Виды работы. Их особенности
Общий расход энергии — до 80 ккал, работа дыхательного аппарата незначительна из-за кратковременности нагрузки. Пульс достигает 185 уд/мин. Отношение потребления кислорода к кислородному запросу — 1/10. Весь кислородный запрос организма удовлетворяется лишь по окончании работы. Ведущими системами организма при работе в зоне максимальной мощности являются центральная нервная система и двигательный… Читать ещё >
Виды работы. Их особенности (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Упражнения отличаются друг от друга по мощности выполняемой спортсменами работы. По классификации, разработанной В. С. Фарфелем, следует различать циклические упражнения: максимальной мощности, субмаксимальной мощности, и умеренной.
Несмотря на определённую схематичность разделения циклической работы на зоны мощности, оно вполне оправдано, поскольку каждая из зон определённое воздействие на организм и имеет свои отличительные физиологические проявления. Вместе с тем, для каждой зоны мощности характерны общие закономерности функциональных изменений, мало связанные со спецификой различных циклических упражнений. Это даёт возможность по оценке мощности работы создать общее представление о влиянии соответствующих нагрузок на организм спортсмена.
Многие функциональные изменения, характерные для различных зон мощности работы, в значительной степени связаны с ходом энергетических превращений в работающих мышцах.
Физиологические характеристики работ разной относительной мощности (по В. С. Фарфелю, Баннистеру, Тейлору, Н. И. Волкову, Робинсону, В.М. Зациорскому).
Показатели. | Зона относительной мощности работы. | ||||
максимальная. | субмаксимальная. | умеренная. | |||
Предельное время работы Общий расход энергии (кДж) Отношение потребления кислорода к кислородному запросу Кислородный долг (дм 3). | Около 20с Меньше 350меньше 1/10меньше 8. | От 20 с до 5 мин630 1/3 18. | Больше 30мин 420 001/1 меньше 4. | ||
Работа умеренной мощности:
Характерно устойчивое состояние (кислородный запрос во время работы почти полностью покрывается потребленным кислородом во время выполнения нагрузки). В процессе работы определяется большой расход энергетических запасов (главным образом углеводных) с нарушением водно-солевого баланса в организме.
Общий расход энергии большой — 10 000 ккал и более. Функции дыхания и кровообращения увеличены сильно, но не максимально. Пульс достигает 180 уд/мин.
Характерной особенностью динамической работы умеренной мощности является наступление истинного устойчивого состояния (А. Хилл 1969.). Под ним понимается равное соотношение между кислородным запросом и кислородным потреблением. Следовательно, освобождение энергии идёт здесь преимущественно за счёт окисления в мышцах гликогена. Кроме того, только в этой зоне мощности работы, в связи с её длительностью, источником энергии являются липиды. Не исключается также окисление белков в энергообеспечение мышечной деятельности. Поэтому дыхательный коэффициент у марафонцев сразу после финиша (или в конце дистанции) обычно меньше единицы.
К работе умеренной мощности относятся циклические физические упражнения, продолжающиеся более 30 — 40 мин, выполняемые с относительно небольшой скоростью. В зону работы умеренной мощности входят бег на дистанции от 20 до 42 км, спортивная ходьба — от 10 до 50 км, велогонки — от 50 до 200 км, плавание — от 5 км и более, лыжные гонки — от 15 км и более. Падение скорости в этой зоне мощности относительно невелико, если учесть большую разницу в продолжительности работы (с 5,7 м/с в беге на 20 км до 5,3 м/с в марафонском беге).
Энергетическое обеспечение работы умеренной мощности происходит преимущественно за счет аэробных обменных процессов. Аэробный обмен сопровождается освобождением большого количества энергии, которая используется для ресинтеза АТФ, а также для восстановления органических веществ, расщепившихся в условиях бескислородного обмена.
Удовлетворение потребности в кислороде является характерным признаком истинного устойчивого состояния. Работа в устойчивом состоянии характеризуется стабилизацией аэробного метаболизма при достаточно полном удовлетворении кислородного запроса. Переход на дыхательное фосфорилирование способствует ускорению ресинтеза АТФ и КрФ. Молочная кислота, образующаяся в начале работы, окисляется, а ее уровень в крови может понижаться до исходных величин.
Устойчивое состояние наступает тем быстрее, чем меньше интенсивность работы. К быстрому развертыванию аэробной производительности приводят кратковременные ускорения на дистанции. Создающийся при этом избыток АДФ и КрФ способствует улучшению окислительного фосфорилирования. Вследствие того что потребность в кислороде при работе умеренной мощности, как правило, значительно ниже кислородного потолка, сердечно-сосудистая и дыхательная системы оказываются в состоянии восполнить ее в процессе работы. Наблюдаемый в этом случае кислородный долг относительно невелик и составляет в среднем около 3%.
Работа умеренной мощности характеризуется небольшими удельными тратами энергии — около 1,2 Дж/с. Суммарные же энергетические расходы достигают 42 000 кДж, превышая энергетические траты при работе субмаксимальной и большой мощности в десятки раз. (Фомин Н. А. Физиология человека. 1995.).
Работа максимальной мощности:
Предельная длительность не более 20 с. Особенность — анаэробный механизм обмена веществ с быстрым накоплением продуктов распада в мышцах при большом кислородном долге. Деятельность аппарата кровообращения сопровождается значительным возрастанием ЧСС к концу работы, при небольшом ударном объеме сердца.
общий расход энергии — до 80 ккал, работа дыхательного аппарата незначительна из-за кратковременности нагрузки. Пульс достигает 185 уд/мин. Отношение потребления кислорода к кислородному запросу — 1/10. Весь кислородный запрос организма удовлетворяется лишь по окончании работы. Ведущими системами организма при работе в зоне максимальной мощности являются центральная нервная система и двигательный аппарат, так как требуется высокий уровень возбудимости и лабильности нервных центров и скелетных мышц, хорошая подвижность нервных процессов, способность к быстрому расслаблению мышечных волокон и достаточные запасы в них креатинфосфата.
Данная мощность работы характеризуется достижением предельной физической возможности спортсмена. Для её осуществления необходима максимальная мобилизация энергетического обеспечения в скелетной мускулатуре, что связано исключительно с анаэробными процессами. Практически вся работа осуществляется за счёт распада макроэргов и только частично — гликогенолиза, поскольку известно, что уже первые сокращения мышц сопровождаются образованием в них молочной кислоты. (Цинкер В. М. Лабораторные работы по физиологии физических упражнений: Учебное пособие для студентов факультета физической культуры 1996.).
Длительность работы, например, в беге на 100 м меньше времени кругооборота крови. Уже это свидетельствует о невозможности достаточного обеспечения кислородом работающих мышц.
Из-за кратковременности работы врабатывание вегетативных систем практически не успевает завершится. Можно говорить только о полном врабатывание мышечный системы по локомоторным показателям (нарастание скорости, темпа и длинны шага после старта).
В связи с малым временем работы функциональные сдвиги в организме невелики, причём некоторые из них увеличиваются после финиша.
Работа максимальной мощности вызывает незначительные изменения в составе крови и мочи. Наблюдается кратковременное повышение в крови содержания молочной кислоты (до 70−100 мг %), небольшое повышение процента гемоглобина за счёт выхода в общую циркуляцию депонированной крови, некоторое увеличение содержания сахара. Последнее обусловлено больше эмоциональным фоном (предстартовое состояние), нежели самой физической нагрузкой. В моче могут быть обнаружены следы белка. Частота сердечных сокращений после финиша доходит до 150−170 и более ударов в минуту, артериальное давление повышается до 150−180 мм. рт. ст.
Дыхание при работе максимальной мощности увеличивается незначительно, но существенно возрастает после завершения нагрузки в результате большой кислородной задолженности. Так, лёгочная вентиляция после финиша может возрастать до 40 и более литров в минуту. Величина кислородного запроса достигает предельных величин, доходя до 40 литров. Однако это не абсолютная его величина, а рассчитанная на минуту, т. е. на время, превышающее возможность организма выполнять работу этой мощности. По окончании работы, в связи с возникшей большой кислородной задолженностью, функции сердечно-сосудистой и дыхательной систем некоторое время остаются усиленными. Например, газообмен после пробегания спринтерских дистанций приходит к норме спустя 30−40 минут. За это время завершается в основном восстановление многих других функций и процессов. (Фомин Н. А. Физиология человека. 1995.).
Работа субмаксимальной мощности:
Длительность от 20 с до 3—5 мин. Для обмена веществ в мышцах характерны анаэробные и аэробные процессы (преобладают анаэробные). Кислородный долг выше, чем при работе максимальной мощности. В мышцах накапливается значительное количество молочной кислоты, резко возрастает интенсивность дыхания, кровообращения, отмечаются существенные сдвиги при исследовании крови.
Суммарные энерготраты составляют 150 — 450 ккал. Концентрация молочной кислоты достигает предельных величин — до 20−25 мМоль/л, рН крови снижается до 7.0 и менее.
Длительность работы достаточна для максимального усиления функций дыхания и кровообращения, в результате достигается МПК. ЧСС находится на уровне 180−200 уд/мин. Потребление кислорода удовлетворяет на дистанции лишь 1/3, а кислородный долг возрастает до 20−22 л. Работа выполняется на уровне кажущегося (ложного) устойчивого состояния.
Ведущими физиологическими системами обеспечения работы в зоне субмаксимальной мощности являются кислородтранспортные системы — кровь, кровообращение и дыхание, а также центральная нервная система. (Фомин Н. А. Физиология человека. 1995.).
В отличие от работы максимальной мощности, при этой, более длительной нагрузке, происходит резкое усиление кровообращения и дыхания. Это обеспечивает доставку к мышцам значительного количества кислорода в момент выполнения физической работы. Потребление кислорода достигает к концу 3−5 минут работы предельных или близких к ним величин. (5−6 литров в минуту). Минутный объём крови возрастает до 25−30 литров. Однако несмотря на это, кислородный запрос в этой зоне мощности оказывается намного больше фактического потребления кислорода. Он доходит до 25−26 л/мин. Следовательно, абсолютная величина кислородного долга достигает 20 и более литров, т. е. максимально возможных значений. Эти цифры свидетельствуют, что при работе субмаксимальной мощности в организме, хотя и в меньшей степени, чем при спринтерских дистанциях, анаэробные процессы в освобождение энергии преобладают над аэробными. В результате интенсивного гликогенолиза в мышцах, в крови накапливается большое количество молочной кислоты. В крови её содержание доходит до 250 и более мг %, что вызывает резкий сдвиг рН крови в кислую сторону (до 7,0−6,9). К резким сдвигам кислотно-щелочного равновесия в крови присоединяется повышение в ней осмотического давления, в результате перехода воды из плазмы в мышцы и потери её при отделение. Всё это создаёт во время работы неблагоприятные условия для деятельности центральной нервной системы и мышц, вызывая снижение их работоспособности.
Характерным для этой зоны мощности является то, что некоторые функциональные сдвиги нарастают на протяжении всего периода работы, достигая предельных величин (содержание молочной кислоты в крови, снижение щелочного резерва крови, кислородная задолженность и др.).
Основные изменения в организме при работе субмаксимальной мощности:
- · Энергообеспечение работы осуществляется за счет бескислородного распада гликогена.
- · Гликоген для распада берется из самих мышечных клеток и из крови. В виду низкой продолжительности работы гликоген, расположенный в местах его резервного хранения (в печени) использоваться не успевает.
- · Образуется больше количество недоокисленных продуктов распада.
- · Наблюдается снижение ph крови до предельно возможных величин.
- · Регистрируется значительное расширение сосудов работающих мышц и открытие резервных капилляров.
- · Предельно увеличивается кровоток через работающие мышцы.
- · Предельно увеличивается деятельность сердечно-сосудистой системы.
- · Предельно увеличивается деятельность дыхательной системы.
- · Образуется максимально возможный для организма кислородный долг.
- · Нервная система работает в чрезвычайно напряженном режиме, обеспечивая высокую интенсивность мышечного сокращения и координацию деятельности мышц с другими системами организма. Эти функции нервная система выполняет на фоне острой нехватки кислорода.
- · Энергетические траты организма в единицу времени чрезвычайно велики, общие энерготраты малы, в виду невысокой продолжительности работы.
- · Высокие энерготраты в единицу времени могут приводить к повышению температуры тела до 380−38.50 С.
- · Работа осуществляется на фоне высокой концентрации в крови адреналина и норадреналина мозгового вещества надпочечников.
Работу субмаксимальной мощности лимитируют (ограничивают):
- · Возможности мышечных клеток сокращаться в условиях закисления их внутреннего содержимого.
- · Возможности организма функционировать в условиях закисления крови.
- · Мощность специальных механизмов, противостоящих закислению крови (так называемых, буферных систем крови).
Возможности нервной системы обеспечивать высокий уровень взаимодействия сокращающихся мышц с работой систем обеспечения мышечной деятельности.
Возможности нервной системы функционировать в условиях острой нехватки кислорода и других существенных сдвигов внутренней среды организма. сердечный сокращение артериальный давление.