В спортивной практике частота сердечных сокращений (ЧСС) часто используется как критерий оценки интенсивности нагрузки. Существует линейная зависимость между ЧСС и тренировочной интенсивностью (график 13).
Для того чтобы тренировка на выносливость была максимально полезной, она должна выполняться с интенсивностью, при которой задействуется вся кислородно-транспортная система, то есть в так называемой аэробно-анаэробной зоне. При данной интенсивности не происходит накопления молочной кислоты.
Часто тренировки на выносливость (аэробные тренировки) выполняются спортсменами при пульсе около 180 ударов в минуту (уд/мин). Для многих спортсменов этот пульс значительно превышает аэробно-анаэробную транзитную зону. Границы аэробно-анаэробной транзитной зоны сильно варьируются у разных людей, но ориентировочно эта зона находится между 140 и 180 уд/мин.
Методы подсчета ЧСС
ЧСС обычно подсчитывают на запястье (запястная артерия), на шее (сонная артерия), на виске (височная артерия) или на левой стороне грудной клетки.
Метод 15-ти ударов
Для подсчета ЧСС с помощью этого метода спортсмену необходимо нащупать пульс в любой из указанных точек и включить секундомер непосредственно во время удара сердца. Затем спортсмен начинает подсчет последующих ударов и на 15 ударе останавливает секундомер. Предположим, что в течение 15 ударов прошло 20,3 с. Тогда количество ударов в минуту будет равно: (15 / 20,3) х 60 = 44 уд/мин.
Метод 15-ти секунд
Это более легкий метод подсчета ЧСС, но вместе с тем и менее точный. Спортсмен считает удары сердца в течение 15 с и умножает количество ударов на 4, чтобы получить количество ударов в минуту. Если за 15 с было насчитано 12 ударов, то ЧСС равна: 4 х 12 = 48 уд/мин.
Подсчет ЧСС во время нагрузки
Если во время нагрузки ЧСС измеряется вручную, без применения специальных устройств, то лучше определять его с помощью метода 10-ти ударов. Для этого спортсмену необходимо, используя секундомер, измерить время 10 последовательных ударов. ЧСС можно определить по таблице 2.1.
Таблица 2 1 Метод 10-ти ударов
Спортсмен должен запустить секундомер во время удара (это будет «удар 0») и считать до десяти, после чего остановить секундомер на «ударе 10». Неудобство этого метода заключается в быстром снижении ЧСС сразу же после прекращения нагрузки. ЧСС, подсчитанная при помощи этого метода, будет немного ниже действительной ЧСС.
Основные показатели ЧСС
Для расчета тренировочной интенсивности, а также контроля за функциональным состоянием спортсмена используют основные показатели ЧСС, такие как ЧСС в покое, максимальная ЧСС, резерв ЧСС и ЧСС отклонения.
ЧСС в покое
У хорошо подготовленных спортсменов ЧСС в покое очень низкая. У нетренированных людей ЧССпокоя составляет 70-80 уд/мин. По мере увеличения аэробных способностей ЧССпокоя значительно снижается. У хорошо подготовленных спортсменов на выносливость (велосипедистов, бегунов-марафонцев, лыжников и др.) ЧССпокоя может составлять 40-50 уд/мин, а в некоторых случаях этот показатель может быть еще ниже.
У женщин ЧССпокоя примерно на 10 ударов выше, чем у мужчин того же возраста. Утром ЧССпокоя у большинства людей примерно на 10 ударов ниже, чем вечером. Правда, у некоторых людей бывает наоборот.
ЧСС покоя обычно подсчитывают утром перед подъемом с постели, чтобы гарантировать точность ежедневных измерений. Существует широко распространенное, но ошибочное мнение, что чем ниже пульс утром, тем лучше функциональное состояние спортсмена. По утреннему пульсу нельзя судить о степени подготовленности спортсмена. Однако ЧСС в покое дает важную информацию о степени восстановления спортсмена после тренировки или соревнований. Измеряя утренний пульс, можно отследить перетренированность на ранней стадии, как и все виды вирусных инфекций (простуда, грипп). Утренний пульс повышается в случае перетренированности или инфекционного заболевания и заметно снижается по мере улучшения физического состояния спортсмена. Каждый спортсмен, серьезно занимающийся спортом, должен заносить данные своей утренней ЧСС в виде кривой, как показано на графике 14.
Максимальная ЧСС
Максимальная частота сердечных сокращений (ЧССмакс) - это максимальное количество сокращений, которое сердце может совершить в течение 1 мин. После 20 лет ЧССмакс начинает постепенно снижаться - примерно на 1 удар в год. Поэтому иногда ЧССмакс высчитывают по следующей формуле:
ЧССмакс = 220 - возраст
К сожалению, эта формула очень приблизительная и не дает точных результатов. Максимальная ЧСС может сильно варьировать у разных людей.
Несмотря на то что ЧССмакс изменяется с возрастом, она не зависит от уровня работоспособности спортсмена. На графике 15 показано, что в отличие от других показателей ЧСС покоя и ЧСС отклонения - ЧССмакс остается неизменной после периода тренировок. Только в редких случаях ЧССмакс незначительно снижается под влиянием тренировок. Как правило, это встречается у хорошо тренированных спортсменов.
Определение ЧССмакс
Максимальную ЧСС определяют во время теста в лаборатории или в полевых условиях. ЧССмакс можно достичь только при условии хорошего самочувствия спортсмена. Необходимо полное восстановление после последней проведенной тренировки. Перед тестом спортсмен должен хорошо размяться. Это может быть легкая пробежка, прогулка на велосипеде или лыжах. За разминкой следует интенсивная нагрузка продолжительностью 4-5 мин. Заключительные 20-30 с нагрузки выполняются с максимальным усилием.
При выполнении максимальной нагрузки ЧССмакс можно легко определить, используя монитор сердечного ритма. Подсчет пульса вручную не дает точных результатов из-за большой вероятности ошибок и быстрого снижения ЧСС непосредственно после нагрузки.
Желательно, чтобы максимальная ЧСС основывалась не на одном показателе, а на нескольких, регистрируемых в течение нескольких недель. Самый высокий показатель и будет являться максимальной ЧСС.
У одного и того же человека ЧССмакс может сильно различаться при выполнении разных видов деятельности. Один и тот же спортсмен может достигать 203 уд/мин во время бега, но при педалировании - только 187 уд/мин. Спортсменам, занимающимся различными видами спорта, рекомендуется измерять ЧССмакс для каждого вида деятельности в отдельности.
Расчет тренировочной интенсивности из ЧССмакс
Расчет целевой ЧСС (ЧССцелевая) из величины ЧССмакс производится в процентном отношении от этой величины. Целевая ЧСС - это ЧСС, при которой следует выполнять нагрузку, или ЧСС, обозначающая границу зоны интенсивности. Таким образом, при ЧССмакс спортсмена 200 уд/мин целевая ЧСС для интенсивности 70% ЧССмакс будет равна:
ЧССцелевая = 0,7 х ЧССмакс
ЧССцелевая = 0,7 х 200 = 140 уд/мин
Примерные границы зон тренировочной интенсивности в процентном отношении от ЧССмакс представлены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 Примерные зоны интенсивности тренировочных нагрузок в процентном отношении от ЧССмакс
Зоны интенсивности Интенсивность (% от ЧССмакс)
Восстановительная зона (R) 60-70
Аэробная зона 1 (А1) 70-80
Аэробная зона 2 (А2) 80-85
Развивающая зона 1 (Е1) 85-90
Развивающая зона 2 (Е2) 90-95
Анаэробная зона 1 (Аn1) 95-100
Резерв ЧСС
Для расчета интенсивности нагрузки используют также метод резерва ЧСС, который был разработан финским ученым Карвоненом. Резерв ЧСС -это разница между ЧССмакс и ЧССпокоя. Таким образом, у спортсмена с ЧССпокоя 65 уд/мин и ЧССмакс 200 уд/мин резерв ЧСС будет равен:
ЧССрезерв = ЧССмакс - ЧССпокоя
ЧССрезерв = 200 - 65 = 135 уд/мин
Зная резерв ЧСС, можно высчитать целевую ЧСС. Целевая ЧСС высчи-тывается как сумма ЧССпокоя и соответствующего процента от резерва ЧСС. Например, целевая ЧСС для интенсивности 70% от резерва ЧСС для того же спортсмена будет равна:
ЧССцелевая = ЧССпокоя + 70% ЧССрезерв
ЧССцелевая = 65 + (0,7 х 135) = 65 + 95 = 160 уд/мин
Примерные зоны тренировочной интенсивности в процентном отношении от ЧССрезерв представлены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 Примерные зоны интенсивности тренировочных нагрузок в процентном отношении от ЧССрезерв
| Зоны интенсивности | Интенсивность (% от ЧССмакс) |
| Восстановительная зона (R) | 40-55 |
| Аэробная зона 1 (А1) | 55-70 |
| Аэробная зона 2 (А2) | 70-78 |
| Развивающая зона 1 (Е1) | 78-85 |
| Развивающая зона 2 (Е2) | 85-93 |
| Анаэробная зона 1 (Аn1) | 93-100 |
Расчет интенсивности выполняемого упражнения
Зная ЧССпокоя и ЧССмакс, можно высчитать интенсивность (мощность) выполняемого упражнения по другой формуле Карвонена:
Интенсивность нагрузки = (ЧСС во время нагрузки – ЧССпокоя)/(ЧССмакс – ЧССпокоя)*100%
У двух спортсменов, бегущих с одинаковой скоростью, может быть разная ЧСС. Однако неверно было бы утверждать, что спортсмен, у которого ЧСС выше, подвергается большей нагрузке.
Например, у одного бегуна ЧССмакс составляет 210 уд/мин, тогда как его пульс во время бега был равен 160 уд/мин. Максимальная ЧСС другого бегуна составляет 170 уд/мин, а его пульс во время бега с той же скоростью был равен 140 уд/мин. Первый бегун выполнял упражнение при пульсе на 50 ударов ниже своей максимальной ЧСС, а второй - при пульсе на 30 ударов ниже максимальной ЧСС. Если у двух бегунов из предыдущего примера ЧССпокоя одинаковая и равна 50 уд/мин, то мощность их нагрузки в процентном отношении составляла 69 и 75% соответственно, а значит второй бегун испытывает большую нагрузку.
Точка отклонения
При высоких интенсивностях линейная зависимость между ЧСС и интенсивностью нагрузки пропадает. При высокой интенсивности на первоначально прямой линии, отображающей данную зависимость, появляется заметный изгиб (см. график 16). Другими словами, ЧСС с определенной точки начинает отставать от интенсивности. Эта точка называется точкой отклонения (ЧССоткл).
Интенсивность нагрузки, соответствующая этой точке, является максимальной нагрузкой, обеспечение которой происходит исключительно за счет аэробной энергии. Отклонение на кривой показывает, при какой ЧСС или при какой интенсивности нагрузки (т.е. при каком темпе бега или езды на велосипеде) организм переходит от преимущественного использования аэробной энергии к преимущественному использованию анаэробной.
Любая нагрузка, выполняемая с интенсивностью, превышающей ЧССоткл, приводит к накоплению молочной кислоты. У хорошо тренированных спортсменов на выносливость диапазон ЧСС, внутри которого энергия поставляется аэробным путем, очень большой. Большая широта диапазона квалифицированных спортсменов соответствует их высоким аэробным возможностям, благодаря которым они могут поддерживать высокий темп в течение длительного времени. У таких спортсменов анаэробная система, побочным продуктом которой является молочная кислота, включается в работу только во время усилий очень высокой мощности.
Точка отклонения соответствует анаэробному порогу.
Функциональные изменения и ЧСС
Под воздействием тренировок повышается работоспособность спортсмена, что отражается на функциональных показателях тренированности организма.
Сдвиг точки отклонения
Наиболее важным изменением, происходящим в результате регулярных тренировок на выносливость, является сдвиг точки отклонения в сторону более высокой ЧСС.
Например, у нетренированного человека ЧССоткл составляет 130 уд/мин. После периода тренировок на выносливость его ЧССоткл сдвигается со 130 к 180 уд/мин (см. график 15, с. 37). Это означает, что его аэробные способности повысились и теперь он может выполнять длительную нагрузку при более высокой ЧСС и, соответственно, с более высокой скоростью передвижения.
Смещение лактатной кривой
Зависимость между ЧСС и уровнем лактата, которая выражается в виде кривой ЧСС-лактат, варьируется среди людей и может изменяться у одного и того же человека по мере изменения его функционального состояния.
Левая кривая на графике 17 принадлежит нетренированному человеку, ЧССоткл которого равна 130 уд/мин. Правая кривая показывает, что после периода тренировок ЧССоткл выросла до 180 уд/мин.
Нетренированный человек может поддерживать нагрузку при ЧСС 130 уд/мин в течение длительного времени. Тренированный человек способен выполнять работу в течение длительного времени при ЧСС 180 уд/мин. Данная интенсивность нагрузки соответствует уровню молочной кислоты 4 ммоль/л (L4). Этот рубеж также называется анаэробным порогом. Нагрузка, превышающая анаэробный порог, ведет к резкому повышению молочной кислоты в организме.
Увеличение МПК
МПК (максимальное потребление кислорода) - это наибольшее количество кислорода, которое человек способен потребить во время нагрузки максимальной мощности. МПК выражается в литрах в минуту (л/мин). Во время нагрузки на уровне МПК энергообеспечение организма осуществляется как аэробным, так и анаэробным путями. Поскольку анаэробное энергообеспечение не безгранично, интенсивность нагрузки на уровне МПК не может поддерживаться долго (не более 5 мин). По этой причине тренировки на выносливость выполняются при интенсивностях ниже уровня МПК. Под воздействием тренировок МПК может вырасти на 30%. В норме между ЧСС и потреблением кислорода наблюдается линейная зависимость, которая представлена в таблице 2.4.
Таблица 2.4 Зависимость между ЧСС и потреблением кислорода
Поскольку нагрузка максимальной мощности может поддерживаться только в течение 5 мин, МПК не является характерным показателем функциональных возможностей спортсменов на выносливость. Наиболее подходящим критерием оценки функциональных способностей у спортсменов на выносливость служит анаэробный, или лактатный, порог.
Анаэробный порог соответствует максимальному уровню нагрузки, который спортсмен может поддерживать в течение длительного отрезка времени без накопления молочной кислоты. Анаэробный порог можно выразить в процентах от МПК или от ЧССмакс.
Правая вертикальная ось на графике 18 показывает сдвиг ЧССоткл после периода тренировок. До начала тренировок ЧССоткл составляла 130 уд/мин. После нескольких месяцев тренировок ЧССоткл выросла до 180 уд/мин. Левая вертикальная ось показывает прирост МПК, и особенно процента от МПК, или от ЧССмакс, при котором работа может поддерживаться в течение длительного отрезка времени.
Факторы, влияющие на ЧСС
На ЧСС могут влиять многие факторы. Спортсмены и тренеры должны учитывать эти факторы при планировании тренировок и выступлений в соревнованиях.
Возраст
С возрастом ЧССмакс постепенно снижается. Это снижение не имеет определенной связи с функциональным состоянием человека. В 20 лет ЧССмакс может составлять 220 уд/мин. В 40 лет ЧССмакс часто не превышает 180 уд/мин. Среди людей одинакового возраста наблюдается довольно большая разница в ЧССмакс. Пределом одного 40-летнего спортсмена может быть 165 уд/мин, тогда как ЧССмакс другого спортсмена того же возраста может составлять 185 уд/мин. Между ЧССмакс и возрастом наблюдается прямолинейная зависимость (см. графики 19 и 20).
С возрастом происходит не только прямолинейное снижение ЧССмакс, но и такое же прямолинейное снижение других показателей: ЧССпокоя, ЧССоткл, анаэробного порога. Вертикальными полосами на графике 19 отмечены возможные различия между людьми одинакового возраста.
Перетренированность и недовосстановление
В зависимости от типа перетренированности утренний пульс может быть либо высоким, либо очень низким. Пульс 25 уд/мин - не исключение. Обычно во время упражнения ЧСС очень быстро повышается до максимальных величин, но в случае перетренированности ЧСС может отставать от интенсивности выполняемого упражнения. ЧССмакс при перетренированности достичь уже невозможно. Таким образом, перетренированность приводит к совершенно другому рисунку ЧСС как во время отдыха, так и во время нагрузки. Регулярное измерение ЧСС может указать на необходимость пересмотра тренировочной программы и на то, что, возможно, в данном случае дополнительный отдых имеет больше смысла, нежели очередная интенсивная тренировка.
При полном восстановлении спортсмена его показатели ЧСС ЧССмакс, ЧССоткл и ЧССпокоя - достаточно постоянны. На следующий день после интенсивной тренировки или соревнований утренний пульс может быть повышенным, что указывает на недостаточное восстановление организма. Другими показателями недовосстановления являются сниженные ЧССоткл и ЧССмакс. При наличии таких показателей разумнее всего отказаться от интенсивных тренировок, чтобы дать организму возможность восстановиться. Выполнение интенсивной нагрузки при недовосстановлении не приносит никакой пользы; в данном случае тренировки ни только не дадут каких-либо улучшений, но и снизят функциональные возможности.
На графиках 21, 22 и 23 проиллюстрировано влияние недостаточного восстановления на производительность велосипедиста. Велосипедист хорошо отдохнул перед гонками 1 и 3 - он чувствовал себя хорошо во время гонок, достигая в обеих из них максимальной ЧСС. В гонке 2 он участвовал при недостаточном восстановлении. Велосипедист испытывал боль в ногах, и естественно, ЧССмакс не была достигнута.
Данные ЧСС, регистрируемые у спортсменов во время многодневки «Тур де Франс», показали отчетливое снижение ЧССмакс и ЧССоткл. Во время «Тур де Франс» весь пелотон находится в стадии перетренированности или, по крайней мере, недовосстановления.
Когда утренний пульс высокий, а ЧСС, соответствующая обычной аэробной нагрузке, не может быть достигнута или достигается ценой неимоверных усилий, лучшее решение - это полный отдых или восстановительная тренировка.
Обычно полагают, что низкая ЧСС, ниже 50 уд/мин, является признаком тренированного сердца. У некоторых спортсменов на выносливость встречается еще более низкая ЧСС. Во время сна ЧСС может падать до 20-30 уд/мин. Низкая ЧСС - нормальная адаптация организма к предельным нагрузкам на выносливость, которая не является опасной. Однако очень низкая ЧСС может также указывать на плохое состояние сердца. Низкая ЧСС может быть сигналом болезни сердца, исход которой может быть даже смертельным. Очень важно уметь различать две эти ситуации.
В случае физиологической адаптации низкую ЧСС компенсирует ударный объем сердца. Если у спортсмена нет жалоб на здоровье и тестирование показывает адекватное повышение ЧСС, то определенно интенсивного лечения не требуется. Но если спортсмен жалуется на головокружение и слабость, необходимо более серьезно заняться этим вопросом. Существует масса примеров среди спортсменов на выносливость, чьи жалобы относительно слабости исчезали только после того, как они полностью прекращали тренировки.
Питание
Адекватное питание может значительно улучшать физическую работоспособность спортсменов на выносливость. Улучшение работоспособности может достигать 7%. Это улучшение выражается в более низкой ЧСС при одинаковой нагрузке. Так, при обычном питании у десяти испытуемых во время выполнения аэробной нагрузки средняя ЧСС составляла 156 ± 10 уд/мин, тогда как после приема 200 г углеводов при той же самой нагрузке средняя ЧСС была равна 145 ± 9 уд/мин (см. график 24).
Высота
В первые часы после того, как спортсмен поднялся на высоту, ЧССпокоя снижается, но затем снова повышается. На высоте 2000 м она увеличивается на 10%, а на высоте 4500 м - на 45% от ЧССпокоя на уровне моря. Через несколько дней, в зависимости от высоты, ЧСС снова снижается до нормальных значений или, во многих случаях, падает даже ниже этих значений. Возвращение к нормальному показателю на определенной высоте указывает на хорошую акклиматизацию.
Поскольку подсчитать ЧССпокоя не представляет никакой сложности, отслеживать степень акклиматизации может каждый человек. Любому спортсмену, планирующему находиться на большой высоте в течение некоторого времени, рекомендуется воспользоваться следующим несложным приемом:
1. Для определения индивидуальных показателей ЧСС снимайте показания утреннего пульса в течение нескольких недель до отъезда на высоту.
2. Для определения степени акклиматизации во время пребывания на новой высоте снимайте показания ЧСС каждый день в одно и то же время.
На графике 25 показана схема акклиматизации спортсмена к высоте.
Лекарственные средства
Существует ряд лекарственных средств, которые влияют на ЧСС. Наиболее известными являются бета-блокаторы, которые чаще всего применяются при повышенном давлении и стенокардии. (Стенокардия - боль в груди, как правило, появляющаяся во время физической нагрузки в результате сужения коронарных артерий). Установлено, что бета-блокаторы снижают ЧССпокоя и ЧССмакс, а также на 10% снижают аэробные способности. В некоторых видах спорта бетаблокаторы используются как средства, повышающие работоспособность. Считается, что бета-блокаторы благотворно влияют на стрельбу в стрелковых видах спорта, поскольку уменьшают дрожание рук. Кроме того, редкая ЧСС в меньшей степени мешает прицеливанию.
Нарушение суточного ритма
Когда спортсмен переезжает из одной временной зоны в другую, суточный ритм (биоритм) его организма нарушается. Большинство процессов в организме находятся под влиянием суточного ритма. Нарушение суточного ритма может неблагоприятно сказываться на работоспособности в течение нескольких дней. Переезд в сторону запада часто переносится легче, чем переезд в восточном направлении. Спортсменам рекомендуется затрачивать на акклиматизацию один день на каждый час разницы во времени. Таким образом, при разнице во времени 7 ч спортсмену требуется недельный период адаптации. Спортсмен может начать адаптацию к другому временному поясу задолго до прибытия на место, ложась спать несколько раньше или несколько позже обычного.
По прибытии спортсмен должен незамедлительно начать следовать новому распорядку дня. Короткие сны в дневное время замедляют адаптацию. К тренировкам следует привыкать постепенно. Возобновление обычной тренировочной деятельности вопреки сильной усталости может привести к перетренированности. Спортсмен может контролировать степень адаптации к окружающей среде, измеряя ЧСС. В период акклиматизации как ЧССпокоя, так и ЧСС во время нагрузки повышены. Когда ЧСС опустится до нормального уровня, это будет означать, что адаптация завершилась, и спортсмен может вернуться к своим обычным тренировкам.
Инфекционные заболевания
Многие атлеты за свою спортивную карьеру не раз сталкивались с острыми инфекционными заболеваниями. Инфекционные заболевания - широко распространенная проблема, однако в мире спорта они часто воспринимаются не должным образом. Спортсмены не редко продолжают выполнять свои обычные тренировочные нагрузки, поскольку недооценивают симптомы болезни или боятся отстать в подготовке из-за отдыха или бездействия. Те, кто работает со спортсменами - тренеры, спонсоры и медицинские работники - как правило, хотят видеть спортсменов занятыми тренировками, а не отдыхающими, - даже если этот отдых необходим. К сожалению, многие спортсмены теряют целый сезон по той простой причине, что не дают обычной простуде пройти весь цикл болезни.
Инфекция может быть губительной для спортсмена. Многие люди с другой профессией могут продолжать работать даже при сильной простуде, но высокие спортивные достижения в таком состоянии невозможны. Даже легкая простуда снижает спортивную работоспособность на 20%. Таким образом, спортсменам настоятельно рекомендуется отдых и резкое снижение тренировочной нагрузки при инфекционных заболеваниях. Только в этом случае у организма есть шанс полностью восстановиться.
При наличии температуры какая-либо спортивная деятельность категорически запрещается. С каждым градусом, превышающим норму, ЧСС увеличивается на 10-15 уд/мин. В период восстановления после инфекционного заболевания ЧССпокоя также повышена.
Для контроля за состоянием работоспособности спортсмена рекомендуется регулярно проводить функциональные пробы. Например, можно использовать простой тест, выполняющийся на тредбане или велоэргометре и состоящий из 3 серий по 10 мин, где нагрузка выполняется при постоянном пульсе - 130, 140 и 150 уд/мин. Во время теста регистрируется преодоленная дистанция и скорость.
Чтобы иметь возможность отслеживать течение болезни, тест необходимо выполнять еще до болезни. В случае инфекционного заболевания функциональная проба будет показывать снижение работоспособности -уменьшение дистанции/скорости.
В период восстановления после перенесенного инфекционного заболевания спортсмену следует выполнять только восстановительные нагрузки или легкие аэробные тренировки. Когда работоспособность вернется к норме, на что будет указывать функциональный тест, продолжительность и интенсивность занятий можно будет постепенно увеличивать.
Эмоциональная нагрузка
Еще одним фактором, который может влиять на ЧСС, является эмоциональный стресс. Общепризнанный факт, что тяжелая умственная работа может вызывать чрезмерное напряжение. Если такая работа кроме того выполняется в шумной обстановке или после бессонной ночи, пагубное воздействие на организм оказывается еще более сильным.
Температура и влажность окружающей среды
На графике 26 показана динамика ЧСС во время полумарафонского бега 43-летнего бегуна-марафонца с ЧССоткл 175 уд/мин. В первые 40 мин полумарафона, когда было сухо, а температура воздуха составляла 16°С, работоспособность спортсмена была хорошей. Эта часть дистанции была пройдена им на уровне чуть ниже ЧССоткл. На 35 минуте бега пошел проливной дождь и температура упала. Бегуну было очень холодно, он не мог поддерживать ЧСС на том же высоком уровне, что сказалось на скорости бега.
На графике 27 показано влияние меняющейся температуры окружающей среды на ЧСС гребца в состоянии покоя. Высокая температура и высокая влажность воздуха приводят к повышению ЧСС в сауне (см. график 28).
Для любой нагрузки, какой бы то ни было продолжительности и интенсивности, существуют наиболее оптимальные температура окружающей среды и влажность воздуха.
Любая физическая деятельность зависит от сложных химических реакций, протекающих в мышечных и нервных тканях. Эти химические реакции очень чувствительны к колебаниям температуры. По этой причине любое изменение внутренней температуры тела сказывается на физической работоспособности. Несмотря на то, что организм обладает механизмом регулирования внутренней температуры тела, на нее может влиять мышечная деятельность или высокая/низкая температура окружающей среды.
Для любой нагрузки, какой бы то ни было продолжительности и интенсивности, существуют наиболее оптимальные температура окружающей среды и влажность воздуха.
Любая физическая деятельность зависит от сложных химических реакций, протекающих в мышечных и нервных тканях. Эти химические реакции очень чувствительны к колебаниям температуры. По этой причине любое изменение внутренней температуры тела сказывается на физической работоспособности. Несмотря на то, что организм обладает механизмом регулирования внутренней температуры тела, на нее может влиять мышечная деятельность или высокая/низкая температура окружающей среды.
При высокой температуре тела физические процессы протекают быстрее, при низкой - медленнее. Самые низкие значения ЧСС фиксируются при температуре окружающей среды около 20°С. В покое организм вырабатывает около 4,2 кДж (1 ккал) на килограмм массы тела в час. Во время физической нагрузки выработка тепла организмом может вырасти до 42-84 кДж (10-20 ккал) на кг в час. При высокой температуре тела повышается кровообращение в коже и увеличивается выработка пота, что приводит к увеличению ЧСС. При одинаковой интенсивности упражнения, но разной температуре тела 37 и 38°С, разница в ЧСС составляет 10-15 уд/мин.
При температуре тела выше 40°С может произойти так называемый тепловой удар. Главными факторами возникновения теплового удара во время физической нагрузки являются высокая температура окружающей среды, высокая влажность воздуха, недостаточная вентиляция тела и недостаточное потребление жидкости перед нагрузкой. Очень важно возмещать потери жидкости во время нагрузки, выпивая по 100-200 мл воды через короткие промежутки времени. Потери жидкости можно определять, регулярно взвешиваясь перед и после тренировки или соревнований. Во время тренировки в жару после 1-2 часов нагрузки потери жидкости могут составлять от 1 до 3% массы тела. Это означает, что для спортсмена весом 70 кг общие потери жидкости могут составить 2,1 кг. Потери жидкости снижают объем циркулирующей крови и уменьшают доставку крови к сердцу, что организму приходится компенсировать учащением ЧСС.
Высокая температура окружающей среды и высокая влажность воздуха возлагают большие требования на организм человека во время физической деятельности. Если нагрузка остается одинаковой, но окружающая температура и/или влажность воздуха растет, то ЧСС тоже будет расти. Работоспособность снижается в той же степени, в какой растет температура и влажность.
Огромное количество тепла вырабатываемого в результате мышечной деятельности также ведет к высокой внутренней температуре тела вопреки повышенному функционированию системы теплорегуляции. При высокой интенсивности и продолжительности нагрузки, а также высокой температуре и влажности воздуха, температура тела может достигать 42°С. Высокая температура тела является заметным ограничивающим фактором.
Считается, что наиболее благоприятной для спортсменов на выносливость является температура до 20°С. Более высокие температуры - от 25 до 35°С - благоприятны для спринтеров, метателей и прыгунов, которым нужна взрывная сила.
Потери жидкости
Во время физической нагрузки вырабатывается большое количество тепла. Потоотделение и испарение является важным способом теплоотдачи, однако большие потери жидкости могут привести к серьезным осложнениям. Температура тела во время физической нагрузки может повыситься до 40-41°С. Масса тела вследствие потерь жидкости может снизиться на несколько килограммов. Всякий раз, когда потери жидкости превышают 3% от массы тела, повышается внутренняя температура тела и возрастает вероятность возникновения ситуации, угрожающей жизни.
Кривая на графике 29 отражает динамику ЧСС во время аэробной нагрузки на уровне 70% МПК в условиях полного отказа от питья и при приеме 250 мл жидкости через каждые 15 мин упражнения. Температура во время теста составляла 20°С. Тест завершался после полного изнеможения спортсмена. При полном отказе от питья наблюдалась более высокая ЧСС, а истощение наступало на полчаса раньше. Прием жидкости во время нагрузки удерживал ЧСС на постоянном уровне. Спортсмен мог выполнять упражнение значительно дольше.
Охлаждение организма
Неоднократное охлаждение организма во время выполнения нагрузки в жарких условиях замедляет потери жидкости, снижая тем самым темпы ухудшения работоспособности.
Положительное влияние охлаждения во время нагрузки очевидно. В одном эксперименте спортсмен дважды тестировался на велоэргометре с перерывом между тестами в 4 дня. Первый тест проводился без охлаждения, а во время второго теста тело охлаждали при помощи влажной губки и вентилятора. Другие условия в обоих тестах были идентичными. Температура воздуха составляла 25°С, а относительная влажность была постоянной. Общая продолжительность велотеста составляла 60 мин. В тесте без охлаждения ЧСС постепенно повысилась со 135 до 167 уд/мин. В тесте с охлаждением ЧСС прочно держалась на одном уровне 140 уд/мин. Таким образом, охлаждение в жарких условиях позволяет спортсмену дольше поддерживать нагрузку (см. график 30).
Скорость велосипедиста гораздо выше, чем скорость бегуна, поэтому и охлаждение воздухом при передвижении на велосипеде гораздо выше. При низком темпе бега уменьшается обдув тела и повышаются потери жидкости, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Охлаждение очень холодной водой также может оказаться пагубным. При резком охлаждении может произойти спазм кровеносных сосудов, в результате чего нарушится теплоотдача. Лучший способ избежать преждевременного утомления при выполнении нагрузки в жарких условиях - регулярно пить и периодически смачивать тело влажной губкой.
Тепловые поражения
Основным тепловым поражением для спортсмена является тепловой удар. Часто тепловой удар сопровождается развитием коллапса. В 85% случаев коллапс настигает спортсменов после финиша, и только в 15% - во время самой гонки.
Спортсмены, сохраняющие нормальную координацию в ходе гонки, но сваливающиеся без сил на финише, подвергаются вазовагальному коллапсу, вызванному значительным и внезапным падением артериального давления в результате прекращения мышечной деятельности. Ректальная температура у таких спортсменов не превышает 40°С. Спортсмену, впавшему в коллапс от жары, необходимо придать горизонтальное положение с приподнятыми вверх ногами для усиления притока кислорода к головному мозгу. Этого простого действия часто бывает достаточно для того, чтобы вывести спортсмена из обморочного состояния.
Коллапс, настигающий спортсменов до финиша, часто является тепловым ударом, в случае которого необходимо предпринять незамедлительные меры по охлаждению организма. Спортсмен должен прекратить любые попытки закончить дистанцию. Количество тепловых коллапсов увеличивается с уровнем тренированности. Спортсмены высокого класса могут справляться с самым высоким уровнем физической деятельности и, следовательно, достигают самой высокой температуры тела. Наибольшее число тепловых коллапсов происходит во время непродолжительных интенсивных соревнований в жарких и влажных условиях.
Симптомы теплового поражения
• ректальная температура 40°С и выше;
• спортсмена часто знобит из-за сниженного поверхностного кровообращения;
• «гусиная кожа», головная боль, покалывание в руках, «горячая» голова;
• часто снижено потоотделение.
В случае теплового удара следует незамедлительно спрятать спортсмена от жары (солнца) и начать его охлаждение. Погружение спортсмена в лед помогает быстро снизить температуру. Если погружение невозможно, приложите к телу спортсмена, особенно к подмышкам, шее и паху, как можно больше пакетов со льдом, или поместите спортсмена под холодный душ. Чтобы избежать гипотермии, при падении температуры ниже 39°С необходимо прекратить охлаждающие процедуры. Проверяйте температуру спортсмена каждые 15 мин следующего часа.
Акклиматизация к жаре
Спортсмены, которые хотят принять участие в соревнованиях в тропиках, должны знать, что высокая температура окружающей среды в этих районах сопровождается также высокой влажностью. В такой ситуации требуется время для акклиматизации к жаре. Когда спортсмен соревнуется при температуре 36°С, его организм не способен избавиться от собственного тепла, вырабатываемого в результате мышечной деятельности. Кроме того, высокая влажность ограничивает испарение пота, что препятствует охлаждению организма, которое происходит в результате испарения. Учитывая минимальную теплоотдачу, температура тела будет неуклонно расти.
После периода акклиматизации организм раньше начинает потеть, даже при низкой температуре тела. Увеличивается интенсивность потоотделения и улучшается охлаждение организма. В нормальных условиях потовые железы производят 1,8 л пота в час. После акклиматизации выработка пота может вырасти вдвое и составить 3,5 л в час. Максимальная выработка пота может составлять до 10 л в день. В гонке «Тур де Франс» в теплую погоду велосипедисты могут потреблять до 10-15 л жидкости в сутки. После акклиматизации содержание соли в поте снижается, благодаря чему дольше сохраняется солевой баланс. В результате всех этих изменений организм может более эффектно бороться с жарой. Однако достаточное потребление воды все равно необходимо, поскольку благоприятное воздействие акклиматизации резко снижается в случае обезвоживания. Для хорошей акклиматизации идеальным считается период в 3-4 недели, минимальный срок акклиматизации - 10 дней. Лучшим местом для акклиматизации, безусловно, является место проведения соревнований. Если спортсмен уделит достаточно времени для привыкания к жаре, он сможет компенсировать ухудшение работоспособности, происходящее в первые несколько дней. Выполнение обычной тренировочной программы в первые дни после приезда невозможно. На графике 31 показано влияние жарких и влажных условий тропиков на уровень выполняемой спортсменом работы.
Прятаться от жары также не рекомендуется. У людей, постоянно живущих в помещении с кондиционированным воздухом, может снижаться способность к потоотделению, потому что их потовые железы малоактивны. Для таких людей выход на улицу в жаркий день может грозить тепловым ударом.
Абсолютно необязательно спать и отдыхать в жарком окружении, но если жара не влияет на ночной сон, то никаких противопоказаний нет. С другой стороны, если из-за жары спортсмен плохо спит, гораздо разумнее отдыхать в помещении с кондиционером. Хороший ночной сон очень важен.
Тот, кто не может позволить себе акклиматизироваться в течение 34 недель, может начать адаптироваться к жаре уже дома. Привыкание к жаре проводится в климатических комнатах или саунах с контролируемой температурой, в которых необходимо находиться 90120 мин в день. Благодаря этому методу остается достаточно времени для обычной тренировочной деятельности. При отсутствии теплового воздействия действие акклиматизации исчезает в течение 4-8 недель.
И наконец, при тренировках в жару продолжительность разминки должна быть меньше обычной и желательно, чтобы она выполнялась в тени или в прохладном помещении. Уменьшение выработки тепла организмом перед гонкой может повысить работоспособность.
Рекомендации для спортсменов, готовящихся
• Начинайте акклиматизацию задолго до соревнований.
• Начните тренироваться в жару.
• Контролируйте степень обезвоживания: взвешивайтесь до и после тренировки, следите за частотой мочеиспускания, количеством и цветом мочи.
• Избегайте приема алкоголя и кофеина.
• Пейте только те напитки, которые предназначены для спортсменов, с необходимым количеством углеводов и электролитов.
Напиток должен быть гипотоническим.
• Возмещайте солевые и жидкостные потери во время еды.
• Как следует высыпайтесь ночью - без разницы, спите ли вы в комнате с кондиционером, или без него.
• Ограничивайте продолжительность разминки, чтобы уменьшить общее повышение температуры тела за тренировку.
• Делайте разминку в тени или в прохладной комнате.
• Соблюдайте правила потребления жидкости в жару: потребляйте качественные спортивные напитки, начинайте пить до наступления жажды.
• Для точного диагностирования теплового удара всегда измеряйте температуру тела ректально. В случае коллапса необходимо учитывать также и другие возможные причины его возникновения.
Кривые ЧСС при акклиматизации к тропическим условиям
Квалифицированный бегун-марафонец ЧССоткл: 174 ЧССмакс: 185
Цель
Подготовка к марафонской гонке в тропиках с периодом адаптации 12 дней. Экваториальный район в период влажных муссонов: отсутствие прямых солнечных лучей, высокая влажность воздуха - около 95%. Минимальная температура ночью - 24°С, днем - 30-37°С.
День 3 На графике 32 представлена кривая ЧСС во время выполнения короткой пробежки после 3 дней привыкания к климатическим условиям и смене временного пояса. 15минутный бег трусцой (около 12 км/ч); сравнение с равноценным уровнем нагрузки в европейских условиях. Субъективное ощущение тяжести через 5 мин работы. До 5 мин - показатели нормальные. После 5 мин - резкое повышение ЧСС со 150 до 160 уд/мин; после 10 мин - очередное повышение до 165 уд/мин. Таким образом, даже при минимальном темпе бега нагрузка, похоже, слишком высокая.
4 Раннее утро. Бег в умеренном темпе (13-14 км/ч): 40 мин. Снова ЧСС по отношению к темпу намного выше обычной. ЧСС не стабилизируется. После 30 мин работы ЧСС поднялась до 170 - до анаэробного порога (график 33, верхняя кривая).
День 5 Вечер. Нагрузка идентичная предыдущему дню. Начало адаптации; произошли заметные улучшения. При одинаковой нагрузке ЧСС ниже, чем вчера, кривая ЧСС начинает выравниваться (график 33, нижняя кривая).
6 Впервые стало возможным выполнение относительно продолжительной нагрузки. 1 ч 20 мин в обычном аэробном темпе (13-14 км/ч). ЧСС, похоже, все еще высокая для данной тренировки - 155-165 уд/мин, но достаточно ровная (см. график 34).
День 7 Относительно продолжительный аэробный бег: 1:05 (13-14 км/ч). ЧСС все еще слишком высокая (см. график 35).
8 Первый сверхпродолжительный аэробный бег: 25 км за 1:55 (около 13 км/ч). ЧСС все еще продолжает постепенно повышаться, несмотря на снижение темпа до низкого (12-13 км/ч). Прогресс в степени адаптации можно увидеть в продолжительности выполняемой работы (см. график 36).
Акклиматизация, похоже, полностью завершилась. Самочувствие во время бега неудовлетворительное после вчерашней длительной тренировки. ЧСС поднялась до 150 уд/мин (см. график 37).
10 Аэробный бег: 35 мин (13-14 км/ч). Несмотря на то, что нагрузка была достаточно интенсивной, ЧСС не выходила изпод контроля. Акклиматизацию можно считать полностью завершившейся (см. график 38).
11 День отдыха перед марафоном. ЧСС во время гонки, исходя из анализа ЧСС за 11 дней адаптации и длины дистанции, не должна превышать 160 уд/мин. Это означает, что темп во время гонки должен быть не выше 4 мин на километр.
День 12 6:00. Старт марафона. Предполагаемая скорость бега - 15 км/ч. Температура - 26°С. После восхода солнца температура предположительно поднимется до 35°С (см. график 39).
ЧСС на графике 39 достаточно стабильная и ровная - ЧСС, которую можно поддерживать практически до самого финиша. Анализ адаптации и прогноз работоспособности, похоже, оказался верным. В Европе та же самая ЧСС могла бы дать результат 2 ч 40 мин. Кроме того, в Европе, вероятно, можно было бы поддерживать и более высокую ЧСС (т.е. 165-170 уд/мин), что означало бы результат в районе 2:25-2:30. Из опыта европейских бегунов результаты марафонского бега в тропических условиях обычно хуже на 15-25 мин.