Пособие для персональных тренеров

ГЛАВА 4. СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________

Молочная кислота. Аэробный и анаэробный механизм выработки энергии

Максимальное количество молочной кислоты вырабатывается при максимальных нагрузках. Если вы работаете не очень интенсивно, задействуется аэробный механизм выработки энергии, при котором в мышцах или печени происходит окисление кислородом молочной кислоты.

Здесь следует подчеркнуть, что аэробный и анаэробный механизм действуют одновременно даже в периоды отдыха или очень небольших нагрузок. Так, эритроциты не имеют митохондрий, «аэробных станций энергии», поэтому вся энергия в этих клетках образуется только за счет реакции с молочной кислотой. В организме есть и такие клетки, которые в силу своей природы не могут вырабатывать энергию по механизму гликолиза (анаэробно) и в которых действует только аэробная схема. Отметим также, что при небольших нагрузках молочная кислота образуется неинтенсивно, так что коэффициент образовавшихся молекул равен коэффициенту распавшихся молекул. С увеличением нагрузок возрастает и количество молочной кислоты.

При достижении здоровым, но не тренированным человеком аэробного уровня (VO2) в 5055% максимального значения или при достижении пульса, равного 60-65%максимального уровня, количество молочной кислоты в организме резко увеличивается. Если человек в хорошей физической форме, то активная выработка молочной кислоты начинается, когда аэробный уровень достигает 80-85%. Количество молочной кислоты в организме возрастает пропорционально росту нагрузок. Это своеобразный сигнал того, что аэробная энергетическая система исчерпала лимит своих возможностей и не может больше удовлетворять потребности мышц в дополнительной энергии.

При достижении аэробного уровня в 50%, 85% или иного значения максимального потребления кислорода участник преодолевает определенный барьер, так называемый анаэробный порог, или точнее – точку аккумуляции молочной кислоты в крови. При переходе через эту точку возможностей аэробной энергетической системы уже не хватает, чтобы обеспечить необходимый уровень активности мышц, и тогда начинается интенсивная выработка молочной кислоты, т.е. организм переходит на систему гликолиза. Концентрация молочной кислоты в крови возрастает до очень больших значений (по сравнению с периодом отдыха) и, в конце концов, вы вынуждены остановиться.

Если нагрузки соответствуют физическому уровню человека, молочная кислота не образуется в больших количествах вследствие адаптации мышц к нагрузкам.

ЭНЕРГИЯ ДЛЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ: АЭРОБНАЯ СИСТЕМА

Это наиболее сложный механизм выработки энергии из всех остальных, однако этот процесс, который еще называют клеточным дыханием, мы не будем рассматривать детально.

Кислород расщепляет углеводы и жиры. (Из белков вырабатывается лишь 5-10% всей энергии здорового организма – их аминокислоты окисляются кислородом до глюкозы, которая затем принимает участие в синтезе АТФ. Белки обычно не учитывают, когда говорят о затратах энергии при отдыхе или двигательной активности). Аэробный процесс (клеточное дыхание) выработки АТФ происходит в особых органеллах клетки - митохондриях. Механизмы АТФ-ФК и гликолиза не позволяют вырабатывать АТФ в больших количествах вследствие того, что процесс распада углеводов при отсутствии кислорода идет не до конца. По этой же причине аэробный механизм образования АТФ очень эффективен.

При полном окислении углеводов происходят процессы аэробного гликолиза и аэробного окисления (цикл Кребса), связанного с переносом электронов. Конечным продуктом анаэробного и аэробного гликолиза является пировиноградная кислота (ПВК). В случае анаэробного гликолиза ПВК превращается в молочную кислоту. В присутствии кислорода ПВК переходит в ацетил-кофермент А, из которого затем в процессе цикла Кребса образуется лимонная кислота. Цикл Кребса – это сложный комплекс химических реакций, в результате которых ацетил-кофермент А полностью окисляется. Свободный углерод (образовавшийся в результате разложения первоначального углевода) соединяется с кислородом, образуя углекислый газ (СО2), который кровью переносится к легким и выводится из организма.

В процессе гликолиза, когда углевод (глюкоза) превращается в ПВК, и во время цикла Кребса образуются ионы водорода. Чтобы среда клетки оставалась нейтральной, ионы водорода необходимо выводить (избыток ионов Н+ создает кислотную среду). Цикл Кребса тесно связан с серией химических реакций, в результате которых происходит передача электрона. Ионы водорода,

31

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

образовавшиеся в результате гликолиза и цикла Кребса, соединяются с двумя коферментами (НАД и ФАД), которые перемещают водород по многоступенчатой цепи переноса электрона. В ходе цепи реакций водород соединяется с кислородом с образованием воды. Таким образом, среда в клетке остается нейтральной. Выигрыш энергии, достигаемый в процессе аэробных реакций, колоссальный: при полном окислении одной молекулы гликогена мы получаем 38-39 молекул АТФ, тогда как при анаэробном окислении образуются лишь три молекулы АТФ.

Процессы окисления жиров очень важны, так как гликоген, содержащийся в мышцах и печени, может обеспечить только 1200-2000 ккал. Энергия, высвобождаемая при окислении жиров, безгранична, если имеется доступ кислорода. Триглицериды – самые большие источники «топлива». Их запасы сосредоточены в жировых клетках и волокнах скелетных мышц. В процессе образования АТФ молекула триглицерида разлагается на одну молекулу глицерина и три молекулы жирных кислот. Этот процесс называется липолизом. Жирные кислоты легко захватываются кровью и переносятся к скелетным мышцам. Далее они проникают в клетки мышц и внутри митохондрий разлагаются. Подобный процесс разложения жиров в митохондриях называется бета-окислением. В результате образуются уксусная кислота и ацетил-кофермент А.

Далее ацетил-кофермент А, как и в случае с углеводом, проходит цикл Кребса. В результате образуются молекулы АТФ, вода и углекислый газ.

При окислении жиров происходит больший выигрыш в энергии, чем при окислении углеводов, но на этот процесс требуется больше кислорода. Вот почему при значительных нагрузках в первую очередь идет разложение углеводов, однако при регулярных тренировках развивается кардиореспираторная система, кислорода начинает поступать больше и организм начинает сжигать жиры.

В основе окислительного процесса выработки энергии лежит способность организма поглощать и использовать кислород. Без подключения данного механизма невозможны продолжительные нагрузки, а также восстановление организма после анаэробной деятельности

(табл. 3).

Таблица 3. Некоторые важные характеристики энергетических систем

КАКУЮ ИЗ ТРЕХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НАДО РАЗВИВАТЬ?

Многие ваши клиенты не захотят работать над всеми тремя энергетическими системами. Так, тренировка механизма АТФ-ФК требует больших, но коротких нагрузок. Если человек в плохой

32

ГЛАВА 4. СИСТЕМЫ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________

физической форме, ему трудно будет заниматься по программе, составленной с целью развития этой энергетической системы. Кроме того, большинству клиентов вообще это не нужно.

Когда вы будете решать вопрос, на какой энергетической системе остановиться, спросите себя: «Мой клиент сможет выдержать нагрузки, требуемые для тренировки этой системы?». Далее ориентируйтесь по ситуации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Механизм выработки энергии определяется интенсивностью нагрузок. При разработке программы обязательно учитывайте, на какую систему следует обратить внимание, чтобы достичь целей клиента. Если вы поняли, что такое аэробный и анаэробный механизмы получения энергии, вам легко будет составлять «интервальные» программы, а также готовиться к занятиям на развитие мышц. Не ошибитесь на этом моменте, иначе цели клиента никогда не будут достигнуты!

33

ГЛАВА 5. ФИЗИОЛОГИЯ И РАЗВИТИЕ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

напрягается, энергия не образуется за счет распада АТФ. Но так как количество АТФ в клетках мышц невелико, организм начинает немедленно синтезировать АТФ дополнительно, разлагая углеводы и жиры. Если бы это было не так, мы могли бы работать весьма ограниченное время. АТФ – единственный источник энергии, доступный нашему организму.

Чтобы понять, как в мышечных клетках рождается энергия, необходимая для функционирования кардиореспираторной системы, попытаемся связать воедино два основных механизма синтеза энергии – аэробный и анаэробный. Термин «аэробный» означает «с кислородом». АТФ синтезируется аэробно, пока кардиореспираторная система способна удовлетворить потребности клеток в кислороде. Когда кардиореспираторная система больше не в состоянии снабжать клетки кислородом, включается анаэробный механзим. В этом случае клетки синтезируют АТФ «без кислорода», точнее, при недостатке кислорода. Аэробному механизму соответствуют две энергетические системы: система АТФ-ФК и система гликолиза (распад молочной кислоты).

При коротких интенсивных нагрузках используются небольшие запасы АТФ и ФК, имеющиеся в организме; при необходимости подключается механизм анаэробного гликолиза. Однако если нагрузки продолжаются, организму необходим кислород, иначе не может включиться в действие аэробный механизм синтеза АТФ, рассчитанный на выработку энергии при длительных нагрузках.

Чтобы хорошо развить кардиореспираторную систему, необходимо работать над аэробным и анаэробным механизмами образования энергии. Если цель программы – уменьшить массу тела, такая постановка вопроса особенно актуальна. Почему? При анаэробном механизме разлагаются АТФ, ФК, глюкоза-сахар, образуемые при реакции разложения углеводов. Аэробный механизм также работает на глюкозе, однако попутно сжигаются еще и жиры. Жиры, накопленные в организме, переносятся кровью к мышцам, где в присутствии кислорода и глюкозы они разлагаются с выделением энергии. Процесс сжигания жиров идет только в присутствии кислорода. Побочными продуктами этого процесса являются углекислый газ и вода; они никак не влияют на работоспособность (усталость) мышц.

Аэробные или анаэробные упражнения не являются ни плохими, ни хорошими. Включайте в программу те или иные упражнения в зависимости от целей клиента.

Слова «аэробный» и «анаэробный», употребленные в сочетании со словом «упражнение», в сущности, относятся к мышцам, задействованным при выполнении упражнений, так как энергия, необходимая для сокращения мышц, производится в клетках мышечных тканей. Термин «аэробные упражнения» означает, что мышцы, задействованные в упражнении, получают достаточно кислорода, чтобы их клетки могли вырабатывать энергию по аэробному механизму. Термин «анаэробные упражнения» означает, что к клеткам мышц поступает недостаточно кислорода, чтобы энергия вырабатывалась анаэробно, поэтому включается анаэробная система синтеза энергии.

Чем более тренирован человек, тем больше развита его кардиореспираторная система, тем при больших нагрузках она способна удовлетворять потребности клеток в кислороде.

Энергетический спектр

Когда вы отдыхаете, работает аэробная энергетическая система. Помните о том, что эта система не может отключиться ни на минуту, так как для жизнедеятельности клеток сердца, мозга, нервных клеток необходим кислород. Когда мы отдыхаем, организм продолжает работать. Мы вдыхаем, чтобы удовлетворить потребности клеток в кислороде.

Интенсивность нагрузок увеличивается при переходе из состояния покоя к ходьбе, а затем к бегу, потребность организма в кислороде возрастает. Кардиореспираторная система начинает работать более интенсивно, чтобы обеспечить кислородом активные мышцы. У нетренированного человека мышечные клетки не могут извлекать кислород из крови при возрастании нагрузок. При достижении 50-85% максимального аэробного уровня (процент зависит от физической формы участника и генетических особенностей организма), клетки начинают испытывать кислородное голодание. В этот момент включается анаэробная система. Например, это происходит, когда одно и то же силовое упражнение вы выполняете 8-12 раз, когда приходится напрягать мышцы в течение 30с

– 2-3 минуты.

Уровень нагрузок, при котором мышечные клетки начинают испытывать кислородное голодание и уже не способны синтезировать АТФ аэробно, называется анаэробным порогом. Когда человек пересекает эту критическую точку, он начинает тяжело дышать, в мышцах появляется ощущение жжения (создаваемое за счет скопления в клетках молочной кислоты), у него появляется

35

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

желание снизить нагрузки. Как правило, человек не может сказать более 3-4 слов, не переведя дыхание.

Восстановление сил даже после анаэробных усилий (не более 90с) происходит по аэробному механизму.

Безусловно, в разных ситуациях доминируют разные энергетические механизмы, однако, независимо от интенсивности и типа нагрузок, анаэробная и аэробная системы всегда в работе. По анаэробному механизму производится лишь малая толика энергии. Основной вклад в дело синтеза АТФ принадлежит аэробной системе. Во время отдыха, при небольших и средних нагрузках, больших нагрузках (если вы в хорошей физической форме), при восстановлении сил после анаэробных упражнений АТФ вырабатывается именно по аэробной схеме. Промежуточные продукты (углекислый газ и вода), возникающие при кислородном окислении жиров и углеводов, легко выводятся из организма при выдохе и в виде пота.

Анаэробный механизм включается, когда требуются кратковременные усилия и можно обойтись без большого количества кислорода. Если кислорода поступает недостаточно, вы начинаете чувствовать усталость.

Естественно, переключение на анаэробный механизм происходит не вдруг, а постепенно: организм начинает вырабатывать все больше и больше молочной кислоты, чтобы компенсировать недостаток энергии, который аэробная система не в состоянии покрыть при очень больших нагрузках. Любые упражнения с аэробного уровня легко перевести на анаэробный, увеличив нагрузку. Однако это рекомендуется делать лишь тогда, когда вы уверены, что клиент в отличной физической форме.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭНЕРГИЕЙ

Физиологическая адаптация к физическим нагрузкам

Давайте посмотрим, как организм вырабатывает энергию, каким образом происходит адаптация к физическим нагрузкам. Понимание этих моментов чрезвычайно важно для составления программ.

У здорового человека, который отдыхает, энергия вырабатывается аэробно. Как только на организм оказывается нагрузка, потребности в энергии возрастают. К сожалению, аэробная система не может быстро реагировать на резкое увеличение нагрузок и потребностей организма в кислороде. вы должны вдохнуть, затем из легких кислороду надо попасть в кровь, кровь переносит кислород к сердцу, и только сердце отправляет кислород к работающим мышцам.

Как видите, цепочка длинная. Таким образом, образуется «дыра»: кислород не успевает поступать к работающим мышцам. Такое явление называется кислородным дефицитом и наблюдается в начальной стадии выполнения упражнений (даже при очень небольших нагрузках).

Требуется несколько минут, чтобы кислород достиг зон активности. Даже если при выполнении упражнений нагрузки не изменяются, все равно на начальной стадии наблюдается нехватка кислорода.

Чтобы закрыть кислородную «дыру», включаются в действие анаэробные механизмы синтеза АТФ. Кислородный дефицит – это разница между количеством кислорода, которое организм реально использовал при физических нагрузках, и тем количеством, которое организм потребил бы, не будь кислородной «дыры», т.е. при немедленном реагировании аэробной системы синтеза АТФ.

Явление кислородного дефицита можно свести к минимуму, если увеличивать нагрузки постепенно (т.е. включить в программу разминку). В этом случае организму дается резерв времени, чтобы перебросить кровь от внутренних органов к активным мышцам. Однако абсолютно свести на нет кислородный дефицит невозможно: на самом начальном этапе нагрузки все равно будет включаться анаэробный механизм синтеза АТФ. В течение первых минут выполнения упражнений потребление кислорода резко увеличивается. Стабилизация наступает лишь на третьей-четвертой минуте, независимо от уровня физических нагрузок. После этого, если нагрузки не изменяются, величина потребляемого организмом кислорода остается постоянной.

Равномерное потребление кислорода говорит о балансе между количеством энергии, необходимой рабочим мышцам и скоростью синтеза АТФ аэробной системой. Если упражнения начинать с небольших нагрузок, то равномерное потребление кислорода достигается на третьейчетвертой минуте. С данной задачей кардиореспираторная система справляется легко. Подобное состояние клиенты характеризуют обычно следующим образом: «Я могу так двигаться хоть всю жизнь». Вообще, если клиент легко выполняет упражнение в течении пяти минут и более, это означает, что в его организме установилось состояние равномерного потребления кислорода.

36

ГЛАВА 5. ФИЗИОЛОГИЯ И РАЗВИТИЕ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При равномерном потреблении кислорода молочная кислота синтезируется в минимальных количествах, так как кислорода достаточно. Аэробная система вполне справляется с синтезом нужного количества АТФ (идет процесс аэробного гликолиза). Подобное состояние наблюдается при не очень больших нагрузках.

Очень важно доходчиво объяснить клиентам: что такое состояние равномерного потребления кислорода? Как человек при этом себя чувствует? Во время тренировочных занятий вы и ваш клиент будете ориентироваться именно на это состояние. Вам нередко придется просить участника программы увеличить нагрузку, выйдя из комфортной зоны равномерного потребления кислорода, или, наоборот, снизить нагрузку при восстановлении после очень активных упражнений.

Верхняя граница равномерного потребления кислорода совпадает с точкой анаэробного порога; у всех людей она разная из-за разного состояния кардиореспираторной системы и, следовательно, возможности «транспортировать» кислород к зонам активности. Так, если человека с малоподвижным образом жизни попросить пройти милю примерно за 20 минут, возможно, ресурсы его аэробной системы будут истощены, и включится анаэробный механизм синтеза АТФ. Верхняя граница равномерного потребления кислорода у этого человека будет очень низкой. У хорошо тренированного клиента ресурсов аэробной системы, скорее всего, хватит на очень большие нагрузки.

Упражнения в зоне равномерного потребления кислорода характеризуются максимальным уровнем интенсивности, который человек может сохранять на протяжении длительного времени.

Потребление кислорода при восстановлении сил

При восстановлении организма после легких, средних и сильных нагрузок человек потребляет большое количество кислорода, что связано с погашением так называемого «кислородного долга», рассчитываемого по формуле: количество кислорода, реально потребленное организмом в период восстановления, минус количество кислорода, которое организм использовал бы, находясь в состоянии покоя, в течении того же периода времени.

Нет сомнений в том, что при восстановлении сил после физических нагрузок аэробный метаболизм усиливается. После нагрузок вы дышите глубже, потребляя больше кислорода, который идет на восстановление израсходованных запасов энергии. Дополнительный кислород расходуется на синтез фосфатов (АТФ-ФК), необходимых для работы анаэробной системы. При переходе от больших нагрузок к средним, дополнительный кислород расходуется на обратный процесс синтеза гликогена из молочной кислоты. Однако главным источником при синтезе гликогена является не избыток молочной кислоты, образовавшейся при работе анаэробной системы, а углеводы, поступившие в организм с пищей.

По показателю «кислородного долга» можно судить о величине «кислородного дефицита». Более того, значение «кислородного долга» отражает энергетические затраты анаэробной системы. Респираторной, кровеносной, гормональной систем, энергетические затраты на восстановление тканей, стабилизацию ионных и тепловых механизмов (перераспределение кальция, калия, натрия в мышцах и других частях тела). При восстановлении организма после физических нагрузок на указанные процессы требуется огромное количество кислорода, гораздо большее. Чем при обычных условиях.

При восстановлении организма уровень потребляемого кислорода снижается постепенно, поэтому после тренировки рекомендуется выполнять так называемую «заминку». Подобное построение программы позволит «мягко» восстановить нормальный аэробный уровень. При легких и средних нагрузках аэробный уровень приходит в норму очень быстро. После больших нагрузок этот процесс длится дольше и весьма ощутим (вы учащенно дышите, с лица струится пот – вообще, требуется время для того, чтобы «остыть»).

«Кислородный долг»: нагрузки и восстановление организма

Восстановление организма после физических нагрузок может быть активным или пассивным. При активном восстановлении тренировка заканчивается «заминкой», т.е. постепенно уменьшающимися нагрузками. Такой подход предотвращает судороги в мышцах, облегчает процесс восстановления. Что касается пассивного метода, то в этом случае человек лежит на полу, не двигаясь. Те, кто предпочитают пассивный подход, считают, что состояние абсолютного покоя требует меньше кислорода, чем обычное состояние организма, и таким образом высвобождается определенное количество кислорода, позволяющее организму восстановиться.

Если ваши нагрузки не выходили из диапазона равномерного потребления кислорода, восстанавливать силы рекомендуется пассивно. Когда вы выполняете аэробные упражнения на уровне равномерного потребления кислорода или комплекс 5-10 секундных упражнений на разные группы мышц, в организме не происходит скопления больших количеств молочной кислоты. Поэтому

37

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

восстановительный период – очень короткий, после чего можно снова приступать к выполнению упражнений – вы не будете чувствовать никакой усталости. Не все соглашаются с тем, что пассивный метод (или метод малых нагрузок) способствует восстановлению организма. Хотя исследования подтверждают, что наиболее оптимальным способом восстановления является пассивный метод, однако его следует применять только в том случае, если у человека больное сердце или вы хотите усилить эффект упражнений. Помните о том, что небольшие нагрузки ни в коем случае не мешают процессу восстановления.

Если нагрузки превышают 50-60% максимального аэробного уровня (что составляет примерно 70-75% максимального ЧСС), то аэробная система перестает справляться с нагрузками, независимо от вашего физического состояния. Начинается активный синтез молочной кислоты. Вскоре вы начинаете чувствовать непреодолимое желание прекратить упражнения. (Заметим, однако, что у некоторых спортсменов аэробная система может работать даже при 85% аэробного уровня).

Удаление из организма излишков молочной кислоты происходит быстрее при активном восстановлении. Рекомендуется выполнять упражнения на большие группы мышц, при этом нагрузки должны быть в диапазоне равномерного потребления кислорода или ниже. Пока преимущества активной разминки в данном случае подтверждаются лишь практически. В принципе активизация процесса удаления молочной кислоты может быть связана с усилением кровотока к органам, для жизнедеятельности которых необходима молочная кислота (печень и сердце). Кроме того, при активном восстановлении увеличивается кровоток к мышцам, что тоже способствует удалению излишков молочной кислоты, так как мышечная ткань окисляет эту кислоту в процессе цикла Кребса (аэробная система синтеза АТФ). Однако если разминка слишком интенсивная и нагрузки превышают точку аккумуляции молочной кислоты в крови, процесс восстановления организма может затянуться, так как в этом случае синтез молочной кислоты будет продолжаться.

Если оставить свободу выбора за клиентом, большинство людей сами смогут четко определить для себя уровень активности, необходимый для восстановления организма. Этот уровень будет соответствовать нагрузкам, лежащим ниже точки аккумуляции молочной кислоты. При таких нагрузках человек не задыхается, говорит, не заглатывая воздух, не жалуется на то, что у него болят мышцы или что в них ощущается жжение (аккумулирование молочной кислоты).

«Заминка» помогает организму восстановить запасы энергии. Если способ восстановления выбран правильно, нагрузки на сердце минимальны.

Хронология энергетического спектра при выполнении упражнений на развитие кардиореспираторной системы

1.Первые 10 секунд. На первые минуты активности вполне хватает запасов энергии, имеющихся в организме. На этом этапе энергия выделяется за счет расщепления фосфокреатина (ФК) и АТФ, запасы которых в организме невелики и быстро исчерпываются (ФК и АТФ хватает на срок от 10 секунд до нескольких минут, в зависимости от уровня нагрузки).

Заметим, что система АТФ-ФК не вырабатывает молочную кислоту. Повышенный уровень в крови молочной кислоты на начальных этапах выполнения упражнений объясняется одновременным включением механизма выработки молочной кислоты. Указанные две схемы действуют до тех пор, пока вы не войдете в состояние устойчивого потребления кислорода, когда начинает активно работать аэробная система и кислородная «дыра» ликвидируется.

2.Первые 1-3 минуты. Небольшое количество энергии производится за счет расщепления гликогена, содержащегося в мышечной ткани, или глюкозы, вырабатываемой печенью и поставляемой кровью к работающим мышцам. Этот процесс называется анаэробным гликолизом. Насколько интенсивно работает данная система, зависит от уровня нагрузок. Молочная кислота является побочным продуктом химических реакций, идущих при анаэробном гликолизе (т.е в условиях недостатка кислорода). При активизации данного механизма, молочная кислота в организме накапливается очень быстро, в результате человек устает и прекращает заниматься. После снижения нагрузок большая часть молочной кислоты, выработанной вследствие расщепления гликогена и глюкозы, захватывается кровью и доставляется к печени, где она снова превращается в гликоген.

3.Активность продолжительностью три минуты. На этом этапе (а именно: в состоянии устойчивого потребления кислорода, восстановления, уменьшения нагрузок) включается аэробная система. Гликоген, вырабатываемый печенью, расщепляется до глюкозы, которая затем поступает в кровь и служит топливом для аэробного и анаэробного механизмов. В начале выполнения упражнений, а также при очень высоких нагрузках глюкоза вступает в реакции по анаэробной схеме: как только человек входит в состояние устойчивого потребления кислорода, превалирующим становится аэробный механизм переработки глюкозы.

38

ГЛАВА 5. ФИЗИОЛОГИЯ И РАЗВИТИЕ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.От трех минут до нескольких часов в состоянии равномерного потребления кислорода.

Вконечном итоге жировые клетки начинают расходовать жиры – «излюбленное топливо» аэробной системы. В первую очередь, происходит расщепление жирных кислот до глюкозы и гликогена, из которых затем синтезируется АТФ. Единственными ограничителями в работе данного механизма являются истощение запасов гликогена и глюкозы в мышцах, а также недостаток кислорода. В целом аэробный механизм позволяет довольно долго выдерживать физические нагрузки.

5.Восстановление. На данном этапе молочная кислота, АТФ, ФК синтезируются и

используются в присутствии достаточного количества кислорода. Тренеры очень часто упускают этот этап, хотя он очень важен при восстановлении организма после анаэробных нагрузок (например, при анаэробных кардиореспираторных интервалах или силовых упражнениях).

Усталость – начало процесса. Если нагрузки велики (по вашему физическому уровню), организм пытается активизировать аэробный механизм, чтобы обеспечить организм необходимой энергией. Скорость аэробных реакций увеличивается, человек начинает глубже дышать. Однако в силу плохой физической формы механизмы выработки энергии не успевают синтезировать нужные «материалы». Таким образом, организм не способен поставить достаточное количество кислорода или переработать его, чтобы удовлетворить потребности аэробной системы.

Энергетическая хронология высокоинтенсивной активности

Анаэробный порог. Как только интенсивность кардиореспираторных упражнений возрастает, начинают доминировать анаэробные системы, в частности механизм синтеза молочной кислоты. Частые сокращения мышц вызывают сужение мелких артерий, в результате чего к мышцам, на которые приходятся нагрузки, начинает поступать ограниченное количество крови, а, следовательно, и меньшее количество кислорода, глюкозы, жира. В этом случае клетки вынуждены расходовать собственные запасы гликогена. Как только человек приближается к анаэробному порогу, границе зоны состояния равномерного потребления кислорода, уровень молочной кислоты в крови резко повышается. Молочная кислота замедляет аэробные реакции, что приводит к снижению интенсивности мышечных сокращений.

Если вы снижаете темп упражнений, в организм начинает поступать достаточное количество кислорода, и избыток молочной кислоты переходит в глюкозу или гликоген. Вся «лишняя» молочная кислота удаляется из организма за 30-45 минут.

По анаэробному механизму синтезируется довольно много энергии. Однако возможностей этой системы хватает лишь на 40-50 секунд. Это происходит потому, что наш организм не может в течение длительного времени пребывать в условиях избытка молочной кислоты и недостатка АТФФК. В отличие от анаэробной системы, аэробная система активизируется с увеличением нагрузок.

Анаэробный порог и интервальные тренировочные занятия

Вся эта довольно сложная информация очень полезна при составлении программ кардиореспираторных занятий. Здесь возможно несколько подходов, позволяющих приостановить процесс выработки молочной кислоты. Описанные ниже методы помогут вашим клиентам стать более работоспособными, приобрести отличную физическую форму и похудеть, при этом уменьшить лишнюю массу тела.

Нагрузки в пределах состояния равномерного потребления кислорода на границе с анаэробным порогом. Анаэробный порог – предел возможностей аэробной системы, когда для удовлетворения возрастающих потребностей организма в энергии начинается процесс усиленной выработки молочной кислоты, что, в конце концов, приводит к изнеможению. Периодически доводя нагрузки до уровня, близкого к анаэробному порогу, вы тренируете аэробный механизм.

Интервальные тренировки. Интервальный метод состоит в следующем: вы чередуете периоды нагрузок, превышающих анаэробный порог, с периодом восстановления сил. Отодвинуть границу анаэробного порога можно только путем высокоинтенсивных кардиореспираторных упражнений. Чередуйте нагрузки и отдых, и граница интенсивной выработки молочной кислоты поднимется. В результате вы станете более выносливым (за счет расширения зоны равномерного потребления кислорода), приобретете отличную физическую форму, похудеете.

Если нагрузки невелики, ваш аэробный уровень никогда не увеличится, и показатели выносливости останутся прежними. Нагрузки на уровне, требующем очень интенсивной работы кардиореспираторной системы (когда процент от максимального аэробного уровня составляет большую величину), называются «функциональным процентом максимального аэробного уровня». Этот показатель служит характеристикой состояния кардиореспираторной системы.

Эти моменты необходимо учитывать, когда хотите добиться определенных результатов. Однако если у клиента плохое здоровье, здесь требуется осторожный подход. В этом случае

39

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

интервальные переходы должны быть более плавными, нагрузки очень небольшими. Главное – учитывайте физические возможности своего клиента.

СВЕРХНАГРУЗКИ И КАРДИОРЕСПИРАТОРНЫЙ ФИТНЕС

При составлении программы упражнений необходимо правильно рассчитать сверхнагрузки, иначе вы никогда не добьетесь успеха в деле улучшения кардиореспираторной системы.

Сверхнагрузка (не путать с перетренированностью) – это продолжительная ритмичная работа больших групп мышц, позволяющая быстро увеличить пульс и приток венозной крови к сердечной мышце. Если вы хотите добиться высоких результатов, нагрузки необходимо постоянно увеличивать.

Отметим, что пульс можно увеличить разными методами: лекарствами, эмоциями, силовыми упражнениями, однако нам важно параллельно интенсифицировать приток венозной крови к сердцу, иначе вы никогда не добьетесь результатов в деле улучшения работы кардиореспираторной системы.

Кардиореспираторные сверхнагрузки характеризуются частотой, интенсивностью и

продолжительностью.

Вкомплекс необходимо включить аэробные упражнения, интервальный сегмент с преобладанием анаэробных упражнений – только в этом случае возможно повысить выносливость организма. Правильно подобранные нагрузки позволяют улучшить работу кардиореспираторной системы, а значит, увеличить количество поступающего в кровь кислорода.

При выполнении кардиореспираторных упражнений вы добиваетесь следующих результатов:

1.Увеличение плотности тканей капилляров. При увеличении плотности тканей сосудов питательные вещества и кислород быстрее доставляются к рабочим мышцам, а побочные продукты метаболизма (молочная кислота, углекислый газ, вода) быстрее удаляются. Этот эффект наблюдается при выполнении упражнений на развитие выносливости.

2.В клетках увеличивается число митохондрий, которые часто называют «энергетическими станциями» аэробного гликолиза; кроме того, размеры митохондрий УВЕЛИЧИВАЮТСЯ. В результате этих процессов аэробный механизм начинает работать эффективнее, выдерживая интенсивные нагрузки.

3.При выполнении упражнений на развитие выносливости увеличивается количество аэробных ферментов (протеинов, катализирующих процессы выработки энергии); кислород перерабатывается более продуктивно. В результате энергия вырабатывается быстрее.

4.Интервальный режим упражнений помогает углубить процесс метаболизма: включить в механизм выработки энергии волокна всех типов.

5.Возрастает величина минутного сердечного выброса, т.е. увеличивается количество крови, «выбрасываемой» сердцем за одно сокращение.

6.Регулярные тренировки улучшают способность клеток «извлекать» кислород из крови.

Врезультате указанных физиологических и биохимических изменений клетки нашего организма приобретают способность вырабатывать АТФ по аэробного механизму даже при достаточно высоких нагрузках.

КАК ВЫБРАТЬ МЕТОД ТРЕНИРОВКИ

Когда у клиента улучшается состояние кардиореспираторной системы, его целевая направленность занятий изменяется. Чтобы удовлетворить его растущие запросы, можете выбрать любые упражнения на большие группы мышц. Первое, на что вы должны обратить внимание при разработке программы: необходимо проанализировать упражнения с точки зрения работы энергетических систем организма. Признаком эффективной работы энергетической системы является хорошая техника выполнения упражнения и прекрасная физическая форма. Чтобы улучшить работу кардиореспираторной системы, необходимо выполнять как аэробные, так и анаэробные упражнения. Интервальный метод позволяет отодвинуть анаэробную границу.

Адаптация к интервальным нагрузкам, превышающим границу состояния равномерного потребления кислорода, повышает способность человека работать с большой интенсивностью анаэробно, а также при высоком уровне молочной кислоты в крови.

В деле выбора упражнений следует в основном ориентироваться на интересы клиента, при этом, конечно, необходимо задавать такие нагрузки, которые позволяли бы эффективно тренировать кардиореспираторную систему. Может возникнуть вопрос, как правильно выбрать нагрузки. Прежде всего, ориентируйтесь на физическое состояние человека и его цели. Не забудьте спросить своего клиента, зачем он пришел к вам: улучшить технику выполнения упражнений, свою физическую форму, похудеть, поправить здоровье.

Помимо упражнений для улучшения работы кардиореспираторной системы рекомендуется: заниматься ходьбой, аквааэробикой, плаванием, бегом, горным велосипедом, степ-аэробикой, сайклом и др.

40