляции работы эндокринной системы имеет располо-женная в глубинах головного мозга структура - гипоталамус.
Работа мышц немыслима без активизирования работы дыхательной системы и сердца в соответствии с интенсивностью напряжения.

Усталость - это важный защитный механизм, исключающий чрезмерную трату ресурсов организма. Возникновение и усугубление состояния усталости во время физическоq работы контролируется нервной системой, но усталость обусловливают и изменения в работающих мышцах.
Мало-мальски серьезная физическая работа также предполагает целенаправленные реорганизации для распределения кровотока между разными тканями и органами. Главные центры управления этими функциями находятся в той части головного мозга, которая называется продолговатым мозгом. Расположение продолговатого мозга в нервной системе таково, что он представляет собой соединительное звено между высшими частями головного мозга и спинным мозгом. Изменения, происходящие в функционировании организма во время физической работы по сравнению с состоянием покоя, под происходят либо прямым управлением нервной системы, либо под ее контролем, но при посредничестве эндокринной системы.
В связи с повышением интенсивности процессов обмена веществ и энергообмена во время физической работы в организме в соответствии с интенсивностью работы увеличивается также выделение тепла. Для сохранения стабильной температуры тела, являющейся важной с точки зрения обеспечения работоспособности, активизируется система терморегуляции тела. Главным центром контроля и регуляции температуры тела находится в гипоталамусе.
Для обеспечения работоспособности необходимо увеличение интенсивности работы всех указанных выше систем. Для того чтобы найти для этого возможности в условиях ограниченных ресурсов, необходимо затормозить работу таких систем органов, значение которых в приспосабливании к острому напряжению вторично. Этим объясняется торможение функционирования нервной системы во время физической работы. Функционирование пищеварительной системы находится, главным образом, под контролем автономной нервной системы.
Во время физической работы рано или поздно наступает усталость, которая в случае продолжения напряжения может довести до изнеможения. Усталость ограничивает нашу работоспособность и часто вызывает негативные эмоции. Но по биологической сути усталость является важным защитным механизмом, в задачу которого входит предупреждение чрезмерного расходования ресурсов организма, опасного для дальнейшего его существования. Усталость - это сложное явление, которое в научном плане только изучается. И все же ясно, что возникающая во время физической работы усталость обусловлена изменениями, по меньшей мере, на двух уровнях - в нервной системе и в работающих мышцах. Возникающая во время физической работы усталость является важным биологическим защитным механизмом, главная задача которого заключается в предотвращении чрезмерной траты ресурсов организма. Усталость возникает и усугубляется в результате связанных с работой изменений, происходящих как в нервной системе, так и в мышцах. Из изменений, связанных с нервной системой, хорошо известна связь между нарушением передачи нервных импульсов от нерва мышечной клетке иусталостью. Усталость обусловлена также возникновением тормозящего состояния в центрах управления работой мышц, расположенных в центральной нервной системе. Усталость - это всегда комплексное явление, факторы, приводящие к возникновению и усугублению усталости, имеют в разных ситуациях разный удельный вес.

В функционировании нервной системы в результате тренировки происходят устойчивые изменения. Например, совершенствуются связи между структурами, участвующими в управлении двигательной деятельностью, а также согласование их работы, что является основой для освоения и закрепления новых движений. В начальной фазе силовой тренировки в течение примерно 8-10 недель обнаруживается заметное увеличение мышечной силы, что в большей степени основывается на изменениях в работе нервной системы, на т.н. нейральной адаптации.
Улучшение работоспособности в результате многолетних тренировок в большой мере основывается на увеличении экономности движения. Основой этого явления являются возникающие с течением времени и упрочивающиеся изменения в структурах нервной системы, руководящей двигательной деятельностью. Появляющиеся под влиянием регулярных физических нагрузок относительно устойчивые изменения в работе нервной системы являются основой возникновения и развития состояния тренированности.
Изменения, происходящие в функционировании организма во время физической работы по сравнению с состоянием покоя, под происходят либо прямым управлением нервной системы, либо под ее контролем, но при посредничестве эндокринной системы.
Возникающая во время физической работы усталость является важным биологическим защитным меха-низмом, главная задача которого заключается в предотвращении чрезмерной траты ресурсов организма. Усталостьвозникает и усугубляется в результате связанных с работой изменений, происходящих как в нервной системе, так и в мышцах.
Появляющиеся под влиянием регулярных физических нагрузок относительно устойчивые изменения в работе нервной системы являются основой возникновения и развития состояния тренированности.
Использованию углеводов тела для снабжения мышц энергией способствует, прежде всего, повышение концентрации адреналина, норадреналина и гликогена в крови.
Чрезмерные нагрузки на тренировках и соревнованиях, особенно если они связаны с сильным психическим стрессом, могут привести к формированию состояния перетренированности. Признаком перетренированности является понижение способности спортсмена к достижениям, несмотря на продолжающиеся тренировки. Перетренированность - это тяжелое состояние, способное на долгое время приостановить развитие спортсмена. Ее исключение является одной из ключевых проблем лучших спортсменов, но ее очень трудно решить из-за неясности прямых причин возникновения указанного явления. Все же очевидно, что возникновение и усугубление перетренированности связано с изменениями в работе автономной нервной системы. В соответствии с характером этих изменений различают т.н. симпатическую и парасимпатическую перетренированность. Первая из них встречается довольно часто, одним из ее признаков является увеличение частоты ударов сердца в состоянии покоя, повышенное кровяное давление, понижение аппетита, снижение веса тела, нарушения сна, эмоциональная неуравновешенность, увеличение основного оборота обмена веществ. Признаком парасимпатической перетренированности, напротив, является понижение частоты ударов сердца и кровяного давления в состоянии покоя, очень быстрое наступление усталости при физической работе. Установление перетренированности затрудняется тем, что многие из перечисленных признаков могут независимо друг от друга появляться и у спортсмена, который в действительности не испытывает перетренированности.

ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА

Реакция эндокринной системы на физическую нагрузку отражается в изменении концентрации гормонов в циркулирующей крови. Действуя вместе с нервной системой и под ее контролем, эндокринная система обеспечивает таким образом скоординированную работу различных частей организма и оптимальное использование ресурсов тела для успешного преодоления нагрузки. Гормоны играют центральную роль как в энергообеспечении мышц, так и в регуляции уровня жидкости во время физической работы.
Мобилизация запасов энергии. Потребность мышц в энергии во время физического напряжения увеличивается в зависимости от интенсивности и продолжительности работы. Ресурсами первой важности для удовлетворения этой возросшей потребности являются углеводы и триглицериды (жиры).
Основные запасы углеводов находятся в мышцах и печени в виде гликогена. Самые важные гормоны, концентрация которых в крови во время физической работы по сравнению с состоянием покоя увеличивается и которые обеспечивают таким образом освобождение имеющейся в гликогене энергии для использования в мышцах, - это эпинефрин, норэпинефрин и гликагон. Использованию углеводов тела для снабжения мышц энергией способствует, прежде всего, повышение концентрации адреналина, норадреналина и гликогена в крови. Под их воздействием увеличивается интенсивность разложения гликогена какв мышцах, так и в печени. В результате разложения гликогена печени увеличивается ток глюкозы из печени в кровь.

Чем больше интенсивность совершаемой работы, тем быстрее и масштабнее повышение концентрации эпинефрина и норэпинефрина в крови. Работающие мышцы всегда используют депонированный в них самих гликоген. Для кратковременного физического усилия с высокой интенсивностью их вполне хватает, поэтому глюкоза, выбрасываемая из печени в кровь под воздействием указанных выше гормонов, остается, по большей части, не использованной мышцами. Результатом является сильное увеличение концентрации глюкозы в крови (40-50% выше уровня состояния покоя), которая во время периода восстановления, следующего за напряжением, сравнительно быстро нормализуется. А во время длительной работы с низкой интенсивностью увеличивается использование глюкозы работающими мышцами в соответствии с тем, как уменьшается содержание гликогена в самой мышце. В таких условиях устанавливается равновесие между количествами направляемой из печени в кровь и потребляемой работающими мышцами глюкозы. Это равновесие отражается в стабильном уровне глюкозы в крови, что в зависимости от интенсивности и продолжительности работы может продолжаться 2-3 часа.
Но возможности для сохранения стабильной концентрации глюкозы в крови при продолжительной работе уменьшаются вместе с тем, как уменьшается количество гликогена в крови. При продолжительной физической работе мышцы в огромном количестве потребляют глюкозу из крови. Уровень глюкозы в крови сохраняется стабильным, в основном, благодаря разложению гликогена в печени и направлению его в качестве глюкозы в кровь. В известной мере понижение уровня глюкозы помогает отодвинуть продуцирование в печени аминокислот. Это стимулируют уже упомянутые раньше гликагон и кортизол. Кортизол является одновременно гормоном, увеличивающим интенсивность разложения белков и высвобождения из них аминокислот, обеспечивая таким образом наличие исходных соединений для синтеза глюкозы. Аналогично другим гормонам, о которых идет речь, во время физической работы увеличивается также концентрация кортизола в крови человека. И все же - при истощении запасов гликогена в печени спад концентрации глюкозы в крови неизбежен. Истощение запасов гликогена в печени сопровождается снижением концентрации глюкозы в крови, являющееся одной из причин появления усталости во время продолжительной физической работы. Это является одной из причин возникновения и усугубления состояния усталости во время продолжительной физической работы.
При продолжительной работе важную роль в энергообеспечении мышц играют также жиры (триглицериды). Их основные запасы находятся в жировой ткани, в меньшей мере они депонированы также в мышечной клетке, в основном - в волокнах I типа. Жиры в виде жирных кислот используются в мышцах как источник энергии. Таким образом, первым шагом освобождения имеющейся в жирах энергии для использования в мышцах является липолиз - разложение жиров на глицерол и свободные жирные кислоты. Способность мышц использовать жирные кислоты при продолжительной работе увеличивается согласно тому, как возрастает концентрация жирных кислот в циркулирующей крови. Липолиз сти-мулируют и таким образом вызывают повышение в крови концентрации жирных кислот, прежде всего эпинефрина, норэпинефрина, гормона роста и кортизола. Вторым важным источником энергии наряду с углеводами во время продолжительно физической работы являются жирные кислоты. Увеличению содержания жирных кислот в крови и их использованию в работающих мышцах способствует повышение во время работы концентрации адреналина, норадреналина, гормона роста и кортизола в крови. Самым сильным действием в этом отношении, как известно, обладает норэпинефрин, но чем продолжительнее физическое напряжение, тем более важную роль играет повышение концентрации гормонов роста. Повышению концентрации жирных кислот в крови и усилению интенсивности их окисления в работающих мышцах содействуют также тиреоидные гормоны, но в меньшей степени и другие вышеназванные гормоны.
Сохранение водного баланса. Физическая работа вызывает изменения в водном балансе организма, что в итоге ведет к сокращению объема плазмы крови. Это обусловлено, главным образом, тремя обстоятельствами: движением крови из плазмы в клетки и межклеточное пространство, что проявляется, прежде всего, в работающих мышцах, выходом крови из кровеносных сосудов в ткани под воздействием высокого давления и потерей жидкости в результате потоотделения. Следует исключать сильного понижения объема плазмы, так как это может вызвать уменьшение кровотока как в мышцы,так и в кожу, что, в свою очередь, становится причиной быстрого снижения работоспособности. Истощение запасов гликогена в печени сопровождается снижением концентрации глюкозы в крови, являющееся одной из причин появления усталости во время продолжительной физической работы.

Истощение запасов гликогена в печени сопровождается снижением концентрации глюкозы в крови, являю-щееся одной из причин появления усталости во время продолжительной физической работы.
Во время физической работы увеличивается потоотделение, что помогает избежать быстрого перегревания организма. Для компенсации увеличившейся потери жидкости через потоотделение, ограничивается выделение жидкости через почки. Концентрация в крови гормона альдостерона, вырабатываемого в коре надпочечников, и выделяемого гипофизом антидиуретического гормона в крови во время физической работы увеличивается по сравнению с состоянием покоя. Под воздействием альдостерона в почках уменьшается выделение в мочу как натрия, так и воды, под действием антидиуретического гормона уменьшается выделение воды.
Под воздействием тренировки увеличивается масса и плотность костной ткани, что особенно заметно в тех частях скелета, которые напрямую подвергаются нагрузке. К примеру, характерные для игр с мячом упражнения напрямую нагружают кости нижних конечностей, а плавание - нет. Исходя из этого, влияние тренировки по плаванию на скелет, по сравнению с играми с мячом, очень небольшое или не проявляется вовсе.
Баланс воды (и натрия) в организме регулируется, главным образом, двумя гормонами - альдостероном и антидиуретическим гормоном. Концентрация обоих в крови увеличивается во время физической работы по сравнению с состоянием покоя. Баланс воды и натрия в организме во время физической работы помогает сохранять повышение концентрации альдостерона и антидиуретического гормона в крови во время работы. Альдостерон напрямую уменьшает выделение через почки в урину не воды, а натрия. А вода всегда придерживается движения натрия в организме. Следовательно - при уменьшении выделения натрия из организма альдостерон уменьшает также потерю жидкости и помогает сохранить как объем плазмы крови, так и кровяное давление. Действие антидиуретического гормона очень похоже на описанное относительно альдостерона. Главное отличие состоит в том, что антидиуретический гормон напрямую уменьшает выделение жидкости на уровне почек.
Реакция эндокринной системы на острую нагрузку может быть выражена очень сильно, но возникающие в результате регулярных тренировок устойчивые изменения в ее функционировании, как правило, более скромны. Вообще, они состоят в следующем:
• в случае одинаковой абсолютной интенсивности физической работы гормональные сдвиги в тренированном организме немного меньше, чем в нетренированном; очевидно, это основывается на том обстоятельстве, что в результате тренировки увеличивается чувствительность тканей к гормонам;
• в случае одинаковой относительной интенсивности физической работы (равна МПК %) гормональные сдвиги в тренированном и нетренированном организмах более-менее одинаковые;
• при максимальном физическом напряжении гормональные сдвиги в тренированном организме немного более масштабные, чем в нетренированном организме; очевидно, это основывается на том обстоятельстве, что в результате тренировок увеличивается функциональная способность эндокринных желез.

СКЕЛЕТ

Скелет образует опору тела и представляет собой механическую защиту многих органов. Кости и суставы образуют систему рычагов, которая, действуя вместе с мышцами и сухожилиями, наделяет человека способностью совершать движения и передвигаться.
Кости хранят в себе самый большой в теле запас минеральных веществ, прежде всего, кальция, фосфора и магния. Внутри многих костей находится красный костный мозг, в котором образуются кровяные клетки.
О резком воздействии тренировочных нагрузок на скелет известно мало. Но в долгосрочной перспективе тренировки стимулируют развитие костей. Это выражается, прежде всего, в увеличении массы костей спортсмена и плотности костной ткани по сравнению с нетренированным физически малоактивным человеком. Под воздействием тренировки увеличивается масса и плотность костной ткани, что особенно заметно в тех частях скелета, которые напрямую подвергаются нагрузке. К примеру, характерные для игр с мячом упражнения напрямую нагружают кости нижних конечностей, а плавание - нет. Исходя из этого, влияние тренировки по плаванию на скелет, по сравнению с играми с мячом, очень небольшое или не проявляется вовсе. Толщина костей увеличивается, но на их длину тренировка оказывает небольшое влияние или не оказывает вовсе. Влияние тренировки проявляется только в тех костях, которыенапрямую испытывают нагрузку. Например, бросается в глаза толщина бедренной кости представителей тех видов спорта, в которых упражнения на тренировках и соревнованиях связаны с несением массы тела - бег и прыжки, игры в мяч, двоеборье и т.д. Тренировки по плаванию, напротив, не сильно нагружают скелет, многие исследования показывают, что плотность бедренной кости пловцов незначительно отличается соответствующего показателя нетренированного человека. На кости верхних конечностей, не несущие тяжесть тела, развивающее действие оказывает, прежде всего, тренировка.

Клетки образуют в костной ткани небольшую часть, значительно большая величина удельного веса у производимого ими межклеточного вещества. Главными компонентами межклеточного вещества являются белок коллаген и минералы, преимущественно соли кальция и фосфора. Костная ткань содержит три типа клеток.
Остеобласты - это молодые формы клеток, их основной функцией является строительство костной ткани путем наслаивания солей кальция и фосфора. Остеоциты - зафиксированные в межклеточном веществе костной ткани зрелые костные клетки, синтезирующие коллаген. А третий тип клеток - остеокласты - разрушают костную ткань, стимулируя растворение минеральных солей в кости. Функционирование остеокластов важно для точной регуляции концентрации кальция в крови. В костной ткани молодого организма доминируют остеобласты, в результате чего кости растут и развиваются, а в стареющем организме перевес постепенно переходит на сторону остеокластов, из-за чего содержание минеральных веществ в костях постепенно снижается, костная ткань разрежается и становится более хрупкой. Сильно выраженное разрежение костной ткани рассматривается как болезнь, называемая остеопорозом).Остеопоротическая кость очень легко ломается. Остеопороз - это болезнь костей, признаком которой является разреженность и хрупкость кости. Позитивное воздействие тренировки на развитие нагруженной кости, очевидно, основывается на активизации остеобластов, в результате чего увеличивается наслаивание кальция и других минералов в костях и таким образом усиливается интенсивность построения костной ткани. Не исключено также торможение активности остеокластов под воздействием тренировки, что также благоприятствует росту массы костей и плотности костной ткани. Для как можно более полной реализации воздействия тренировки на развитие костей ключевую роль играет достаточное содержание кальция в пище спортсмена. На фоне неадекватного питания тренировка может оказать на развитие скелета негативный эффект. Эта опасность больше касается женщин, особенно представительниц тех видов спорта, в которых считается важным постоянное поддержание небольшого веса тела. Такие спортсмены часто ограничивают себя в еде, в результате чего возникает долговременный негативный энергетический баланс, что ведет, в свою очередь, к сильному уменьшению содержания жиров в организме. Чрезмерно низкая масса жира в теле женщины обусловливает нарушения в нормальном циклическом функционировании организма, что выражается в нерегулярности менструаций или в полном их прекращении. Нарушения менструальных циклов сопровождаются значительным понижением уровня женских половых гормонов в организме женщины. Женские половые гормоны имеют ключевое значение с точки зрения нормального развития костной ткани. Снижение их концентрации в крови изменяет равновесие между работой остеобластов и остеокластов в пользу последних, масса и плотность костей на-чинают уменьшаться, они становятся более хрупкими и легко ломаются. Таким негативным изменениям значительно способствует недостаточное потребление кальция. Спортсменкам, у которых возникают долговременные нарушения менструального цикла, обусловленные плохим балансом между тренировками и питанием, угрожает остеопороз.
Больше всего цепи таких событий подвержены женщины-бегуны на длинные дистанции, среди которых, по данным многочисленных исследований, нарушения в менструальном цикле встречаются с частотой до 50 процентов. Здесь главное - понимать, что не сам бег на длинные дистанции противопоказан женщинам. Описанные опасности проистекают, прежде всего, из долговременного негативного энергобаланса, который основывается на несоответствии тренировочных нагрузок и питания спортсмена.
Очень важно понять необходимость избегания описанных опасностей. Дело не только в том, что по описанным выше причинам карьера какой-нибудь талантливой спортсменки может закончиться раньше времени или не совсем удачно. Гораздо важнее тот факт, что хотя тренировочными нагрузками и коррекцией питания можно восстановить нормальное циклическое функционирование организма женщины, нанесенный скелету ущерб не компенсируется.

Во время физической работы функционирование пищеварительной системы затормаживается. Это позволяет направлять ресурсы организма, прежде всего кровоснабжение, на удовлетворение потребностей мышц, что является первостепенным с точки зрения обеспечения работоспособности.

ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Во время физической работы функционирование пищеварительной системы притормаживается. Это обусловлено рабочими изменениями в организме, важным действием обладают следующие из них:
• рост активности симпатической части автономной нервной системы и снижение активности парасимпатической части;
• уменьшение кровоснабжения пищеварительных органов;
• изменения в концентрации различных гормонов.
Автономная нервная система контролирует работу гладких мышц, сердечной мышцы и желез. Парасимпатическая часть автономной нервной системы доминирует в состоянии покоя, а симпатическая часть сильно активизируется во время физической работы.
Общее повышение симпатической активности и снижение парасимпатической активности способствуют изменениям в функционировании организма, подготавливающим его к физической нагрузке и увеличивающим его терпимость. Поскольку работа пищеварительной системы не имеет первостепенного значения во время острой физической нагрузки, то ее активность понижается. Описанные изменения в функционировании нервной системы вызывают во время физической работы торможение моторики как желудка, так и кишечника, а также уменьшение выделения различных пищеварительных секретов.
Вторым важным изменением, отличающим состояние во время физической работы от состояния покоя, является значительное сокращение кровоснабжения органов пищеварения, что также тормозит их функционирование. Сокращение кровоснабжения органов пищеварения позволяет лучше удовлетворять потребность работающих мышц в богатой кислородом крови. Во время физической работы функционирование пищеварительной системы затормаживается. Это позволяет направлять ресурсы организма, прежде всего кровоснабжение, на удовлетворение потребностей мышц, что является первостепенным с точки зрения обеспечения работоспособности. Рабочее изменение направления кровотока в организме также происходит под контролем автономной нервной системы. Повышение симпатической активности вызывает расширение площади поперечного сечения кровеносных сосудов в скелетных и сердечной мышце, в легких и коже, а в пищеварительных органах обратную реакцию - сужение кровеносных сосудов.
На работу пищеварительных органов влияет также ряд гормонов. Во время физического напряжения в циркулирующей крови увеличивается концентрация таких гормонов, которые тормозят пищеварительные процессы. Из гормональных сдвигов такого действия большое значение имеет, к примеру, рабочее увеличение концентрации адреналина и норадреналина.
В результате описанных изменений во время физической работы, в отличие от состояния покоя, тормозится моторика как желудка, так и кишечника, замедляется темп освобождения кишечника и передвижение пищевых масс по кишечнику, уменьшается секреция разных пищеварительных секретов и всасывание питательных веществ. Влияние физической работы на функционирование желудка в значительной мере зависит от ее интенсивности. У большинства людей темп освобождения желудка значительно замедляется, начиная с уровня относительной интенсивности работы, равного 70% МПК. Темп освобождения желудка замедляет также потеря жидкости, сопровождающая физическое напряжение в виде потоотделения, а также тепловой стресс. Для функционирования желудка с сильным тормозящим действием в ситуации соревнований очевиден эмоциональный и душевный стресс. Закономерности, о которых идет речь, необходимо знать и учитывать при согласовании режима питания и питья спортсменов с их программой тренировок и соревнований.
Имеющиеся скудные данные показывают, что в результате регулярных тренировок заметных реакций привыканий в органах пищеварения не происходит. В системе пищеварения тренировка заметных адаптационных реакций устойчивого характера не вызывает. Но один эффект все же нашел подтверждение - как тренировки на выносливость, так и тренировки на силу сопровождаются сокра-щением среднего времени, необходимого для прохождения пищевой массы по пищеварительному тракту. Этот факт одновременно хотя бы частично объясняет то, почему физическая активность уменьшает риск заболевания раком толстой и прямой кишки. С сокращением времени, необходимого для прохождения пи-щевыми массами пищеварительного тракта, сокращается также время, в течение которого потенциально находящиеся в пище карциногены (благоприятствующие возникновению рака соединения) могут оказать влияние на кишечник.

Напиток с подходящим составом значительно улучшает работоспособность спортсмена в условиях тренировки и соревнований. При составлении плана оптимального рабочего режима все же следует учитывать факторы, влияющие на работу пищеварительной системы во время физической работы, главными из которых являются интенсивность работы, условия окружающей среды и степень эмоционального стресса. Работа с высокой интенсивностью в жаркой среде в условиях эмоционального стресса может значительно затормозить скорость усваивания спортивного напитка в организме спортсмена.