Блог о мире спорта со всем его разнообразием.
Интересные и познавательные статьи о тренировках и жизненном пути ведущих спортсменов разных стран мира.

Здесь может быть Ваша реклама.
Размер баннера: 468x60

Физиологические изменения в организме при работе максимальной мощности

Работа максимальной мощности - это работа с предельной для данного организма интенсивностью. В виду своей чрезвычайной интенсивности такая работа может продолжаться не более 20 секунд 
(в некоторых литературных источниках приводится цифра 30 секунд, но на самом деле биохимические процессы при работе, продолжающейся более 15-20 секунд, уже не соответствуют признакам работы максимальной мощности).

Примерами работы максимальной мощности можно считать бег на дистанции 60 м и 100 м, плавание на дистанцию 25 м, велогонки на треке - гиты 200 м и т.п.

При выполнении работы максимальной мощности организм тратит на ее обеспечение огромное количество энергии в единицу времени. Однако, из-за короткой длительности такой деятельности общие энерготраты очень малы - примерно 80 кКал на всю работу (чашка кофе без булочки). Обеспечить освобождение 80 кКал энергии за несколько секунд можно только за счет быстрого бескислородного (анаэробного) распада веществ. Хотя при бескислородном способе расщепления образуются недоокисленные продукты распада, их существенного накопления в организме не происходит в виду малой длительности работы.

За несколько секунд, которые продолжается работа максимальной мощности, организм не успевает увеличить деятельность своих систем до уровня, необходимого для ее обеспечения. Поэтому работа максимальной мощности практически полностью выполняется «в долг». То есть на мышечное сокращение расходуются вещества, которые присутствовали в мышечных клетках в состоянии покоя. Восстановиться или поступить из крови в клетки эти вещества просто не успевают. Запасы израсходованных веществ восстанавливаются уже после прекращения работы - во время отдыха. Следовательно, работа максимальной мощности продолжается до тех пор, пока в клетках не закончатся химические вещества, необходимые для мышечного сокращения 
(аденозинтрифосфорная кислота - АТФ и вещества, позволяющие в короткий срок обеспечить синтез израсходованной АТФ - преимущественно, креатинфосфат). После того, как в мышечных клетках иссякли запасы АТФ и креатинфосфата, интенсивность работы резко снижается, организм переходит на другие источники ее обеспечения, но такую работу уже нельзя назвать работой максимальной мощности. Таким образом, запасы АТФ и креатинфосфата в клетках в состоянии покоя являются фактором, лимитирующим (ограничивающим длительность) работу максимальной мощности.

Некоторым спортсменам с целью повышения количества АТФ в мышцах иногда назначают инъекции (уколы) этого вещества. В действительности же, искусственно повысить запас АТФ в клетке практически невозможно, так как при его увеличении до определенного уровня клетка расщепляет АТФ и ее запас снова остается исходным. Поэтому такие мероприятия имеют не физиологическое, а психологическое воздействие на спортсмена. При отсутствии большого вреда от таких уколов спортсмену внушают, что он принял высокоэффективный допинг. Это внушение зачастую позволяет увеличить работоспособность за счет использования психических резервов.

Хотя интенсивность работы максимальной мощности такова, что требует увеличения силы и частоты сердечных сокращений в несколько раз по сравнению с уровнем покоя, во время работы этого не происходит. Сердце просто не успевает столь существенно повысить свою работу за такое короткое время. Увеличение деятельности сердца наблюдается уже после прекращения работы - во время восстановления. 
То же самое происходит с дыханием. Работа максимальной мощности может выполняться даже на полной задержке дыхания или не вызывать его существенного повышения. После же прекращения работы организм восстанавливает образовавшийся долг кислорода путем увеличения частоты и глубины дыхания.

Еще одной характерной особенностью работы максимальной мощности является чрезвычайно напряженная деятельность нервной системы по ее обеспечению. Нервная система при этой работе с максимально возможной для себя частотой посылает импульсы к мышцам, запуская их быстрое и интенсивное сокращение. Столь же огромен и поток обратных импульсов от мышц к нервной системе, информирующий ее о состоянии мышц. Такой режим работы для нервной системы чрезвычайно утомителен. Поэтому работоспособность в зоне максимальной мощности ограничивается возможностями нервной системы (нервных клеток) работать в столь напряженном режиме. Ограничивается она и возможностями нервных клеток передавать информацию друг другу и мышечным клеткам.

 

Как нервная система запускает мышечное сокращение

Одной интенсивной деятельности нервной системы еще не достаточно для того, чтобы мышцы быстро и эффективно сокращались. Мышцы должны быть способны воспринять исполнительные команды от нервной системы и ответить на них сокращением. В нормальных условиях способность нервной системы посылать импульсы определенной частоты соответствует способности мышц отвечать на них (ситуация может измениться во время болезни, сильного утомления или переутомления и в других случаях). Важное значение имеет также способность мышц быстро расслабляться. Быстрое расслабление необходимо для того, чтобы мышца снова могла воспринять команду на сокращение. Как ни странно, способность мышцы быстро расслабляться является более важным фактором, лимитирующим работу в зоне максимальной мощности, чем способность мышц быстро сокращаться.

Подытожим вышесказанное.

 

Основные физиологические особенности работы максимальной мощности:
      нервная система работает в предельном режиме, посылая исполнительные команды к мышцам с максимальной частотой импульсации;
      мышцы отвечают на импульсы нервной системы максимально возможной скоростью и силой сокращения;
      энергообеспечение работы осуществляется за счет АТФ, имеющейся в мышечной клетке, и бескислородного (анаэробного) распада химических веществ, используемых для ее синтеза (преимущественно, креатинфосфата);
      изменения в сердечно-сосудистой и дыхательной системах во время работы незначительны, но наблюдаются в периоде восстановления;
      процессы восстановления во время работы незначительны - она почти полностью выполняется «в долг»;
      существенных изменений в пищеварительной, выделительной системах, системе терморегуляции, системе крови, иммунной системе не происходит в виду малой продолжительности работы (такие изменения могут наблюдаться, если работе предшествовала относительно интенсивная и длительная разминка);
      изменения в деятельности желез внутренней секреции касаются только мозгового слоя надпочечников, который резко увеличивает выброс в кровь адреналина и норадреналина, а также той части гипофиза, которая управляет деятельностью надпочечников. Существенных изменений в деятельности других желез внутренней секреции не происходит.

 

Работу максимальной мощности лимитируют (ограничивают):

 

      способность нервной системы посылать нервные импульсы с предельной частотой;
      способность нервной системы быстро воспринимать и перерабатывать огромное количество информации, получаемой от работающих мышц;
      способность нервных клеток быстро и эффективно передавать импульсы друг другу;
      способность мышц отвечать сокращением на нервные импульсы, посылаемые с предельной частотой;
      способность мышц быстро расслабляться;
      запасы АТФ и креатинфосфата в мышечных клетках.

Таким образом, работа максимальной мощности, в основном, предъявляет высокие требования к деятельности нервной системы, а также мышечного аппарата.

Факторы, лимитирующие работу максимальной мощности, в большой степени предопределены генетически и очень слабо поддаются тренировке. Поэтому способность высокоэффективно работать в зоне максимальной мощности во многом зависит от врожденных особенностей организма. Иными словами, «великими спринтерами рождаются».

Как уже говорилось, при работе максимальной мощности необходимо быстрое освобождение энергии, а значит химические вещества, расщепление которых дает энергию для мышечного сокращения, подвергаютсябескислородному (анаэробному)*** распаду. В мышечных клетках анаэробно способны распадаться только некоторые виды углеводов и химическое вещество, называемое креатинфосфатом. Распад жиров не может происходить без участия кислорода, следовательно, работа максимальной мощности не подходит желающим сбросить лишнюю массу тела.

P/S:
***Преимуществом бескислородного (анаэробного) распада является высокая скорость освобождения энергии, необходимой для синтеза АТФ, что позволяет выполнять чрезвычайно интенсивную работу. Но существует и ряд недостатков такого способа расщепления. 
Во-первых, без участия кислорода в мышечных клетках способны расщепляться не все вещества, а только определенные виды углеводов (глюкоза и ее производное - гликоген, причем обычно используется гликоген) и химическое вещество под названием креатинфосфат. Запасы этих веществ в клетке не безграничны. Креатинфосфат или гликоген должны либо восстанавливаться, либо поступать из крови. На оба процесса требуется определенное время, в течение которого интенсивную работу выполнять уже невозможно. 
Запасов креатинфосфата в мышечной клетке хватает на работу в течение нескольких секунд (5-6 секунд). За счет запасов гликогена можно выполнять работу в течение нескольких минут (3-4 минуты), но это будет уже менее интенсивная деятельность. Во-вторых, без участия кислорода вещества расщепляются неполностью, поэтому в мышцах накапливаются недоокисленные продукты распада 
(наиболее известным является молочная кислота - один из возможных продуктов неполного распада гликогена). Эти недоокисленные вещества, изменяют внутреннюю среду клеток так, что клетки становятся неспособны выполнять свои функции. То есть мышца становится неспособной более сокращаться, и человек прекращает работу. 

© Karina Kazak
www.karina-kazak.narod.com 

Дата публикации: 17.02.2014