Энергетические системы организма и целенаправленная тренировка
Мониторинг частоты сердечных сокращений (ЧСС), совместно или без контроля уровня молочной кислоты (лактата), - на сегодняшний день неотъемлемый элемент тренировки, позволяющий спортсмену и наставнику подобрать оптимальную интенсивность, что позволяет при меньших нагрузках добиваться более высоких результатов. Эффективная тренировка, ведущая к высоким достижениям, возможна только при хорошем знании и правильном применении принципов энергообеспечения физической деятельности.
Энергетические системы
Аденозинтрифосфат (АТФ) в организме человека является универсальным источником энергии, которая высвобождается при распаде АТФ до аденозинфосфата (АДФ) и используется мышцами для выполнения механической работы. Запасы АТФ в мышцах незначительны, расходуются за 2 секунды. Системы ресинтеза АТФ (фосфатная, лактатная и кислородная) поддерживают относительное постоянство этого вещества.
Фосфатная система ресинтеза АТФ (анаэробная, алактатная) включает использование запасов АТФ в мышцах (2сек) и быстрое восстановление АТФ из креатинфосфата (КрФ), которого хватит ещё на 6-8 секунд. Система важна для всех взрывных, кратковременных и стремительных действий. Уже через 30 секунд после нагрузки АТФ и КрФ восстанавливаются на 70%, а через 3-5 минут полностью. Важно - направленная тренировка соответствующими упражнениями с достаточными периодами отдыха не только повышает запасы АТФ и КрФ, но и ускоряет процесс распада и восстановления АТФ за счёт увеличения ферментативной базы, поэтому и представителям стайерских дисциплин полезно регулярно включать в основную тренировку краткие (не более 10 с), мощные, быстрые упражнения.
Кислородная система ресинтеза АТФ (аэробная) является наиболее важной в тренировках на выносливость, поскольку она может поддерживать физическую работу в течение длительного времени, снабжая энергией посредством химического взаимодействия пищевых веществ (главным образом, жиров и углеводов) с кислородом. Производительность кислородной системы зависит от количества кислорода, которое способен усвоить организм человека (МПК – максимальное потребление кислорода). Углеводы - более эффективное топливо по сравнению с жирами, т.к. при одинаковом потреблении энергии на их окисление требуется на 12% меньше кислорода, но запасов углеводов (гликоген печени и мышц) хватит на 60-90 минут активности, запасы жира практически неисчерпаемы, при окислении не образуется лактат. 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, чем не тренированный, т.е. будет расходовать энергию более экономно. Важно – обязательное включение длительных медленных тренировок в видах на выносливость.
Распад углеводов происходит в два этапа, на первом, протекающем без участия кислорода, образуется молочная кислота (лактат), которая используется в ресинтезе АТФ на втором этапе с участием кислорода. Пока потребляемого кислорода достаточно, молочная кислота не будет накапливаться в организме. Важно – элиминация лактата, основанная на его использовании на втором этапе углеводного энергообеспечения лежит в основе обязательных низкоинтенсивных заминок, активного отдыха и восстановительных тренировок.
Лактатная система
Итак, при росте интенсивности нагрузки и недостатке кислорода молочная кислота, образовавшаяся в первой анаэробной фазе, не нейтрализуется полностью во второй, аэробной, в результате накапливается в работающих мышцах, что приводит к ацидозу, или закислению мышц, основной причине мышечной усталости. При превышении определённого уровня интенсивности (который варьируется от человека к человеку) происходит активация механизма, посредством которого организм переходит на полностью анаэробное энергообеспечение, где в качестве источника используются исключительно углеводы. Ускорение, подъём, финишный рывок – за них ответственна лактатная система. При нарастающем ацидозе спортсмен не способен поддерживать тот же уровень нагрузки, что приводит достаточно быстро к резкому снижению интенсивности или отказу выполнять нагрузку.
Важно – в самом начале любого упражнения, независимо от его интенсивности энергообеспечение происходит только анаэробным путём. Каждый раз организму требуется несколько минут, чтобы аэробная система включилась в работу. Соответственно, разминка обязательна.
Ацидоз повреждает аэробную ферментативную систему мышечной клетки, что снижает аэробные способности. Если клетки повреждены ацидозом, то может потребоваться несколько дней, прежде чем ферментативная система начнёт снова нормально функционировать и аэробные возможности восстановятся, а аэробные тренировки будут эффективными. Повреждение мышечных стенок в результате ацидоза является причиной утечки веществ из мышечных клеток в кровь, замедляется образование КрФ, нарушается работа сократительного аппарата, страдает координация, тренировки на технику или скорость неэффективны, возрастает риск травм.
Типы мышечных волокон
Условно мышечные волокна разделяются на два типа: красные (тип1, медленно сокращающиеся) и белые (тип2, быстро сокращающиеся). Между мужчинами и женщинами не существует разницы в соотношении быстрых и медленных мышечных волокон, реакция на тренировку одинаковая. Красные мышечные волокна густо усеяны капиллярами, снабжаются энергией преимущественно аэробно, важны в видах на выносливость. Белые мышечные волокна (выделяют так же подтип2а – анаэробно-аэробные и подтип2в – анаэробные) обладают высокой анаэробной способностью, поэтому максимально используются в скоростно-силовых видах. Соотношение белых и красных волокон у отдельного человека генетически детерминировано, т.е. практически мы изначально рождаемся либо стайерами, либо спринтерами. Под воздействием тренировок некоторое количество белых волокон могут превратиться в красные, к сожалению, обратное действие невозможно. Выраженный стайер никогда не станет спринтером, а у спринтера есть шанс стать хорошим стайером. С возрастом спринтерские способности спортсмена снижаются быстрее, чем способности к выполнению длительной работы. Важно – в видах на выносливость обязательно находить время для скоростно-силовых тренировок, чтобы поддерживать соответствующие качества на достойном уровне.
Целенаправленная тренировка
Тренировка должна быть направлена именно на ту энергетическую систему, которая участвует в энергообеспечении конкретной спортивной деятельности. Результаты марафонца зависят от его способности выполнять длительную работу, поэтому его тренировки должны быть нацелены на совершенствование кислородной системы и расширение аэробных способностей. Для спринтера важны максимальные возможности его фосфатной системы, поэтому его тренировки должны быть направлены на увеличение числа высокоэнергетических фосфатов. В некоторых видах, например в беге на средние дистанции (400, 800, 1500м), лыжном спринте требуется тренировка все систем энергообеспечения, требуются высокие анаэробно-аэробные способности, спортсмены должны учиться бороться с сильным ацидозом.
Таблица 1. Зависимость подключения энергосистем от продолжительности нагрузки.
| Продолжительность | Скорость. Фосфатная система | Аэробные способности. Кислородная система | Анаэробные способности: фосфатная и лактатная системы |
| 130 – 180 мин | 0 | 95 | 5 |
| 28 – 50 мин | 5 | 80 | 15 |
| 14 – 26 мин | 10 | 70 | 20 |
| 9 – 16 мин | 20 | 40 | 40 |
| 4 – 6 мин | 20 | 35 | 55 |
| 2 – 3 мин | 30 | 5 | 65 |
| 1 – 1,5 мин | 80 | 5 | 15 |
| 22 – 35 с | 98 | 0 | 2 |
| 10 – 16 с | 98 | 0 | 2 |
Зависимость между продолжительностью нагрузки и относительным вкладом различных энергетических систем применима к любому виду спорта. Подключение той или иной энергетической системы зависит от продолжительности нагрузки. Например, для бега на 1 500м (продолжительность 4 – 6 мин) 20% тренировок должно быть направлено на совершенствование фосфатной системы (спринтерские тренировки), 25% - на повышение аэробной выносливости и 55% - на повышение анаэробных возможностей.
Итак, тренировка должна выполняться при определённой (для каждого вида спорта) интенсивности, которая измеряется в разных величинах - % от максимальной ЧСС (ЧССмах) или % от анаэробного порога (АнП). АнП обозначается нагрузка, выше которой организм переключается с аэробного на частично анаэробное. Международные обозначения зон интенсивности следующие: аэробная (А), развивающая (Е от endurance – выносливость, чуть выше анаэробного порога) и анаэробная (Аn). Каждая из трех зон разделяется на 2 подзоны. Существует так же восстановительная зона (R – recreation).
Таблица 2. Зоны интенсивности.
| Зона инс-ти | Характеристика | % от АнП | % от ЧССмах |
| R | Восстановительная, очень низкая интенсивность | 70 - 80 | 60 – 70 |
| A1 | Аэробная 1, низкая интенсивность | 80 - 90 | 70 - 80 |
| A2 | Аэробная 2, средняя интенсивность | 90 - 95 | 80 – 85 |
| E1 | Развивающая 1, транзитная зона | 95 - 100 | 85 – 90 |
| E2 | Развивающая 2, высокоинтенсивная выносливость | 100 - 110 | 90 – 95 |
| An1 | Анаэробная, основана на гликолизе | максимальное энергообеспечение – 2-3 мин | |
| An2 | Анаэробная 2, основана на фосфатах | Максимальное энергобеспечение – до 10с |
Тренировка фосфатной системы
Главная цель – истощение высокоэнергетических фосфатов без накопления молочной кислоты. Лучший способ – спринты на максимальной (продолжительность отрезка 6-8сек) или субмаксимальной (20-30с) скоростях, выполняемые повторно (8-10раз) с большими паузами пассивного отдыха (3-5 мин в зависимости от подготовленности). Выполнение лёгкой нагрузки во время отдыха частично блокирует ресинтез АТФ и КрФ, приводит к их недостаточным запасам для следующего ускорения, активации анаэробной системы и накоплению лактата. Руководствуясь показателями ЧСС, управлять спринтерской тренировкой и вносить коррективы невозможно, для этого лучше использовать показатели лактата.
Тренировка лактатной системы
Основная цель - совершенствование способности спортсмена выполнять упражнение при высоких концентрациях лактата. Интенсивные тренировки в анаэробной зоне, лучший – интервальный метод, оптимальная продолжительность отрезков максимального усилия от 30с до 3-х минут, активный отдых от 30с до нескольких минут, концентрация лактата не должна снижаться слишком сильно. Важно - после напряжённых анаэробных нагрузок обязательны очень лёгкие восстановительные тренировки.
Тренировка кислородной системы
Лучший метод – тренировки на выносливость, то есть нагрузки с субмаксимальной мощностью в течение длительного времени без накопления лактата.
Интенсивная аэробная тренировка выполняется в виде интервальной работы (с короткими или длинными рабочими отрезками). В первом случае кислородная система полностью активируется, ЧСС 90% ЧССмах, т.е. на уровне или чуть выше анаэробного порога, отрезки 2-8 мин., количество интервалов 5 -8, отдых 4-6 мин., небольшое повышение лактата до 5-6 ммоль/л допустимо. Во втором случае, ЧСС 85-90% ЧССмах, отрезки 8-20 мин., количество 4-5, отдых 5 мин, лактат 3-4 ммоль/л. Данные тренировка не должна проводиться чаще 1-2 раз в неделю. Эффективны при хорошем самочувствии. При сопутствующей усталости или недостаточном восстановлении резко возрастает опасность перетренировки.
Промежуточная аэробная тренировка выполняется со средней интенсивностью (80-85% ЧССмах), лактат не накапливается, продолжительность зависит от соревнований, к которым готовиться спортсмен. Соревновательная дистанция обычно преодолевается 1 раз за неделю.
Экстенсивная аэробная тренировка представляет длительную непрерывную работу при ЧСС 70-80% ЧССмах продолжительностью от 90 мин, тренируют жировой обмен, часто совмещают с промежуточной аэробной тренировкой.
Восстановительная тренировка
Неотъемлемая часть общего тренировочного процесса. Работа при интенсивности менее 70% от ЧССмах не улучшает аэробные способности, но в большинстве случаев более выгодна для восстановления, чем пассивный отдых (см.выше).
*По книге - ЧСС, ЛАКТАТ И ТРЕНИРОВКИ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ. П.ЯНСЕН. ТУЛОМА 2007г.
В книге изложены теория, практика и анализ тренировки спортсменов на выносливость на основе мониторинга частоты сердечных сокращений (ЧСС) и уровня молочной кислоты (лактата) в крови, приведены тесты нахождения анаэробного порога и оценки функционального состояния, обсуждаются проблемы перетренированности и спортивного сердца.