Экстренная медицина

Главная О сайте Блог врача
 
Адаптация к работе большой мощности
Анатомия и физиология - Общие сведения
Адаптивные сдвиги в системе энергообеспечения организма при работе большой мощности определяются прежде всего потребностями в кислороде — кислородным запросом.

Величина кислородного запроса при выполнении работы большой мощности намного превышает возможности сердечно-сосудистой системы в транспортировке кислорода к работающим органам. Однако соотношение величин потребления и запроса в этом случае выше, чем при работе в зонах максимальной и субмаксимальной мощности. Потребление кислорода составляет примерно 80% от его запроса. По абсолютному, количеству это максимально возможные значения. Большая часть (до 85 — 90%) энергетических трат покрывается за счет аэробных процессов.

Величина кислородного долга после работы большой интенсивности составляет 10—15% от суммарного кислородного запроса, т.е. 12— 15 л. Расход энергии в единицу времени уменьшается в 8 — 10 раз по сравнению с работой максимальной мощности. Работа большой мощности сопряжена со значительными суммарными затратами энергии. Это обусловлено вовлечением в работу обширных мышечных групп, а также высокой скоростью выполнения упражнений. Расход энергии на дистанции зависит не только от скорости передвижения (легкоатлетический бег), но и от профиля трассы, качества скольжения (лыжные гонки).

Энергетическое обеспечение работы большой мощности происходит преимущественно за счет аэробного обмена. Величина максимального потребления кислорода при работе большой мощности коррелирует с развитием специальной выносливости. Однако прямой зависимости между ростом аэробных возможностей и выносливостью нет. Она более тесно связана с увеличением числа митохондрий в мышцах. Рост числа митохондрий приводит к увеличению экономичности энергообеспечения работы за счет повышения доли энергии окисления липидов. Уменьшается при этом опасность свободно-радикального окисления и повреждения клеточных мембран вследствие снижения кислородной нагрузки на каждую митохондрию.

Преимущественное развитие выносливости в работе большой мощности сопровождается увеличением плотности капиллярного русла. В результате каждое мышечное волокно оказывается окруженным 5 — 6 капиллярами. Число капилляров в четырехглавой мышце бедра у тренированных спортсменов составляет 500 —550 на 1 мм2 против 300 — 350 на 1 мм2 у нетренированных.

В величинах потребления кислорода и развития кислородного долга у спортсменов-бегунов на длинные и средние дистанции наблюдаются различия, связанные с разной степенью экономичности энергообеспечения. При выполнении одинаковой работы у стайеров обнаружена меньшая величина лактат-ной фракции кислородного долга, чем у бегунов на средние дистанции. Величина энергозатрат на выполнение равной работы у стайеров ниже.

Значительная длительность и высокая интенсивность работы большой мощности обеспечивает полное развертывание функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Величина легочной вентиляции достигает 120—140 л/мин. Следует заметить, что при легочной вентиляции в пределах 120 л/мин и более утилизация кислорода из вдыхаемого воздуха уменьшается в 1,5 — 2 раза против величин, наблюдаемых при легочной вентиляции, равной 60 — 90 л/мин. Форсированное дыхание вызывает дополнительные траты кислорода на работу дыхательных мышц, а также мешает концентрации мышечных усилий для достижения высокой эффективности бега.

Учащение пульса при беге на длинные дистанции происходит в течение 3 — 4 мин после начала бега и достигает у взрослых спортсменов 160 — 180 уд/мин. При финишных ускорениях наблюдается учащение сердечных сокращений до 200 уд/мин и более. Бег на длинные дистанции сопровождается умеренным (в пределах 150—160 мм рт. ст.) повышением максимального артериального давления. Минимальное давление снижается на 10—15 мм рт. ст. Минутный объем кровотока достигает 25 — 30 дм3 и более. Несмотря на устойчивую интенсификацию сердечно-сосудистой и дыхательной систем, кислородный запрос при работе большой мощности не удовлетворяется (ложное устойчивое состояние, по А. Хиллу).

Восстановление артериального давления и пульса после пробегания длинных дистанций происходит в течение 1,5 —2 ч. Во время стартов и финишных ускорений отмечается повышение артериального давления до величин, характерных для бега на средние дистанции.

Частота пульса на различных участках дистанции лыжных гонок, относящихся к зоне работы большой мощности, может колебаться в широких пределах — от 150 до 200 уд/мин. Средние величины пульса на дистанции у лучших лыжников составляют 170 — 180 уд/мин. Артериальное давление повышается незначительно, а после прохождения длинных дистанций оно может даже понижаться на 10 — 15 мм рт.ст.

У большинства лыжников после работы большой мощности поперечные размеры сердца уменьшаются на 2 — 2,5 см. Возвращение их к норме происходит через 3 — 3,5 ч. В покое у лыжников отмечается выраженная брадикардия. Частота сердечных сокращений уменьшается до 30 — 45 уд/мин.

Легочная вентиляция на дистанции гонок у лыжников увеличивается в соответствии с темпом бега и рельефом местности от 60 — 90 до 150—160 л/мин. Предельные величины легочной вентиляции, достигаемые лыжниками, составляют 170 — 200 л/мин.

Частота дыхания на дистанции достигает 40 — 60 циклов в 1 мин. После лыжных гонок жизненная емкость легких у малоподготовленных спортсменов снижается, у тренированных — сохраняется на исходном уровне или даже повышается. Потребление кислорода на дистанциях лыжных гонок от 5 до 50 км находится в пределах от 3 до 5 л. При передвижении на лыжах по равнине со скоростью, достаточной для выполнения нормативов 1-го разряда, минутное потребление кислорода составляет 60 — 65 мл/кг, что значительно ниже предельных значений этого показателя.

У квалифицированных лыжников — мастеров спорта минутное потребление кислорода может достигать 80 — 90 мл/кг. В условиях соревнований при подъемах в гору потребление кислорода у лыжников составляет около 90% от максимального и 80 — 85% на равнине.

Рост потребления кислорода, а следовательно, и более полное удовлетворение кислородного запроса при работе большой мощности может быть результатом увеличения минутного объема крови или артерио-венозной разности. Известное значение для повышения кислородного потребления имеет и рост легочной вентиляции.

Максимальное потребление кислорода у лыжников — мастеров спорта достигается при относительно небольшой частоте пульса — от 160 до 180 уд/мин. На отдельных участках трассы лыжных гонок потребление кислорода оказывается недостаточным для энергетического обеспечения работы. Часть энергии поставляется анаэробным обменом. При этом доля анаэробного вклада уменьшается по мере увеличения продолжительности работы (табл. 15). Большая часть кислородного долга погашается по ходу работы.

Усиление гормональной функции надпочечников, наблюдаемое при работе большой мощности, сопровождается изменением концентрации ионов К+ и Са2+ к крови. Преимущественное увеличение содержания ионов К+ приводит к повышению возбудимости дыхательного центра и к белее полному расслаблению сердечной мышцы в диастоле. После работы наблюдается увеличение содержания ионов К+ в моче.

Интенсивные энергетические траты при работе сопровождаются падением концентрации сахара в крови до 70 —80мг%.

Таблица 15. Средний процент вклада аэробного и анаэробного (лактатно-алактатного) механизма а общий энергетический расход при воздействии различных по продолжительности и интенсивности нагрузок у лыжников высокого класса (по О. Нойману, 1987)

После работы содержание сахара в крови увеличивается до 130 — 200 мг%. Это послерабочее увеличение содержания сахара является результатом продолжающегося поступления его из печени и резкого снижения темпов его расходования мышцами.

Работа большой мощности сопровождается миогенным лейкоцитозом. Количество нейтрофилов в крови при этом увеличивается до 12000—15000 в 1 мм3. В связи с накоплением продуктов анаэробного обмена наблюдается увеличенное содержание молочной кислоты в крови (до 200 мг%) и белка в моче (до 0,4%).

Главными причинами снижения мышечной работоспособности при выполнении работы большой мощности являются высокая напряженность нейроэндокринной системы регуляции физиологических функций, накопление избыточного количества продуктов анаэробного метаболизма и нарушение гомеостаза. Усиленные хеморецептивные влияния на центральные аппараты регуляции в комплексе с перечисленными факторами приводят к снижению скорости бега, лимитируют работоспособность спортсмена. Восстановительный период после работы большой интенсивности заканчивается через 24 — 48 ч.

Фомин А. Ф. Физиология человека, 1995 г.

 

ОПРОС

Имеете ли вы отношение к медицине?
 

Nota bene!

Материалы сайта представлены для получения знаний об экстренной медицине, хирургии, травматологии и неотложной помощи.

При заболеваниях обращайтесь в медицинские учреждения и консультируйтесь с врачами