Мышечная сила спортсменов: силовая выносливость

В группе видов спорта, харак­теризующихся проявлением выносливости к усилиям, не достигающим в рабочих фазах максимальной мощности (легкоатлетический бег, бег на коньках, плавание на длинные дистанции, лыжные и велосипедные гонки, греб­ля и др.), к специальным силовым качествам относится силовая выносливость — способность за счет проявления оптимальных величин быстрой силы удерживать макси­мально длительное время необходимую амплитуду от­дельных циклов движения, то есть длину шага в беге, в коньках, лыжах или длину преодолеваемой дистанции в каждом цикле гребка (плавание, гребля).

У спортсменов высокой квалификации в ходе много­летней тренировки в спортивном упражнении механизм рекрутации двигательных единиц достигает высокой сте­пени экономизации. Выполнение необходимых усилий обеспечивается включением в активность определенного количества двигательных единиц, в то время как осталь­ные единицы находятся в стадии готовности к принятию участия в последующих сокращениях.

В процессе проявления силовой выносливости, работа­ющие двигательные единицы утомляются, порог их разд­ражения увеличивается, и утомленные единицы перестают отвечать на раздражитель. Раздражение переходит на свежие двигательные единицы с низким порогом раздра­жения, которые таким образом включаются в работу вместо утомленных. Важно отметить, что такой же меха­низм десинхронизации происходит и внутри каждой ра­ботающей двигательной единицы с ее мышечными волок­нами.

При проявлении силовой выносливости происходит выборочная рекрутация прежде всего красных мышечных волокон, характеризующихся меньшей, чем в белых воло­кнах, силой, но способных по своей природе к гораздо бо­лее длительной работе.

По мере наступления утомления в работу включаются и белые волокна, которые не имеют тенденции к пере­ключению, и при большом утомлении десинхронизацию заменяет синхронизация.

Теперь перейдем к специфическим особенностям энер­гетического обеспечения проявления силовой выносливо­сти в различных спортивных специализациях. Как извест­но, выполнение длительной циклической мышечной ра­боты связано с большими энергетическими тратами, воз­растающими при очень тяжелой работе до 90% от всего расхода энергии (А. Б. Гандельсман). Потребность в энергии может несколько превысить возможности аэроб­ного обеспечения выполненной работы. В этих случаях в организме спортсмена происходит мобилизация всех источников энергетики мышечной работы и механизмов экономизации с целью сохранения устойчивого уровня обеспечения кислородом работающие мышцы.

В исследованиях на спортсменах высокой квалифика­ции было отмечено, что у них по сравнению со спортсме­нами более низкой квалификации наблюдается значитель­но меньшее увеличение легочной вентиляции (обычно до­стигающей 70 — 80 л в мин.). В то же время процент по­глощения кислорода значительно выше (до 6%) и наблюдается выраженное волнообразное развитие гипоксемии до 84% и уменьшение оксимиоглобина. Причем наибольшие гипоксемические сдвиги совпадали по времени с относительно небольшими величинами легочной вентиляции (н пределах 55—65 л) и потребления 02 (3100—3300 мл/мин.). Возникновение заметных гипоксемических сдвигов рассматривается как приспособительная реакция, связанная в большей степени с временной гиповентиляцией. Гипоксемические волны содействуют в этом случае активности мобилизации кислорода из оксимиоглобина, сосредоточенного в митохондриях мышц, поскольку дис­социация оксимиоглобина становится существенной лишь тогда, когда гипоксемия выражена на 10% и более от исходного уровня (П. В. Верболович).

Таким образом, видно, что увеличение в митохондриях мышц количества оксимиоглобина является одним из важных условий сохранения длительного устойчивого обеспечения кислородом работающих мышц на тканевом уровне.

Более подробно данный механизм нам представляется следующим образом.

При выполнении циклической работы, по мощности превышающей максимальную интенсификацию пробного обмена, роль аэробных источников энергии резко возрастает. Подтверждение этому мы находим в исследованиях других авторов на спортсменах высокой квалификации. Так, Р. Дилл, приводя данные, характеризующие аэробные возможности 8 чемпионов страны по бегу в 1935— 1947 годах и в 1964— 1965 годах отме­чает, что максимальное потребление кислорода у чемпионов двадцатых-сороковых годов было от 60 до 81 мл/кг в мин. В 1965 году бегуны-чемпионы имели максимальное потребление 02 от 69 до 71 мл/кг в мин., но спортивные результаты были значительно выше. Так, у Райнера (ми­рового рекордсмена) максимальное потребление 02было 80 мл/кг в мин. со временем 3.51,3сек. (одна миля) и Н.25,2 сек. (две мили).

По-видимому, современные тренировочные программы не предусматривают развитие аэробной возможности у бегунов в том плане, как это имело место в 30 — 40-х годах. Улучшение спортивных достижений современных бегунов, как считает Р. Дилл, произошло, по-видимому, за счет увеличения анаэробных возможностей и отчасти совершенствования техники бега.

Говоря о роли анаэробного источника и энергии при исполнении циклических упражнений со скоростью выше критического значения, большинство авторов особое зна­чение при этом отводит гликолитическому процессу. Одна­ко это, к сожалению, не совсем верно.

Исследователи, которые приписывают гликолизу ве­дущую роль в анаэробном энергетическом обеспечении крайне интенсивной физической работы, исходят из вы­двинутого в конце 20-х годов Хиллом и Мейергофом по­ложения, что теплота сгорания 1 г гликогена составляет 3836 кал, теплота сгорания 1 г молочной кислоты (МК) — 3601 кал. В этом случае выделяющаяся в анаэробном гликолизе энергия равна: 3836—3601=235 кал на 1 г образующейся МК или 235 ккал/г X 90 г = 21 150 кал, то есть 21,2 ккал на 1 г-моль МК (молекулярный вес МК—90). Однако применение при расчете энергетики химических реакций более современных методов (Г. Е. Владимиров) показало, что в расчетах Хилла и Мейергофа содержится ошибка. В этом случае, как показали спе­циальные расчеты (Т. А. Аллик), эквивалентные соотношения гликогена и МК будут иными. При образовании 1 г-моль МК из гликогена к каждому г-экв. гликогена присоединяется 1/2 г-моль воды. Следовательно, вес г-экв. гликогена составляет 90—18 2 = 81 г (18 — моле­кулярный вес воды).Теплота сгорания г-экв. гликогена составляет 3,836 ккал X 81 =310,7 ккал; теплота сгорания г-моль МК равна 3,601 ккал X 90 = 324,1 ккал. Таким образом, образование 1 г-моль МК из гликогена сопровождается не выделением, а поглощением энергии в количестве 13,4 ккал. Приведенные выше расчеты показывают, что гликолиз не может быть главным источником энергии анаэробной производительности организма человека. И исследования подтверждают, что даже при беге на 100 м с максимальной скоростью анаэробный гликолиз дает только 15% всей необходимой энергии для мышечной работы (Т. А. Аллик).

Правомерно теперь задать вопрос — если не анаэробный гликолиз, то что позволяет высококвалифицированному спортсмену выполнять длительное время интенсив­ную мышечную работу, несколько превышающую по энергозатратам максимальные возможности аэробной произ­водительности.

Обобщая опубликованные результаты экспериментальных исследований на спортсменах высокой квалификации и теоретические исследования, можно предположить, что дополнительными источниками, обеспечивающими напря­женную циклическую мышечную работу, несколько превышающую по энергозатратам максимальные возможности аэробной производительности, могут быть:

— мобилизация в работающих мышцах всех запасов биологической энергии, находящейся в ФК и неадениновых фоефорилированных нуклеидах (ГТФ, ЦТФ, УТФ, ИТФ) и других еще неизвестных источниках;

— высокая степень мобилизации кислорода из внутренних запа­сов, находящихся в альвеолярном воздухе, крови и особенно в миоглобине работающих мышц, и более совер­шенное ее количественное распределение во времени при первых признаках гипоксемии;

— активность гликолиза (за счет распада продуктов ФК и выделяемого при мышечной работе тепла), запускаю­щего и ускоряющего процессы, обеспечивающего образование АТФ в работающих мышцах.

Наблюдаемое у высококвалифицированных спортсме­нок по мере повышения тренированности при выполнении напряженной циклической мышечной работы уменьшение поглощения кислорода объясняется, по-видимому, повышением степени экономизации мышечной работы за счет:

а) более дифференцированной десинхронизации активности моторных единиц и их мышечных волокон в ра­ботающих мышцах;

б) налаживания более совершенной координации и работе мышечных групп, несущих основную нагрузку;

в) выработки оптимальных диапазонов вариативности и уровне активности работающих мышечных групп;

г) сокращения количества включения в работу допол­нительных мышц и их активности при выполнении подго­товительных и основных фаз движения.

Такова в основном физиологическая и биохимическая основа механизмов проявления силовой выносливости и циклических упражнениях, которую необходимо знать педагогу, чтобы правильно определить методику воспита­ния данной разновидности силовых качеств.