Работающим мышцам необходима энергия. Следовательно, любая физическая нагрузка требует поставки энергии. В нашем организме существуют разные системы энергообеспечения, каждая из которых имеет свои особенности. Составление оптимальной тренировочной программы возможно только при хорошем знании принципов энергообеспечения.
Если прислушаться к своему организму, то можно достаточно точно установить, какая именно из систем в данный момент задействована для снабжения работающих мышц энергией. Однако, на практике, многие спортсмены не прислушиваются к сигналам своего организма, в соответствии с которыми они могли бы вносить изменения в свою тренировочную программу. Многие спортсмены тренируются слишком интенсивно или слишком однообразно, некоторые тренируются с чрезмерно низкой интенсивностью. Как бы то ни было, ни те, ни другие, никогда не смогут достичь желаемых результатов. Установить оптимальную тренировочную интенсивность можно двумя способами: при помощи замеров уровня лактата (молочной кислоты) в крови или при помощи регистрации частоты сердечных сокращений (ЧСС). Используя оба или один из этих методов, спортсмены часто добиваются более высоких результатов даже при меньшем объеме и интенсивности тренировок.
Энергетические системы
В организме человека существует такое высокоэнергетическое химическое вещество как аденозинтрифосфат (АТФ), которое является универсальным источником энергии. Во время мышечной деятельности АТФ распадается до аденозинфосфата (АДФ). В ходе этой реакции высвобождается энергия, которая непосредственно используется мышцами для энергии.
АТФ —> АДФ + энергия
Содержание АТФ в мышцах незначительное. При интенсивной мышечной деятельности запасы АТФ расходуются в течение 2 с. Однако внутри мышц существует несколько вспомогательных систем, которые непрерывно восстанавливают АТФ из продукта ее распада АДФ. Благодаря непрерывному восстановлению (ресинтезу) АТФ в организме поддерживается относительное постоянство этого вещества, что позволяет мышцам работать без остановки.
Выделяют три основных системы ресинтеза АТФ: фосфатную, лактат-ную и кислородную.
Фосфатная система
Фосфатный механизм ресинтеза АТФ включает использование имеющихся запасов АТФ в мышцах и быстрый ее ресинтез за счет высокоэнергетического вещества креатинфосфата (КрФ), запасы которого в мышцах ограничиваются 6-8 с интенсивной работы. Реакция ресинтеза АТФ с участием КрФ выглядит следующим образом:
КрФ + АДФ → АТФ + креатин
Фосфатная система отличается очень быстрым ресинтезом АТФ из АДФ, однако она эффективна только в течение очень короткого времени. При максимальной нагрузке фосфатная система истощается в течение 10 с. Вначале в течение 2 с расходуется АТФ, а затем в течение 6-8 с - КрФ. Такая последовательность наблюдается при любой интенсивной физической деятельности. Фосфатная система важна для спринтеров, футболистов, прыгунов в высоту и длину, метателей диска, боксеров и теннисистов, то есть для всех взрывных, кратковременных, стремительных и энергичных видов физической деятельности.
Скорость ресинтеза КрФ после прекращения физической нагрузки также очень высока. Запасы высокоэнергетических фосфатов (АТФ и КрФ), израсходованных во время нагрузки, восполняются в течение нескольких минут после ее завершения. Уже через 30 с запасы АТФ и КрФ восстанавливаются на 70%, а через 3-5 мин восстанавливаются полностью.
Для тренировки фосфатной системы используются резкие, непродолжительные, мощные упражнения, чередующиеся с отрезками отдыха. Отрезки отдыха должны быть достаточно длительными, чтобы успевал происходить ресинтез АТФ и КрФ (график 1).
Содержание АТФ и КрФ в организме увеличивается на 25-50% после 7 месяцев тренировок на выносливость в виде бега три раза в неделю. АТФ и КрФ являются самыми быстродоступными источниками энергии. Увеличение запасов АТФ и КрФ повышает способность спортсмена показывать хорошие результаты в видах деятельности, которые длятся не более 10 с.
Уже через 8 недель спринтерских (скоростных) тренировок значительно увеличивается количество ферментов, которые отвечают за распад и ре-синтез АТФ. Если АТФ распадается быстрее, то, следовательно, и высвобождение энергии происходит быстрее. Таким образом, тренировка не только повышает запасы АТФ и КрФ, но и ускоряет процесс распада и восстановления АТФ. Такая адаптация организма (увеличение запасов АТФ/КрФ и повышение ферментативной активности) достигается путем сбалансированной тренировочной программы, включающей как аэробные, так и спринтерские тренировки.
Фосфатная система называется анаэробной, потому что в ресинтезе АТФ не учавствует кислород, и алактатной, поскольку не образуется молочная кислота.
Кислородная система
Кислородная, или аэробная, система является наиболее важной для спортсменов на выносливость, поскольку она может поддерживать физическую работу в течение длительного времени.
Кислородная система обеспечивает организм, и в частности мышечную деятельность, энергией посредством химического взаимодействия пищевых веществ (главным образом, углеводов и жиров) с кислородом. Пищевые вещества поступают в организм с пищей и откладываются в его хранилищах для дальнейшего использования по необходимости. Углеводы (сахар и крахмалы) откладываются в печени и мышцах в виде гликогена. Запасы гликогена могут сильно варьироваться, но в большинстве случаев их хватает как минимум на 60-90 мин работы субмаксимальной интенсивности. В то же время запасы жиров в организме практически неисчерпаемы.
Углеводы являются более эффективным "топливом" по сравнению с жирами, так как при одинаковом потреблении энергии на их окисление требуется на 12% меньше кислорода. Поэтому в условиях нехватки кислорода при физических нагрузках энергообразование происходит в первую очередь за счет окисления углеводов. Поскольку запасы углеводов ограничены, ограничена и возможность их использования в видах спорта на выносливость. После исчерпания запасов углеводов к энергообеспечению работы подключаются жиры, запасы которых позволяют выполнять очень длительную работу.
Вклад жиров и углеводов в энергообеспечение нагрузки зависит от интенсивности упражнения и тренированности спортсмена. Чем выше интенсивность нагрузки, тем больше вклад углеводов в энергообразование. Но при одинаковой интенсивности аэробной нагрузки тренированный спортсмен будет использовать больше жиров и меньше углеводов по сравнению с неподготовленным человеком. Таким образом, тренированный человек будет более экономично расходовать энергию, так как запасы углеводов в организме небезграничны.
Производительность кислородной системы зависит от количества кислорода, которое способен усвоить организм человека. Чем больше потребление кислорода во время выполнения длительной работы, тем выше аэробные способности. Под воздействием тренировок аэробные способности человека могут вырасти на 50%.
Окисление жиров для энергии происходит по следующему принципу:
Жиры + кислород + АДФ → углекислый газ + АТФ + вода
Полученный в ходе реакции окисления углекислый газ выводится из организма легкими.
Распад углеводов (гликолиз) протекает по более сложной схеме, в которой задействуются две последовательные реакции:
Первая фаза:
глюкоза + АДФ → молочная кислота + АТФ
Вторая фаза:
молочная кислота + кислород +АДФ → углекислый газ +АТФ + вода
Первая фаза протекает без участия кислорода, вторая - с участием кислорода. При легкой физической нагрузке побочный продукт распада углеводов молочная кислота используется непосредственно во второй фазе, поэтому окончательное уравнение выглядит так:
Глюкоза + кислород + АДФ → углекислый газ + АТФ + вода
Пока потребляемого кислорода достаточно для окисления жиров и углеводов, молочная кислота не будет накапливаться в организме.
Лактатная система
По мере увеличения интенсивности нагрузки наступает период, когда мышечная работа уже не может поддерживаться за счет одной только аэробной системы из-за нехватки кислорода. С этого момента в энергообеспечение физической работы вовлекается лактатный механизм ресин-теза АТФ, побочным продуктом которого является молочная кислота. При недостатке кислорода молочная кислота, образовавшаяся в первой фазе аэробной реакции, не нейтрализуется полностью во второй фазе, в результате чего происходит ее накопление в работающих мышцах, что приводит к ацидозу, или закислению, мышц. Реакция лактатного механизма проста, и выглядит так:
Глюкоза + АДФ → молочная кислота + АТФ
Болезненность мышц - характерная черта нарастающего ацидоза (боль в ногах у велосипедиста или бегуна, боль в руках у гребца). При нарастающем ацидозе спортсмен не способен поддерживать тот же уровень нагрузки. Чаще всего ацидоз происходит в тех случаях, когда спортсмен -велосипедист, бегун или лыжник - предпринимает ускорение. Спортсмен, который способен оттягивать момент ацидоза дольше всех, с большей вероятностью выиграет гонку.
При превышении определенного уровня интенсивности (который варьируется от человека к человеку) происходит активация некоего механизма, посредством которого организм переходит на полностью анаэробное энергообеспечение, где в качестве источника энергии используются исключительно углеводы. При переходе на полностью анаэробное энергообеспечение интенсивность нагрузки в течение нескольких секунд или минут, в зависимости от интенсивности нагрузки и уровня подготовленности спортсмена, резко снижается
(либо работа вовсе прекращается) вследствие накопления молочной кислоты, которая становится причиной нарастающей мышечной усталости.
При беге на 100, 200, 400 и 800 м, а также во время любой другой интенсивной работы, длящейся 2-3 мин, энергообеспечение нагрузки осуществляется в основном анаэробным путем. В беге на 1500 м вклад аэробного и анаэробного энергообеспечения примерно одинаков - 50/50. В самом начале любого упражнения, в независимости от интенсивности нагрузки, энергообеспечение происходит только анаэробным путем. Каждый раз организму требуется несколько минут для того, чтобы аэробная система полностью включилась в работу - пока легкие, сердце и системы транспорта кислорода не приспособятся к потребностям нагрузки. До того момента необходимая энергия поставляется за счет лактатного механизма.
Лактатная система также поставляет энергию при кратковременном увеличении интенсивности во время обычной аэробной нагрузки - при рывках, преодолении подъемов, попытке отрыва от преследователей. Лактатная система участвует в энергообеспечении финишного броска после продолжительной нагрузки (например, на финише марафона или велогонки).
Высокие показатели лактата, которые могут появиться во время выполнения интенсивной нагрузки, являются свидетельством несостоятельности аэробной системы. Высокие показатели лактата означают, что в энергообеспечении нагрузки подключилась лактатная система, побочным продуктом которой является молочная кислота. Максимальная концентрация лактата может достигать значений, в 20 раз превышающих таковые во время покоя. На графике 2 показаны максимальные концентрации лактата, которые достигаются спортсменами в беге на разные дистанции. Из графика видно, что максимальная концентрация достигается в беге на 400 м, затем с увеличением дистанции концентрация снижается.
Высокая концентрация лактата приводит к мышечной усталости. Если спортсмен начнет свой длительный бег в слишком высоком темпе или если он слишком рано предпримет финишный рывок, концентрация лактата в его организме возрастет до высоких значений. Усталость, которая последует за ростом концентрации лактата, не даст спортсмену выиграть гонку.
Высокая концентрация лактата приводит к ацидозу (закислению) мышечных клеток и межклеточного пространства. Ацидоз может серьезно нарушить функционирование различных механизмов внутри мышечных клеток. Систему аэробных ферментов в мышечной клетке можно рассматривать как фабрику, где зарождается аэробная энергия. Эта ферментативная система повреждается ацидозом, который снижает аэробные способности спортсмена. Если клетки повреждены ацидозом, то может потребоваться несколько дней, прежде чем ферментативная система начнет снова нормально функционировать и аэробные возможности полностью восстановятся. Когда интенсивные нагрузки повторяются очень часто (т.е. без достаточного восстановления), аэробные возможности значительно снижаются. Частое повторение интенсивных нагрузок приводит также к возникновению перетренированности. Повреждение стенок мышечных клеток под влиянием ацидоза являются причиной утечки веществ из мышечных клеток в кровь. В течение дня после напряженной тренировки в крови спортсмена можно обнаружить любые виды отклонений, в особенности большие показатели мочевины, креатинкиназы, аспартатаминотрансферазы и аланинаминотранс-феразы, которые указывают на повреждение стенок мышечных клеток.
Для того чтобы показатели крови снова пришли в норму, организму может потребоваться от 24 до 96 ч. Эти показатели нужно учитывать при выборе типа нагрузки. В данном случае тренировки должны быть легкими -восстановительными. При более интенсивных тренировках восстановление будет проходить намного дольше.
Высокие показатели лактата нарушают координационные способности. Интенсивные тренировки в сочетании с высокими показателями лактата нарушают работу сократительного механизма внутри мышцы и, следовательно, также влияют на координационные возможности, которые необходимы в видах спорта, требующих высокого технического мастерства (теннис, футбол, дзюдо). Тренировки на технику никогда не следует проводить при показателях лактата выше 6-8 ммоль/л, поскольку координация нарушается до такой степени, что тренировка становится просто неэффективной.
Высокие показатели лактата повышают риск возникновения травмы. Ацидоз мышечной ткани приводит к микроразрывам (незначительные повреждения мышц, которые могут стать причиной травмы в случае недостаточного восстановления). При наличии высоких показателей лактата замедляется образование КрФ. По этой причине лучше не допускать высоких показателей лактата во время спринтерских тренировок.
При высоких показателях лактата снижается утилизация жира. Это означает, что в случае истощения гликогеновых запасов энергообеспечение организма окажется под угрозой, поскольку организм будет не способен использовать жир.
В условиях покоя на нейтрализацию половины молочной кислоты, накопившейся в результате усилия максимальной мощности, организму требуется около 25 мин; за 1 ч 15 мин нейтрализуется 95% молочной кислоты. После интенсивной нагрузки максимальной мощности молочная кислота выводится из крови и мышц намного быстрее, если во время восстановительной фазы вместо пассивного отдыха выполняется легкая работа. Это так называемое активное восстановление, по сути, ни что иное как «заминка», которую делают многие спортсмены. Как показано на графике 3, активное восстановление - например, легкая пробежка трусцой - очень быстро снижает концентрацию лактата. Из графика также видно, что во время восстановительной фазы лучше выполнять непрерывную работу, а не интервальную.
В таблице 1.1 приведен порядок подключения энергетических систем при физической нагрузке максимальной мощности.
Энергетические запасы
Запасы АТФ истощаются через 2-3 с работы максимальной мощности. КрФ полностью расходуется через 8-10 с максимальной работы, а глико-геновые запасы истощаются через 60-90 мин субмаксимальной работы. Запасы жира практически неисчерпаемы (см. график 4).
В 1 г жира содержится 9 ккал, а в 1 г углеводов - 4 ккал. Жиры в организме не связаны с водой, а вот углеводы связаны со значительным количеством воды. Если в нашем организме энергетические запасы в виде жиров заменить на углеводы, то масса нашего тела увеличится вдвое. Именно по этой причине перелетные птицы запасают исключительно жиры для энергии. Таким образом, в весовом исчислении жиры являются эффективным источником энергии. Жир - идеальный источник энергии для продолжительных нагрузок при ограниченном поступлении пищи.
Общие запасы углеводов в организме составляют от 2000 до 3000 ккал. Организм человека обладает огромной способностью откладывать жиры. Несмотря на это их запасы могут сильно варьироваться. Доля жировой массы у мужчин составляет от 10 до 20%; у женщин - от 20 до 30%.
Таблица 1.1 Подключение различных механизмов энергообеспечения в зависимости от продолжительности нагрузки максимальной мощности
| Продолжи тельность нагрузки | Механизмы энергообеспечения* [2] | Источники энергии | Примечания |
| 1-5 с | Анаэробный алактатный (фосфатный) | АТФ | |
| 6-8 с | Анаэробный алактатный (фосфатный) | АТФ + КрФ | |
| 9-45 с | Анаэробный алактатный | АТФ, КрФ + гликоген | Большая выработка лактата |
| (фосфатный) + анаэробный лактатный (лактатный) | |||
| 45-120 с | Анаэробный лактатный (лактатный) | Гликоген | По мере увеличения продолжительности нагрузки выработка лактата снижается |
| 120-240 с | Аэробный (кислородный) | Гликоген | |
| + анаэробный лактатный (лактатный) | |||
| 240-600 с | Аэробный | Гликоген + жирные кислоты | Чем больше доля участия жирных кислот в энергообеспечении |
| нагрузки, тем больше ее продолжительность | |||
У хорошо тренированных спортсменов на выносливость показатель жира составляет в среднем 10%. Идеальный процент жира может различаться от спортсмена к спортсмену и находиться в диапазоне от максимально низкого (4-5%) до относительно высокого (12-13%). Однако у каждого спортсмена существует свой идеальный процент жира, который неизменен, и этот процент жира является важным показателем физического состояния спортсмена. Слишком высокий или слишком низкий процент жира будет мешать спортсмену в достижении максимальной формы.
Углеводных запасов в организме хватает в среднем на 95 мин марафонского бега, тогда как жировых запасов хватит на 119 ч. Тем не менее, для утилизации жира требуется больше кислорода. В единицу времени из углеводов может быть синтезировано больше АТФ, чем из жиров. По этой причине углеводы являются самым главным источником энергии во время интенсивных нагрузок. Когда заканчиваются запасы углеводов, вклад жира в энергообеспечение работы резко возрастает, а интенсивность нагрузки снижается. В марафоне это часто происходит в районе 30-километровой отметки - после 90 мин бега.
Типы мышечных волокон
Каждая мышца содержит различные типы мышечных волокон. Мышечные волокна сильно отличаются по своим функциям, но все они требуют энергии. Необходимо иметь представление о различиях волокон, поскольку каждый тип мышечных волокон тренируется определенным образом.
Условно мышечные волокна разделяются на два типа: красные, или медленные, волокна, которые также называются медленносокращающимися волокнами или волокнами типа I, и белые, или быстрые, волокна, которые также называются быстросокращающимися волокнами или волокнами типа II. Между мужчинами и женщинами не существует разницы в соотношении быстросокращающихся и медленносокращающихся волокон. Реакция на тренировку мышечных волокон у женщин и мужчин одинакова.
Красные мышечные волокна
Густо усеянные капиллярами красные мышечные волокна снабжаются энергией преимущественно аэробно. Следовательно, красные волокна обладают высокой аэробной способностью и ограниченной анаэробной. Красные волокна важны для выносливости. Они работают относительно медленно и не так быстро устают, и поэтому способны поддерживать работу в течение длительного времени.
Белые мышечные волокна
Белые мышечные волокна с умеренным содержанием капилляров снабжаются энергией преимущественно анаэробно. Белые волокна обладают высокой анаэробной способностью и относительно низкой аэробной, поэтому они максимально используются в скоростносиловых видах спорта (спринтерский бег, метания, прыжки, борьба, тяжелая атлетика). Белые волокна работают быстро и, следовательно, быстро устают. Энергичные взрывные упражнения, которые максимально задействуют белые волокна, могут поддерживаться лишь в течение короткого периода времени.
Белые волокна (волокна типа II) разделяются на волокна типа IIа и IIb. Волокна типа IIа, кроме своей высокой анаэробной способности ресинтеза АТФ, обладают также высокой аэробной способностью. Таким образом, волокна типа IIа поддерживают волокна типа I во время длительной работы на выносливость. Волокна типа IIb являются чисто анаэробными и вряд ли выполняют какую-либо функцию во время нагрузки на выносливость.
В таблице 1.2 дается сравнение свойств красных и белых мышечных волокон.
Соотношение красных и белых мышечных волокон
Чем больше количество быстросокращающихся волокон в мышцах спортсмена, тем выше его спринтерские возможности. Соотношение мед-ленносокращающихся и быстросокращающихся волокон может сильно различаться между людьми, но соотношение мышечных волокон у отдельного человека по существу неизменно. Изначально мы рождаемся либо спринтерами, либо стайерами. У спринтера соотношение медленных и быстрых волокон составляет 50/50, тогда как у марафонца соотношение медленных и быстрых волокон может составлять 90/10. На графике 5 показаны соотношения мышечных волокон у различных типов спортсменов.
Таблица 1 2 Свойства красных и белых мышечных волокон
| Белые волокна (быстросокращающиеся) | Красные волокна (медленносокращающиеся) |
| Взрывные/спринтерские способности | Выносливость |
| Умеренная капиллярная сеть | Плотная капиллярная сеть |
| Высокие анаэробные способности | Высокие аэробные способности |
| Низкие аэробные способности | Низкие анаэробные способности |
| Энергообеспечение: лактатная система, фосфатная система | Энергообеспечение: кислородная система |
| Количество белых волокон не увеличивается под воздействием тренировки | Количество красных волокон увеличивается под воздействием тренировки |
| Продолжительность работы малая | Продолжительность работы большая |
| Выработка лактата высокая | Лактат не вырабатывается |
| С возрастом количество белых волокон уменьшается | С возрастом количество красных волокон не уменьшается |
| быстро устают | Медленно устают |
| Скорость сокращения высокая | Скорость сокращения низкая |
| Сила сокращения большая | Сила сокращения маленькая |
От соотношения мышечных волокон зависит тип спортсмена - спринтер или стайер. Однако нельзя сказать, что это соотношение абсолютно неизменно. Следуя четко нацеленной тренировочной программе, спринтер может усовершенствовать свои аэробные качества и повысить выносливость. Правильная тренировка может увеличить количество красных волокон, что, в свою очередь, повлияет на общее соотношение красных и белых волокон. Иначе говоря, под воздействием тренировок белые волокна могут превратиться в красные.
К сожалению, обратное действие невозможно. Спортсмен на выносливость не сможет изменить состав своих мышц, выполняя нагрузки ско-ростно-силового характера. Выраженный стайер всегда будет слабее спринтера. Тем не менее, спринтер может легко превратиться в хорошего стайера, хотя вместе с повышением выносливости у него снизятся спринтерские качества.
С возрастом спринтерские способности спортсмена снижаются быстрее, чем способности к выполнению длительной работы. Скоростно-силовая работоспособность, как правило, снижается вместе с уменьшением количества быстросокращающихся волокон. Способности к выполнению длительной работы могут поддерживаться вплоть до преклонного возраста.
Тип волокна и интенсивность нагрузки
Легкая нагрузка, например ходьба, прогулка на велосипеде или бег трусцой, может поддерживаться в течение многих часов. В данном случае энергия поставляется полностью за счет аэробной системы - посредством окисления жиров в волокнах типа I. Запасы жира практически неисчерпаемы.
При нагрузке средней мощности, например во время бега или езды на велосипеде, все волокна типа I могут через какое-то время стать активными. Помимо окисления жиров повышается доля окисления углеводов, хотя энергообеспечение все еще протекает аэробным путем. Хорошо подготовленные спортсмены могут поддерживать максимальную аэробную нагрузку в течение 1-2 ч. За это время происходит полное истощение углеводных запасов.
При дальнейшем повышении интенсивности, например при соревновательном беге на 10 км, в работу вовлекаются волокна типа Па, а окисление углеводов становится максимальным. Главная роль в энергообеспечении ложится на кислородную систему, однако лактатная система также вносит свой вклад в энергообеспечение нагрузки. Лактатная система имеет в своей природе молочную кислоту как побочный продукт. До определенного уровня интенсивности соблюдается равновесие между образованием и распадом молочной кислоты (организм еще способен перерабатывать молочную кислоту с той же скоростью, с какой ее производит).
Если уровень интенсивности, а вместе с ней и доля участия лактатной системы в энергообеспечении, продолжают расти, то возможности организма перерабатывать молочную кислоту превышаются. Вследствие накопления молочной кислоты и быстрого истощения углеводных запасов данный тип нагрузки может поддерживаться в течение ограниченного периода времени, в зависимости от тренированности спортсмена.
Во время спринтерской тренировки максимальной мощности или во время выполнения интервалов с высокой интенсивностью повышается роль мышечных волокон типа IIb. Энергообеспечение такой деятельности происходит полностью анаэробным путем с участием углеводов в качестве источника энергии. После таких тренировок сильно возрастают показатели молочной кислоты, и соответственно продолжительность нагрузки не может быть большой. Последовательность вовлечения мышечных волокон в работу представлена в таблице 1.3.
Таблица 1.3 Вовлечение мышечных волокон в работу разной интенсивности
Интенсивность Активные волокна
Источники Энергетические нагрузки
энергии
системы
Низкая Тип I Жиры Кислородная
Средняя Тип I + IIа Жиры и Кислородная и углеводы лактатная
Высокая Тип I + Тип IIа + IIb Углеводы Лактатная и фосфатная
Целенаправленная тренировка
Принципы энергообеспечения физической нагрузки и работы всех трех энергетических систем - фосфатной, лактатной и кислородной - уже описаны. Далее пойдет речь о том, какую роль эти энергетические системы играют в отдельных видах спорта. Эффективная тренировка, ведущая к высоким достижениям, возможна только при хорошем знании и правильном применении принципов энергообеспечения физической деятельности.
В каждом виде спорта существует своя специальная методика подготовки. Тренировка бегуна-марафонца отличается от тренировки спринтера. Результаты марафонца зависят от его способности выполнять длительную работу, поэтому его тренировки должны быть нацелены на совершенствование кислородной системы и расширение аэробных возможностей. Для спринтера важны максимальные возможности его фосфатной системы, поэтому его тренировки должны быть нацелены на увеличение числа высокоэнергетических фосфатов. В некоторых видах спорта, например в беге на средние дистанции, требуется тренировка всех трех энергетических систем. Спортсменам, которые бегают на 400, 800 и 1500 м, требуются как высокие аэробные, так и высокие анаэробные способности. Они должны учиться бороться с сильным ацидозом в своих мышцах и сопутствующим ему утомлением. Таким образом, они тренируют свою способность выполнять нагрузку в условиях высокой концентрации лактата.
В таблице 1.4 дается сравнение долевого участия различных механизмов энергообеспечения в соревнованиях по бегу на различные дистанции. Из таблицы видно, что работа бегуна-марафонца обеспечивается на 95% за счет аэробной энергии и на 5% за счет анаэробной энергии. Эту таблицу можно применять не только к бегу, но и к другим видам спорта. Для соревнований по плаванию, которые длятся 4-5 мин, сравнительной дистанцией будет являться бег на 1500 м (время бега 4-6 мин). Из таблицы видно, что в этом случае 20% тренировок должно быть направлено на совершенствование фосфатной системы (спринтерские тренировки), 25% тренировок должно быть направлено на повышение аэробной выносливости (кислородная система) и 55% - на совершенствование анаэробных возможностей (фосфатная и лактатная системы). Продолжительность нагрузки в совокупности с интенсивностью определяют тип используемой энергетической системы.
Таблица 1.4 Соревнования в беге на разные дистанции
Дистанция Продолжите- Скорость: Аэробные Анаэробные льность фосфатная способности: способности: нагрузки система кислородная фосфатная и
система лактатная
системы
42 195 м 130-180 мин 0 95 5
10 000 м 28-50 мин 5 80 15 5 000 м 14-26 мин 10 70 20 3 000 м 9-16 мин 20 40 40 1 500 м 4-6 мин 20 25 55 800 м 2-3 мин 30 5 65
400 м 1-1,5 мин 80 5 15
200 м 22-35 с 98 0 2
100 м 10-16 с 98 0 2
Примечание: Зависимость между продолжительностью нагрузки и относительным вкладом различных энергетических систем в энергообеспечение нагрузки применима к любому виду спорта. Подключение той или иной энергетической системы зависит от продолжительности нагрузки.
В шоссейных велогонках вклад анаэробной системы в энергообеспечение нагрузки так же, как и в марафоне, составляет всего 5%. Однако это вовсе не означает, что анаэробная система не важна для этого вида спорта. Наоборот, в шоссейных гонках анаэробный фактор является решающим. Разница между победителем и остальным пелотоном определяется именно в способности совершить стремительный побег (ускорение в течение 1-3 мин). Помимо других факторов, производительность анаэробных механизмов также определяет, будет ли профессиональный велосипедист гонщиком высокого класса или рядовым гонщиком. В острый момент гонки высококлассный спортсмен может надеяться на свои высокие анаэробные способности и совершить решающий побег. Тоже самое относится и к лыжным гонкам с массовым стартом, где борьба за медали нередко разворачивается на последнем километре дистанции.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что тренировка должна быть направлена именно на ту энергетическую систему, которая участвует в энергообеспечении конкретной спортивной деятельности. Другими словами, тренировка должна выполняться при той интенсивности, при которой максимально активируется вся энергетическая система, необходимая для конкретного вида спорта.
Интенсивность нагрузки является одним из ключевых элементов в достижении высокой работоспособности.
Интенсивность измеряется в разных величинах. Она может, например, измеряться в процентах от максимальной частоты сердечных сокращений (ЧССмакс) или в процентах от анаэробного порога (АнП). Анаэробным порогом обозначается интенсивность нагрузки, выше которой организм переключается с аэробного энергообеспечения на частично анаэробное.
В этой книге использованы следующие международные обозначения трех основных зон интенсивности: аэробная зона (А), развивающая зона (Е; endurance - выносливость) и анаэробная зона (An). В аэробной зоне энергия поставляется исключительно за счет аэробных процессов. Развивающая зона расположена чуть ниже и чуть выше анаэробного порога, поэтому энергия поставляется частично аэробным путем и частично анаэробным. В анаэробной зоне реакции образования энергии протекают в условиях недостаточного поступления кислорода, что ведет к образованию и накоплению молочной кислоты.
Каждая из трех зон интенсивности разделяется на две подзоны. Существует также восстановительная зона (R), где нагрузка так же, как и в аэробной зоне, обеспечивается полностью за счет кислородной системы.
В международной практике используются следующие зоны интенсивности:
R = восстановительная: очень низкая интенсивность,
70-80% от АнП, 60-70% от ЧССмакс;
А1 = аэробная 1: низкая интенсивность,
80-90% от АнП, 70-80% от ЧССмакс;
А2 = аэробная 2: средняя интенсивность,
90-95% от АнП, 80-85% от ЧССмакс;
Е1 = развивающая 1: транзитная зона,
95-100% от АнП, 85-90% от ЧССмакс;
Е2 = развивающая 2: высокоинтенсивная выносливость, 100-110% от АнП, 90-95% от ЧССмакс;
Anl = анаэробная 1: основана на анаэробном гликолизе; максимальное энергообеспечение - 2-3 мин;
Аn2 = анаэробная 2: основана на фосфатах; максимальное энергообеспечение - до 10 с.
Тренировка фосфатной системы
Фосфатная система активизируется во время тренировки спринтерских (скоростных) способностей, следовательно, спринтерская тренировка является анаэробной и алактатной.
Спринты на максимальной скорости полностью истощают запасы высокоэнергетических фосфатов через несколько секунд работы. Лучшим способом тренировки спринтерских качеств являются интервальные тренировки с большим количеством коротких повторений (около 8-10) и длинными паузами отдыха. Интенсивность повторений может быть как максимальной, так и субмаксимальной. На максимальной скорости спринт длится 6-8 с, на субмаксимальной - 20-30 с.
Главная цель тренировки - истощение высокоэнергетических фосфатов без накопления молочной кислоты. Для достижения максимальной скорости требуется около 6 с, поэтому дистанция спринта должна быть не меньше 50-60 м (в беге). Перерывы между ускорениями должны быть достаточно длинными, чтобы успевал происходить ресинтез высокоэнергетических фосфатов - АТФ и КрФ. Если перерывы будут короткими, в работу включится лактатная система. В зависимости от физической подготовленности спортсмена, продолжительность отрезков отдыха должна составлять от 3 до 5 мин.
В периоды восстановления необходимо полностью воздерживаться от какой-либо нагрузки, поскольку ресинтез АТФ и КрФ происходит гораздо быстрее во время полного отдыха. Выполнение легкой нагрузки во время пауз отдыха частично блокирует восполнение АТФ и КрФ. Это приводит к недостаточным запасам АТФ и КрФ для следующего ускорения, что, в свою очередь, активизирует лактатную систему, следствием работы которой является нежелательный побочный эффект - накопление молочной кислоты.
Руководствуясь показателями ЧСС, управлять спринтерскими тренировками и вносить в них корректировки невозможно, для этого лучше использовать показатели лактата.
Тренировка лактатной системы
Существует множество видов тренировок, тренирующих лактатную систему. Основная их цель - совершенствование способности спортсмена выполнять упражнение при высоких концентрациях лактата. Такие виды тренировок относятся к интенсивным и являются анаэробными и лактатными. Упрощенно они называются анаэробными тренировками.
Лактатная система так же, как и фосфатная, лучше всего тренируется интервальным методом. Максимальные концентрации лактата достигаются на дистанциях 400 и 800 м. Таким образом, оптимальная продолжительность отрезков максимального усилия во время анаэробной тренировки составляет от 30 с до 3 мин. Отрезки отдыха не должны быть очень длинными, чтобы концентрация лактата не снижалась слишком сильно. На интервалы отдыха с активным восстановлением должно затрачиваться от 30 с до нескольких минут, в зависимости от подготовленности спортсмена.
Одним из вариантов тренировки лактатной системы является участие в предварительных стартах. Однако участие сразу в двух очень интенсивных гонках с высокими показателями молочной кислоты в течение одной недели не рекомендуется.
После напряженных анаэробных нагрузок всегда должны следовать очень легкие восстановительные тренировки. На графиках 6 и 7 показана динамика частоты сердечных сокращений (ЧСС) во время повторяющихся краткосрочных интенсивных ускорений и следующих за ними периодов восстановления.
Тренировка кислородной системы
Лучшим методом тренировки кислородной системы являются тренировки на выносливость, то есть нагрузки, выполняющиеся с субмаксимальной мощностью в течение относительно длительного времени. Во время тренировок на выносливость (аэробных тренировок) накопление молочной кислоты не происходит. Аэробные тренировки выполняются при разных уровнях интенсивности. Существует три вида тренировок, направленных на развитие выносливости: интенсивная аэробная тренировка, промежуточная аэробная тренировка и экстенсивная аэробная тренировка. К аэробным нагрузкам также относят восстановительную тренировку.
Интенсивная аэробная тренировка
Интенсивные аэробные тренировки выполняются в виде интервальной работы и делятся на два типа в зависимости от продолжительности рабочих отрезков: тренировки с короткими интервалами и тренировки с длинными интервалами.
Интенсивная аэробная тренировка с короткими интервалами состоит из серии ускорений продолжительностью 2-8 мин. ЧСС во время ускорений составляет около 90% ЧССмакс. Во время данной тренировки кислородная система полностью активируется, а интенсивность находится на уровне анаэробного порога (ЧССоткл) или чуть выше него. Небольшое повышение показателей лактата до 56 ммоль/л допустимо. Эту тренировку можно рассматривать как промежуточное звено между аэробной и анаэробной тренировками. Время восстановления составляет 4-6 мин, количество повторений - от 5 до 8. Данная тренировка не должна проводиться чаще двух раз в неделю (см. график 8).
Интенсивная аэробная тренировка с длинными интервалами включает в себя серию ускорений продолжительностью 8-20 мин. Интенсивность ускорений составляет примерно 3-4 ммоль/л в пересчете на показатель лактата, или примерно 85-90% от ЧССмакс. Примерное время восстановления -5 мин, количество повторений - от 4 до 5. Частота тренировок - 1-2 раза в неделю. Данная тренировка эффективна только при хорошем самочувствии спортсмена (см. график 9). Если спортсмен чувствует усталость в ногах, ему следует прекратить тренировку. Когда данный вид тренировки выполняется при сопутствующей усталости или недостаточном восстановлении, то резко возрастает вероятность развития перетренированности.
Промежуточная аэробная тренировка
Промежуточная аэробная тренировка выполняется со средней интенсивностью. К примерам такой тренировки относятся длительная езда велосипедиста или длительный бег марафонца. Молочная кислота при данном виде тренировки не накапливается. Энергообеспечение происходит за счет окисления жиров и углеводов. ЧСС находится в пределах 80-85% ЧССмакс (см. график 10). Продолжительность работы зависит от продолжительности соревнований, к которым готовится спортсмен. Обычно соревновательная дистанция преодолевается один раз в неделю.
Экстенсивная аэробная тренировка
Данный вид тренировки представляет собой длительную непрерывную работу при ЧСС 70-80% от ЧССмакс (график 11): для велосипедиста это 100-200 км езды на велосипеде, для марафонца - 30 км бега. При такой интенсивности упражнения происходит максимальное окисление жиров. Часто промежуточные и длительные тренировки совмещают. Подобные тренировки важны тем, что тренируют жировой обмен, повышая утилизацию жиров, что позволяет спортсмену во время длительных соревнований дольше сохранять темп за счет экономии углеводов.
Восстановительная тренировка
Восстановление является неотъемлемой частью общего процесса тренировки. Легкая физическая деятельность часто бывает более выгодным средством восстановления, нежели пассивный отдых. Интенсивность восстановительной тренировки должна быть низкой - менее 70% от ЧССмакс. При такой низкой интенсивности нельзя надеяться на улучшение аэробных способностей (см. график 12).