Содержание к диссертации
Введение
2 Содержание
2.1. Физиологические аспекты физической работоспособности
2.2. Системы, обеспечивающие развитие физической работоспособности дзюдоистов
2.3. Биоэнергетические процессы, влияющие на развитие и обеспечение физической работоспособности дзюдоиста
2.4. Заключение 66
3. Методика, методы и организация исследования
4.1. Констатирующий эксперимент
Выводы
Практические рекомендации
Литература
Приложение
- Физиологические аспекты физической работоспособности
- Системы, обеспечивающие развитие физической работоспособности дзюдоистов
- Биоэнергетические процессы, влияющие на развитие и обеспечение физической работоспособности дзюдоиста
- Констатирующий эксперимент
Введение к работе
Актуальность. Спортивные единоборства традиционно относят к видам
спорта, в которых основную роль играет физическая подготовка
спортсменов. Многочисленные научные исследования физиологических
процессов и функций организма борцов, педагогические наблюдения в
условиях учебно-тренировочного процесса, проведенные с участием
спортсменов-единоборцев, и соревновательная практика подтверждают тот
факт, что высокий уровень физической работоспособности является
основным фактором успешной реализации технико-тактических действий в
соревновательных условиях [Н.И.Волков, В.В.Шиян, 1983; А.В.Еганов, 1999;
R.Callister, R.Canister, S.Dudley, 1990; M.Takahashi, T.Matsumoto,
F.Iwahara,1995; B.Petrov, 1997 и др.].
Поиск эффективных путей, способствующих повышению уровня
специальной выносливости [А.В.Дадаян,1996; С.А.Кочанов,2011; Д.В.
Максимов, 2011; Ш.К.Шахов, 1998; G. Ringen, 1980; W. Hodges, J.Spielberger,
1966 и др.] и скоростно-силовых способностей[А.О.Акопян, 2003;
В.Ф.Бойко, 2004; В.В.Гаврилов, 2003; В.С.Дахновский, 1991; О.В.Коптев, 1991; В.Г.Пашинцев, 1995; В.Н.Платонов, 1980; С.К.Харацидис, 1998; Е.М.Чумаков,1996; W.Gain, J.Hartmann, 1986; J.Karlsson, 1975 и др.] в системе подготовки единоборцев, является одной из актуальных проблем.
В условиях напряжённой мышечной работы выносливость проявляется
в виде трёх отличных по своей физиологической природе свойств организма
аэробной способности, связанной с потреблением кислорода и
окислительного превращения питательных веществ, главным образом углеводов и жиров в энергию. Гликолитической анаэробной способности, которая использует при работе в качестве основного источника энергии анаэробный ферментативный распад углеводов, приводящий к образованию молочной кислоты в сокращающихся мышцах. Алактатной анаэробной способности, связанной с использованием внутримышечных резервов АТФ и креатинфосфат (КрФ). Конкретное проявление выносливости у спортсменов
4
всегда носит специфический характер. Специфичность её
проявлений определяется соотношением в уровне развития
биоэнергетических потенций, устанавливающихся в процессе тренировки в
избранном виде двигательной деятельности [И.К.Проскурина, 2004;
Н.Н.Яковлев, 1974; P.Bjorntorp, 1991; M.Gaiga, D.Docherty, 1995; Z.Obminski,
L.Borkowski, 1999 и др.].
Проблемная ситуация, сложившаяся в настоящее время, заключается в
том, что многие специалисты по спортивной борьбе [Я.К.Коблев, 1990;
А.П.Кудрявцев, 1997; А.А.Новиков, 1970; С.Л.Столяр, 1995; М.В.Тарасенко,
1999; Y.Matsumoto, Y.Takeuchi, 1990; L.Smith, 1991 и др.], исследовавшие
физические качества спортсменов, определяя методы педагогического
воздействия для их развития, до последнего момента не пришли к единому
представлению о путях развития спортивной работоспособности
(выносливости и скоростно-силовых качеств) борцов, особенно разноречивы
рекомендации для дзюдоистов. Из отдельных работ [Бартулис, 1987;
Новиков, 1976; Смирнов, 1968; Хакунов, 1991; Чарыев, 1995; Callister,
Callister, 1991и др.] нельзя понять, что является основой развития спортивной
работоспособности: скоростно-силовые качества или специальная
выносливость. Непонятно, как развивать саму выносливость, увеличивать аэробную или анаэробную производительность организма борцов, на этот счёт существует несколько противоположных мнений [Иванов, 1994; Лавлинский, 1986; Шапиро, 1991; Юхно, 1998; Юшкевич, 1990; Яшина, 1998 и др.].
Поэтому недостаточность изучения биологической составляющей данной проблемы, несогласованность мнений специалистов по важнейшим практическим вопросам, определяющим эффективное решение развития работоспособности дзюдоистов, позволяет считать выбранную тему исследования актуальной.
Исходя из вышеизложенного, вполне очевидна актуальность
исследования, которая заключается в изучении адаптационного становления
биоэнергетических факторов, влияющих на развитие спортивной
5
работоспособности, которое происходит в процессе нарастания
физиологических изменений в моторных мышечных единицах при
тренировке дзюдоистов.
Объектом исследования являлись биоэнергетические процессы,
происходящие в скелетных мышцах при развитии спортивной
работоспособности дзюдоистов.
Предметом исследования была зависимость между усвоением кислорода в организме и развитием выносливости и скоростно-силовых качеств спортсменов при повышении их эффективности в тренировочных программах различной направленности.
Цель исследования: выявить значимость различных
биоэнергетических факторов (аэробного, аэробно-анаэробного,
гликолитического, алактатного) для развития выносливости и скоростно-силовых качеств и разработать физиологически обоснованную методику совершенствования физической работоспособности дзюдоистов.
Гипотеза исследования. Во время соревновательной деятельности организм дзюдоистов обеспечивается энергией различными механизмами: аэробным, смешанным, гликолитическим и алактатным. Поэтому для развития специальной работоспособности необходимо развивать все названные компоненты.
Предполагалось, что развитие специальной работоспособности
дзюдоистов в последовательности: аэробной, аэробно-анаэробной,
гликолитической и, на предсоревновательном этапе подготовки, алактатной выносливости будут создавать лучшие условия для совершенствования физиологических механизмов энергообеспечения и значительно повысят соревновательный потенциал спортсменов.
Кислород является основным фактором в окислительно-
восстановительных процессах в мышцах, от функциональной активности которых зависит работоспособность спортсмена, поэтому улучшение диффузных и перфузных возможностей респираторной системы поднимет порог анаэробного обмена, улучшив возможности гликолитических
6 процессов, обеспечит достаточное производство АТФ и создаст условия
для реализации алактатных механизмов энергообеспечения.
Предполагалось, что, при улучшении межмышечной координации с
помощью силовых упражнений аэробного характера создаются условия для
взаимодействия мышечных групп, участвующих в выполнении технических
действий. При совершенствовании внутримышечной координации между
быстрыми окислительными и гликолитическими волокнами мышечного
волокна с помощью силовых упражнений в смешанном и анаэробном режиме
улучшается возможность проведения быстрых атакующих действий и
относительно медленных защитных. Совершенствуя скорость проведения нервно-мышечного импульса в силовых упражнениях алактатного обеспечения, можно создать условия для проведения дзюдоистами технических действий «взрывного» характера.
В соответствии с целью исследования и на основании принятой рабочей гипотезы, в работе поставлены следующие задачи:
-
разработать биологическую модель и алгоритмы влияния различных видов нагрузки на организм спортсменов при развитии функциональной работоспособности;
-
определить влияние различных видов нагрузки на системы дыхания, крови и морфофизиологические показатели дзюдоистов;
-
определить корреляционную, факторную и кластерную зависимость специальной выносливости борцов от применения нагрузок различной направленности;
-
выявить регрессионные модели развития коэффициента специальной выносливости дзюдоистов в зависимости от применения нагрузок различной направленности;
-
проверить методику развития физической работоспособности дзюдоистов на основе последовательного применения нагрузок различной направленности.
Теоретико-методологической основой исследования явились труды специалистов в области физиологии и биохимии спорта, теории и методики
7
физического воспитания и спортивной тренировки,
определившие взаимосвязи биологических процессов организма спортсменов
и физических нагрузок [Н.А.Агаджанян, 1983; В.К.Бальсевич, 2000;
Ю.В.Верхошанский, 1988; Н.И.Волков, 2000; А.Б.Гандельсман, 1970;
В.М.Зациорский, 1968; Н.М.Зимкин, 1970; А.В.Коробков, 1968; Я.М.Коц,
1986; А.Н.Крестовников, 1951; Л.П.Матвеев, 1977; Ф.З.Меерсон, 1985;
М.Я.Набатникова, 1972; В.Н.Платонов, 1988; В.С.Фарфель, 1970;
Н.А.Фомин, 1986; W.Kusnezow, 1972; L.Matwejew, 1981; U.Zaciorskij, 1968 и
др.І
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Биологическая модель физической работоспособности обеспечивает общее представление о подготовке и управление тренировочным процессом дзюдоистов.
-
Влияние нагрузок различной направленности на физическую работоспособность дзюдоистов.
-
Средства и методы тренировки, направленные на развитие биоэнергетических факторов (аэробного, аэробно-анаэробного, гликолитического, алактатного), эффективно развивают физическую работоспособность дзюдоистов.
-
Каждый из биоэнергетических факторов требует своего этапа увеличения энергетического потенциала спортивной работоспособности при развитии выносливости и скоростно-силовых качеств.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
Определена биологическая составляющая модели развития физической работоспособности, обеспечивающая необходимые скоростно-силовые качества и выносливость дзюдоистов на основе их комплексного совершенствования;
разработан способ количественной оценки функциональных показателей работоспособности дзюдоистов на основе биоэнергетических тестов, определяющих состояние организма на определённом этапе тренировки;
разработаны алгоритмы физической работоспособности,
обеспечивающие максимальное потребление кислорода, повышающие порог анаэробного обмена (ПАНО), совершенствующие буферные системы организма, мобилизующие креатинфосфатный механизм мышц, увеличение скоростно-силового потенциала мышц, совершенствование внутри мышечной координации и скорости проведения импульса, повышение гормональной регуляции функциональной работоспособности;
установлена закономерная зависимость между усвоением кислорода в организме и физической работоспособностью дзюдоистов;
выявлены эффективные средства (длительный и интервальный бег, прыжковые упражнения, упражнения с гирями) и методы (равномерный, повторный, интервальный) для повышения улучшения усвоения кислорода в организме и развития скоростно-силовых качеств в тренировке борцов;
предложена и экспериментально апробирована система тренировочных нагрузок дзюдоистов в форме строго регламентированных заданий, систематизированных на основе преимущественного характера физиологического воздействия применяемых средств и методов подготовки спортсменов.
Теоретическая значимость. В результате проведённого исследования была выявлена биологическая модель физической подготовки и алгоритмы развития аэробного, аэробно-анаэробного, гликолитического и алактатного компонентов выносливости. Определены алгоритмы развития межмышечной и внутримышечной координации, увеличения скорости проведения нервно-мышечного импульса. Это позволяет дополнить данные физиологии о механизмах адаптационных реакций организма спортсмена на физические нагрузки различного энергетического характера. Различия в динамике кардиореспираторных показателей свидетельствуют о том, что для поддержания конкретной нагрузки необходимо разное сочетание показателей взаимодействия систем дыхания и кровообращения, зависящее от характера работы, объёма, интенсивности и работоспособности спортсмена.
9
Практическая значимость исследования заключается в
разработке и внедрении в практику подготовки квалифицированных
дзюдоистов биологической модели их физической работоспособности, от
реализации которой зависит эффективность тренировочной и
соревновательной деятельности.
Полученные в работе данные могут быть использованы тренерами для
обоснования тренировочных схем при планировании подготовки
спортсменов, преподавания соответствующих разделов физиологии
физической активности в вузах физкультурного профиля, на факультетах физической культуры, для написания учебно-методических пособий, разработки спецкурсов, а также могут служить методической основой для последующих исследований в области физиологии спорта.
Апробация результатов исследования. Материалы диссертационной
работы были представлены на Всероссийской межвузовской научно-
практической конференции «Профессиональная подготовка педагогов-
специалистов в области физической культуры и спорта (Малаховка, 1999);
Международной конференции «Управление психологической деятельностью
человека» (ВНИИФК,1999); Всероссийской научной конференции
«Актуальные проблемы физического воспитания школьников»
(Малаховка,1999); Всероссийской научно-практической конференции
«Здоровье в ХХ1 веке» (Тула, 2000); Второй научно-практической
конференции «Довузовская подготовка в системе непрерывного
физкультурного образования» (РГАФК, 2001); 1-ой научно-методической
конференции педагогического института физической культуры (ПИФК
МГПУ, 2002); Всероссийской научной конференции «Совершенствование
системы подготовки кадров на кафедрах спортивной борьбы в
государственных образовательных учреждениях физической культуры»
(РГУФК, 2005); Всероссийской научно-практической конференции
«Организация и методика учебной, оздоровительной и спортивной работы в вузе» (Воронеж, 2006); 5-ой научно-методической конференции (ПИФК МГПУ, 2006); V11 международной научно-практической конференции,
10
посвящённой памяти профессора Чумакова Е.М. «Исследования
молодых учёных в практику единоборств» (РГУФК, 2007); 6-ой научно-
методической конференции (ПИФК МГПУ, 2007); ХV11 Международной
научно-практической конференции по проблемам физического воспитания
«Человек, здоровье, физическая культура и спорт в изменяющемся мире»
(Коломна,2007); Всероссийской научно-практической конференции
«Проблемы и перспективы физического воспитания и студенческого спорта в
условиях модернизации высшей школы» (Казань,2007); ХХ1 Съезда
Физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010); «Физическая
культура и спорт в современных условиях: состояние, проблемы,
направления модернизации»(Москва,2011); «Совершенствование системы
подготовки кадров по единоборствам» (Москва, 2011); Первой Открытой
Российской научной конференции «Образование, физическая культура, спорт
и здоровье: анализ проблемы» (Смоленск, 2012); 7 Международной научно-
практической конференции «Спортивные игры в физическом воспитании,
рекреации и спорте»(Смоленск,2013); Международной научной конференции
«Научное и кадровое обеспечение инновационного развития
агропромышленного комплекса» (Казань, 2013); Международной научно-практической конференции «Наследие крупных спортивных событий как фактор социально-культурного развития региона» (Казань: Поволжская ГАФКСиТ,2013); ХХ11 съезд Физиологического общества имени И.П. Павлова (Волгоград, 2013); Съезде физиологов стран СНГ (Сочи, 2014).
По материалам диссертации опубликовано 59 работ, в том числе 15 -в рецензируемых печатных изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, 1 работа в иностранном рецензируемом журнале. В публикациях содержится полный объём информации, касающийся темы диссертации.
Основные данные, изложенные в диссертации, получены автором самостоятельно при консультации доктора биологических наук, профессора В.И. Максимова.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, материалов, методики и методов исследования, результатов собственных
11
исследований, выводов, практических рекомендаций, списка
литературы, приложения, актов внедрения результатов работы в
практическую деятельность. Она изложена на 350 страницах печатного
текста и содержит 48 таблиц, 55 рисунков, 16 приложений. Список
литературы охватывает 529 источников, из которых 82 работы иностранных
авторов.
2. Материалы, методика и методы исследования
Исследования проведены с сентября 1999г. по декабрь 2013 г. на кафедрах физического воспитания и физиологии имени А.Н. Голикова ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина», в ООО «Люберецкий районный клуб бокса Спартак» в учебно-тренировочных группах, в Государственном образовательном учреждении г. Москвы «Самбо-70» в учебно-тренировочных группах четвёртого года обучения, в ГОУ ДОСН СДЮСШОР № 45 г. Москвы в учебно-тренировочных группах, в ГОУ ДОСН СДЮСШОР №64 г. Москвы, в мужской и женской сборных командах России по дзюдо, готовящихся к Чемпионату Мира 2008 года.
На первом этапе с сентября 1999 по август 2003 года был проведён анализ учебной и научно-методической литературы, обобщен передовой практический опыт тренеров по подготовке единоборцев и разработки плана распределения воздействия биоэнергетических факторов на организм спортсменов при развитии выносливости и скоростно-силовых качеств. Разработана концепция совершенствования выносливости и скоростно-силовой подготовки дзюдоистов.
На втром этапе с сентября 2003 по июнь 2005 года осуществлялись предварительные исследования. В качестве испытуемых были привлечены спортсмены дзюдоисты, в количестве 20 человек. Возраст испытуемых 17-25 лет. Занятия проводились согласно разработанному плану распределения воздействия биоэнергетических факторов на организм спортсменов при развитии выносливости и скоростно-силовых качеств.
12 На третьем этапе работы с сентября 2005г. по май 2008г. был
проведён основной биологический эксперимент, основанный на результатах
предыдущих исследований.
На четвёртом этапе исследования с мая 2008г. по декабрь 2013г. все полученные материалы были систематизированы, обработаны, сведены в таблицы, осуществлялось написание и оформление диссертационной работы.
Анализ литературы и практические наблюдения показывают, что
физическая подготовка дзюдоистов должна решать две основные задачи:
совершенствование энергетического снабжения скелетных мышц и развитие
иннервации мышечных моторных единиц. Из этих двух главных
компонентов и состоит методика физической подготовки дзюдоистов.
Компонент выносливости в первую очередь предназначен для
совершенствования энергетического снабжения мышц и состоит из аэробной, аэробно-анаэробной, гликолитической и алактатной направленности. Скоростно-силовой компонент направлен на развитие и совершенствование иннервации мышечных сокращений и состоит из разделов межмышечной и внутримышечной координации, силы и скорости проведения импульса и эндокринной регуляции.
Таким образом, очевидно, что при развитии физической
подготовленности дзюдоистов в первую очередь необходимо повышать
аэробный потенциал медленно сокращающихся волокон, увеличивая
окислительные процессы и содержание гликогена. Второй задачей должно
быть повышение содержания сократительных белков мышц и интенсивность,
гликолиза и третья - увеличение содержания креатинфосфата в быстро
сокращающихся мышечных волокнах. Учитывая длительность
интенсивности аэробных окислительных процессов, можно планировать на один мезоцикл аэробной подготовки два-три мезоцикла гликолитической и алактатной направленности.
Развитие скоростно-силового потенциала мышц должно начинаться с
межмышечной координации, которая заключается в совершенствовании
напряжения и расслабления мышц синергистов и антагонистов,
13
принимающих участие в демонстрации технических действий.
Затем необходимо перейти к совершенствованию внутримышечной
координации, которая заключается в совершенствовании взаимодействия
моторных двигательных единиц мышечных клеток, и затем - к силе и
скорости проведения импульса.
Одновременно происходит совершенствование эндокринной регуляции
работающих мышц.
Такая биологическая модель физической подготовки позволяет
целенаправленно воздействовать на все физиологические компоненты
работоспособности, обеспечивающие мышечные сокращения, необходимые в
соревновательной деятельности дзюдоистов, что делает процесс подготовки
борцов управляемым, прогнозируемым и физиологически обоснованным
(рис.1).
ч
УЛ
P>N
іЯ
^.
Базовая
физическая
подготовка
лЭ
$.
&
t&
2gеV^
С
T н
4?
Рис.1. Модель базовой физической (физиологической) подготовленности дзюдоистов
Компоненты выносливости
Алгоритм аэробной работоспособности дзюдоистов направлен на увеличение максимального потребления кислорода (МПК) и состоит из увеличения показателей внешнего дыхания, кислородной ёмкости крови, совершенствования транспортной системы крови, увеличения митохондрий в мышечных клетках и гормонов регулирующих обмен веществ и энергии в мышцах, повышения внутримышечных запасов энергообеспечения.
При нагрузке аэробной направленности спортсмены выполняли
кроссовый бег по пересечённой местности, длительностью от 15 до 90 минут.
С такой нагрузкой борцы тренировались в течение двух мезоциклов
длительностью 60 суток, и было проведено 25 учебно-тренировочных
занятий. Время тренировочной нагрузки составило 1660 минут.
Максимальная частота сердечных сокращений (Макс.ЧСС) - 179,8 ударов в минуту (уд/мин), минимальная - 154,4 уд/мин, средняя - 166,3 уд/мин. средний показатель лактата - 2,5 ммоль/л. Расход энергии за тренировку составил 937,1 Ккал.
Алгоритм аэробно-анаэробной работоспособности направлен на повышение ПАНО и состоит из увеличения дыхательного коэффициента и калорического эквивалента по кислороду, увеличения диффузии кислорода и диоксида углерода в лёгких, увеличения «капиляризации» мышечных волокон, повышения эффективности митохондриального дыхания и активности окислительных ферментов.
При нагрузке аэробно-анаэробной направленности дзюдоисты
выполняли 5-минутную прыжковую нагрузку с последующим 5-минутным отдыхом, таких серий было семь. Такое задание связано с правилами соревнований, где длительность схватки пять минут, а максимальное количество поединков за турнир может быть семь. С такой нагрузкой борцы тренировались в течение двух мезоциклов длительностью 60 суток, и было проведено 25 учебно-тренировочных занятий. Время тренировочной нагрузки составило 875 минут. Макс.ЧСС у спортсменов 182,3 уд/мин, мин.-
15 159,8 уд/мин, сред.- 172,8 уд/мин, средний показатель лактата - 6,6
ммоль/л, расход энергии за тренировку - 653,4 Ккал.
Алгоритм гликолитической работоспособности направлен на
совершенствование буферных систем организма и состоит из увеличения толерантности к кислородному долгу, улучшения тканевого дыхания, поддержания кислотно-щелочного равновесия, повышения артериально-венозной разницы по кислороду.
При нагрузке гликолитической направленности дзюдоисты выполняли упражнение «прыжок через партнёра, пролезть между ног партнёра» в течение 30 секунд, затем 30 секунд отдыхали, таких повторений было 5, а серий 7, отдых между сериями 5 минут. Такое задание было связано с правилами соревнований по дзюдо. С такой нагрузкой борцы тренировались в течение двух мезоциклов длительностью 60 дней, и было проведено 22 учебно-тренировочных занятия. Моторная плотность тренировки составила 21 минуту, средний объём выполненной работы 400,6 прыжков. Макс.ЧСС 190 уд/мин, мин.180 уд/мин, сред. 185 уд/мин, средний показатель лактата 16 ммоль/л. Расход энергии за тренировку составил 594,6 Ккал.
Алгоритм алактатной работоспособности направлен на
совершенствование креатинфосфатного механизма энергообеспечения мышц и состоит из: резистентности к гиперкапнии, увеличения Крф в мышцах, совершенствования скорости расходования и восстановления Крф.
При нагрузке алактатной направленности дзюдоисты выполняли комплекс упражнений по схеме: работа 10с, отдых 50с. таких повторений было 5, затем 5 минут отдыха, выполнено 7 серий. Такая нагрузка соответствовала объёму и интенсивности соревновательных условий. С такой нагрузкой борцы тренировались в течение двух мезоциклов длительностью 60 суток, и было проведено 25 учебно-тренировочных занятий. Моторная плотность тренировки составила 5,8 минуты, средний объём выполненной работы 1480 усл.ед. При этом макс. ЧСС 195 уд/мин, мин. 183 уд/мин, сред. 185 уд/мин, средний показатель лактата 7 ммоль/л. Расход энергии за тренировку составил 641,8 Ккал.
Скоростно-силовой компонент
Алгоритм развития межмышечной координации направлен на развитие межмышечной координации и состоит из гипертрофии белых мышечных волокон, увеличения синтеза сократительных белков в мышцах, улучшения АТФ-азной активности миозина и координированной работы мышц.
Для развития межмышечной координации дзюдоисты выполняли комплекс с гирями из десяти упражнений, каждое упражнение выполнялось по 20 повторений в трёх подходах, применялся повторный метод тренировки, затем следовал отдых до полного восстановления. С такой нагрузкой борцы тренировались в течение двух мезоциклов длительностью 60 дней, и было проведено 22 учебно-тренировочных занятия. Средняя общая плотность тренировки составила 126,4 минуты, средний объём выполненной работы 26110 усл.ед. Макс.ЧСС 187,3 уд/мин, мин. 140 уд/мин, сред. 165 уд/мин средний показатель лактата 8,4 ммоль/л. Расход энергии за тренировку составил 1014 Ккал.
Алгоритм совершенствования внутримышечной координации
направлен на совершенствование внутримышечной координации и состоит
из функционального развития медленных мышечных волокон,
функционального развития промежуточных мышечных волокон,
функционального развития быстрых мышечных волокон, функционального становления напряжения мышечных волокон.
Для совершенствования внутримышечной координации дзюдоисты выполняли предыдущий комплекс с гирями из десяти упражнений, каждое упражнение выполнялось интервальным методом тренировки, отдых между подходами был до 1 мин, а между упражнениями до 3 мин. Таким образом, возрастала интенсивность выполнения упражнений, и режим работы позволял задействовать различные мышечные волокна. С такой нагрузкой борцы тренировались в течение двух мезоциклов длительностью 60 суток, и было проведено 22 учебно-тренировочных занятия. Средняя общая плотность тренировки составила 94,5 минуты, средний объём работы 402720
17 усл. ед. Макс. ЧСС 188,1 уд/мин, мин. 163,9 уд/мин, сред. 176 уд/мин,
средний показатель лактата 10,4 ммоль/л. Расход энергии за тренировку
составил 703,8 Ккал.
Алгоритм совершенствования скорости проведения нервно-мышечного импульса направлен на увеличение проведения скорости нервно-мышечного импульса и состоит из увеличения числа активных двигательных единиц, определения режима активности двигательных единиц, времени активности двигательных единиц, регуляции тетанического сокращения мышц.
Для совершенствования скорости проведения нервно-мышечного импульса дзюдоисты выполняли специальный скоростно-силовой комплекс с гирями из семи упражнений, каждое упражнение выполнялось в течение 30 сек., затем 30 сек. отдых, таких повторений было 5, отдых между упражнениями 5 минут. С такой нагрузкой борцы тренировались в течение двух мезоциклов длительностью 60 суток, и было проведено 22 учебно-тренировочных занятия. Моторная плотность тренировки составила 17,5 минуты, средний объём выполненной работы 25120 усл.ед. (произведение подходов, повторений и килограммов отягощений), Макс.ЧСС 193 уд/мин, мин. 173 уд/мин, сред.183 уд/мин средний показатель лактата 13 ммоль/л. Расход энергии за тренировку составил 516,8 Ккал.
Алгоритм повышения гормональной регуляции физической
работоспособности направлен на включение деятельности желез внутренней
секреции в зависимости от направленности физической нагрузки,
развивающей выносливость или силовые качества спортсменов, и состоит из
гормонов, принимающих участие в развитии скоростно-силовых качеств:
гипофиза (СТГ, ТТГ, АКТГ, ЛГ, ФСГ, АДГ); надпочечников (КА,
минералокортикоиды, глюкокортикоиды); поджелудочной железы (инсулин,
глюкагон, соматостатин); щитовидной железы (Т4,Т3,кальцитонин);
вилочковой железы (Т-активин, тимозин, Тимин); половых желёз (тестостерон).
Методы исследования. Аэробный биоэнергетический фактор
выносливости Ownlndex определялся с помощью прибора Polar
18 (Финляндия). Аэробно-анаэробный и гликолитический биоэнергетические
факторы выносливости определялись прибором Accutrend Lactate (фирмы
Roche Diagnostics, Австрия-Германия) для определения уровня лактата в
крови.
Алактатный анаэробный биоэнергетический фактор выносливости
определялся по вертикальному прыжку вверх с лентой, которую
вытягивает одетый в специальные подтяжки испытуемый во время
выполнения теста [Осотов, 1997]. По высоте прыжка оценивалась мощность
алактатного фактора выносливости, для чего использовалось уравнение W
= 2,21 х масса тела испытуемого (кг) х высота вертикального прыжка (см)
[Fox, 1973], т.к. [Ferreti, 1987] установил, что мощность,
зарегистрированная во время выполнения вертикального прыжка, является
оценкой максимальной величины внутреннего мышечного АТФ.
Морфофизиологические измерения проводились с помощью анализатора
жировой массы Nanita BC-532 (Япония). Спирометрические измерения: для
определения показателей внешнего дыхания применялся прибор Spirobank
G (Италия) и компьютер Sonny PCG-FX 370 с программным обеспечением
Winspiro PRO 1.1.7. Пульсоксиметрия для определения насыщения уровня
крови кислородом проводилась с помощью цифрового пульсоксиметра
WristOx NONIN 3100 (США) и обрабатывалось с помощью программного
обеспечения Nvision версии 5.0. Для измерения частоты сердечных
сокращений применялся монитор сердечного ритма Polar S610тм, данные
обрабатывались с помощью программного обеспечения Polar Precision
Performance. Для определения степени толерантности к гипоксии
применялась проба Штанге. Для измерения артериального давления
использовали автоматический тонометр UB- 401. Измерение температуры
тела осуществлялось с помощью электронного инфракрасного прибора
Bremed 1190 (Великобритания). Динамометрия: применялись два вида
динамометров: динамометр ручной плоскопружинный ДРП-100 и ДС-500.
Для определения коэффициента специальной выносливости применялся
пяти минутный тест [В.В. Шиян, 2003].
Физиологические аспекты физической работоспособности
В настоящее время понятие «работоспособность спортсмена» имеет различную трактовку: так, одни понимают работоспособность как максимум работы, который в состоянии выполнить человек [148,465], другие как сп-собность спортсмена совершать специфическую для него работу [158,447]. Специальная работоспособность спортсменов часто рассматривается как его тренированность, т. е. пригодность к выполнению специального круга спортивных заданий [178]. С понятием работоспособности у спортсмена тесно связано представление об утомлении, выносливости и скоростно-силовых качествах. Так, утомление - это вызванное нагрузкой временное снижение работоспособности, а выносливость - это способность противостоять утомлению [428].
В спортивной борьбе выделяются некоторые факторы, определяющие работоспособность спортсмена: функциональные возможности, атлетическая подготовленность, технико-тактическое мастерство, рациональная тактика и психологическая подготовленность [39,63,78,90,135,140,238,452].
В последнее время развернулась дискуссия вокруг термина «работоспособность». Одни авторы [311,482] предлагают отказаться от этого термина в связи с тем, что он не научен и невозможно дать универсальное, всеобъемлющее его определение. Другие [387,466] считают, что это не причина для изъятия термина из лексикона, так как идеальных истолкований понятий (дефиниций) вообще быть не может, а термин «работоспособность» прочно вошел в нашу речь. Более того, термин «физическая работоспособность»[218] является наиболее универсальным для определения физической деятельности человека, а термин «выносливость» при этом отражает разновидность физической деятельности, отличающейся невысокой интенсивностью и значительной продолжительностью. Соревновательная деятельность в борьбе протекает с переменной интенсивностью нервно-мышечных напряжений с дискретно-экстремальными нагрузками[338,393,508]. Это предъявляет высокие требования к двигательно-координационным способностям борцов, к способностям быстро и точно оценивать пространственно-временные условия деятельности, к возможностям переключения с одного на другое действие и т. д. Особо высоки требования к реализации скоростных возможностей и специфической выносливости: скоростной, силовой, скоростно-силовой. Соревнования требуют от спортсменов проявления высокого уровня именно физической работоспособности [22,248,495]. Известно, что дзюдо характеризуется высокой напряженностью технико-тактических действий, требующих от спортсмена максимальных мышечных усилий и умения проявлять их в быстро меняющейся обстановке. Периоды высокой активности с паузами относительного отдыха составляют около 30 с, максимальный пульс составляет 180-230 уд/мин, общий кислородный долг - от 5,0 до 7,9 л. Такой вид деятельности требует мобилизации функциональных возможностей организма и предъявляет высокие требования к работоспособности спортсмена [352]. В дзюдо эффективность выполнения технических действий зависит не только от уровня развития выносливости, но и от развития скоростно-силовых качеств [164,496]. Так, в спортивной борьбе на величину пульса влияют особенности сочетания многообразных сложных, чередующихся действий спортсмена: борьба за захват, подготовительные движения к проведению приёма, удачные и неудачные попытки провести приём, защитные действия и преодоление сопротивления соперника [417,308].
Таким образом, готовность к демонстрации дзюдоистом технико-тактического мастерства на высоком функциональном уровне выносливости и скоростно-силовых качеств обеспечивается его физической работоспособностью. Согласно теории функциональных систем, предложенной П.К. Анохиным [29], результат действия является ведущим фактором организации различных адаптивных процессов у человека.
Мышечная работа вызывает многократное (в 15-20 раз) увеличение объема легочной вентиляции. Эти изменения происходят под влиянием комплекса факторов: безусловных и условных рефлексов, а также гуморальных влияний [4,334,478]. Следует подчеркнуть, что ведущий механизм изменения функции дыхания связан со сдвигами химизма внутренней среды организма и в первую очередь с динамикой газообмена О2 и С02. Программа быстрых приспособительных реакций организма направлена на сохранение гомеостаза организма. Механизм адаптации дыхания к мышечной деятельности в первую очередь носит нервно-рефлекторный характер, несмотря на то, что в его основе лежат биохимические процессы, связанные с изменением содержания 02 и С02 в крови [17,512].
В зависимости от уровня гипоксического и гиперкапнического состояния во время мышечной работы разной интенсивности может преобладать либо биомеханический, либо гомеостатический тип регуляции дыхания [17,446].
Важным физиологическим механизмом повышения эффективности внешнего дыхания является закрепление условно-рефлекторных связей, обеспечивающих согласование дыхания с длительностью выполнения отдельных частей целостного акта. Большое значение при физических упражнениях также принадлежит произвольному управлению дыхательными движениями, т.е. кортикальному механизму регуляции дыхания [16,257,410].
Общеизвестна тесная функциональная связь систем кровообращения и дыхания в обеспечении энергетических потребностей организма при мышечной работе. Повышение уровня нагрузки закономерно приводит к увеличению сдвигов показателей со стороны обеих систем. Наряду с этим данные литературы говорят о наличии определенных индивидуальных особенностей в адаптации систем энергообеспечения к физической нагрузке. У одних лиц отмечаются более выраженные сдвиги со стороны сердечнососудистой системы — циркуляторный тип, у других со стороны дыхательной системы - респираторный тип [245].
У нетренированных людей увеличение легочной вентиляции при работе является результатом учащения дыхания. У спортсменов при высокой частоте дыхания до определённых пределов растет и глубина дыхания. Это наиболее рациональный способ срочной адаптации дыхательного аппарата к нагрузке. Проявление признаков тренированности выражается в менее значительном снижении процента насыщения крови кислородом, а также в более быстром снижении показателей функций внешнего дыхания на первых минутах после рабочего периода и в укорочение времени возвращения их к исходным данным покоя [410,502].
Менее выражено, чем МВЛ, изменяется под влиянием тренировки ЖЁЛ. Этот показатель не входит в число определяющих факторов спортивных достижений. В то же время [368,488] указывают на то, что ЖЁЛ зависит от размеров тела, возраста, а также функционального состояния и физической тренированности человека. Наряду с этим данный показатель учитывается в другом важном для оценки функциональных возможностей показателе - Жизненном индексе (ЖИ). Наиболее высокий ЖИ отмечен у пловцов. Отмечается значительное увеличение ЖЁЛ свыше 70% у баскетболистов и триатлонистов по сравнению с легкоатлетами, тяжелоатлетами и борцами. Имеются данные, указывающие на то, что чем выше ЖЁЛ, тем может быть меньше стоимость работы аппарата внешнего дыхания [53].
Имеются данные о реакции системы внешнего дыхания спортсменов на нагрузку и изменения насыщения крови кислородом. У тренированных лиц более высокая переносимость субкритических нагрузок по степени и длительности. При этом у них наблюдаются наименьшие отклонения в функциональных показателях относительно не спортсменов. Оптимальные соотношения показателей внешнего дыхания и кровообращения выявлены у спортсменов в возрасте от 25 до 29 лет, когда отмечается более редкое и глубокое дыхание, а также наибольшее поглощение кислорода в 1 минуту. Меньшая частота пульса и отчетливое замедление скорости кровотока при отсутствии существенных отличий по АД. Наряду с этим имеются данные, что глубокое дыхание во время физической работы при определенных условиях не выгодно. Значительно отличаются величины показателей внешнего дыхания и кровообращения у спортсменов различного уровня квалификации [59,480].
Спортсмены оказываются в состоянии задерживать дыхательные движения, доводя себя до более высоких степеней гиперкапнии и гипоксии дольше, чем нетренированные люди [43,58]. Эта закономерность во многом связана с развитием системы транспорта кислорода в процессе занятий спортом. Есть данные[256], что время задержки дыхания на вдохе хорошо коррелирует со степенью падения процента оксигемоглобина в артериальной крови во время задержки (r=0,914). Также была выявлена не очень высокая, но весьма близкая к границе достоверности корреляция между временем задержки дыхания на вдохе и ЖЁЛ (г=0,410) [17].
В физиологии спорта в качестве основного критерия работоспособности человека используется величина МІЖ как интегральный показатель функциональных систем организма [30,523]. Величина МІЖ характеризует мощность аэробного процесса. Она зависит в основном от двух факторов: функции кислородтранспортной системы и способности работающих скелетных мышц усваивать кислород [10,486]. При тренировке на выносливость у бегунов и лыжников минутный объём крови резко возрастает, что увеличивает доставку мышцам кислорода и его потребление до 5,0 - 6,0 л/мин, это и есть величина МПК [287]. Для спортсменов циклических видов спорта, потенциальных призеров мировых первенств МІЖ не должно быть меньше 80 мл/мин/кг. Такой высокий уровень потребления кислорода достигается при ЧСС около 200 уд/мин и при легочной вентиляции до 180 - 200 л/мин [94, 287,521].
Системы, обеспечивающие развитие физической работоспособности дзюдоистов
Ударный объём сердца (УО) - другой компонент сердечной производительности, который растёт в ответ на увеличение мощности выполняемой нагрузки, достигая максимальных величин при ЧСС около 130 уд/мин. В диапазоне от 130 до 170 уд/мин УО сердца остается неизменным, но он понижается при более высоких значениях ЧСС. Это уменьшение У О зависит от ухудшения коронарного кровообращения из-за изменившихся условий механической работы сердца [443].
Непосредственно во время работы МО сердца при максимальном мышечном усилии может увеличиваться в пять раз. При этом ЧСС увеличивается в 2-3 раза, а УО возрастает с 60-80 до 150 мл [415].
Заслуживает специального рассмотрения ещё один метаболический критерий физической работоспособности, получивший за последние годы достаточно широкое применение в физиологии мышечной деятельности - так называемый анаэробный порог. Определение анаэробного порога заключается в нахождении таких «критических» значений мощности, выше которых энергетический запрос уже не может быть обеспечен только аэробным путём. При повышении интенсивности нагрузки выше анаэробного порога усиление гликолитического распада углеводов в тканях сопровождается образованием молочной кислоты. Включение анаэробных источников может быть установлено по увеличению лактата в крови выше некоторого базового уровня, составляющего около 4 мМоль/л. Значение конкретного уровня мощности, при которой начинает включаться анаэробный механизм с образованием лактата, имеет значение как для экспериментальных, так и для практических целей[383].
Термин «анаэробный порог» впервые предложил В. Хольманн [337]. Однако достаточно широкое распространение на практике определения анаэробного порога (ПАЛО) получили лишь после известных работ К. Вассермана [8]. В соответствии с начальными представлениями под ПАНО следует понимать «интенсивность нагрузки, выше которой у спортсменов развивается метаболический ацидоз» [266]. Причём считалось, что начало метаболического ацидоза можно определить по началу резкого, крутого изменения (излома) целого ряда физиологических кривых на графике зависимости этих показателей от мощности мышечной работы. К числу таких показателей ПАНО относят обычно изменения в концентрации лактата, сдвиг рН или изменения содержания буферных оснований в крови, а также изменения уровня легочной вентиляции, значения дыхательного коэффициента и уровня «не метаболического излишка СО2». Такая работа носит аэробно-анаэробный характер энергообеспечения [52].
В ряде исследований отмечается, что показатель анаэробного порога обнаруживает существенные различия в зависимости от характера физической деятельности. По данным Федотова Н.В. [395], анаэробный порог в условиях различных тестирующих эргометрических нагрузок находился при работе на велоэргометре на уровне 43% от MaxVC2, в беге на тредбане - на уровне 50%, в степ-тесте - на уровне 64%. По данным Бузмакова В.А. [61], анаэробный порог при ручном педалировании на велоэргометре локализуется на уровне 46% от MaxVC2, при педалировании ногами - на уровне 64%, а в беге на тредбане - на уровне 58%.
Получаемая при определении ПАНО физиологическая информация имеет значение для решения диагностических и прогностических задач в спортивной практике. Так, спортивный результат в беге на марафонскую дистанцию обнаруживает тесную корреляционную зависимость от индивидуальной величины анаэробного порога (г = 0,98), причем даже более тесную, чем с показателем махУ02 [391]. Кроме того, было показано, что тренировка «на выносливость» ведёт к увеличению как максимального потребления 02, так и порога анаэробного обмена. Однако если махУ02 при этом увеличивается в среднем на 25%, то ПАНО - на 44%. У нетренированных людей значения анаэробного порога соответствуют уровню потребления 02 около 50-60% от величины махУ02, а у бегунов на длинные дистанции - значению 70-80% от величины MaxVC2.
Есть все основания полагать, что важным фактором, определяющим уровень анаэробного порога, является степень привычности к конкретной физической деятельности. Этот фактор может быть поставлен в прямую зависимость от развития адаптации в процессе тренировки. Он подтверждает то, что анаэробный порог отражает уровень функциональных возможностей в конкретной физической деятельности [262]. Помимо ограничения аэробных возможностей со стороны производительности сердечнососудистой системы, эти функциональные свойства человеческого организма лимитируются также способностью к утилизации кислорода митохондриями скелетных мышц [408]. Эта способность исчерпывается ещё до того, как достигаются предельные возможности системы кровообращения. Аэробная производительность поддается заметному развитию в процессе тренировки. Этому способствуют различные тренировочные программы, реализация которых связана с проявлением качества выносливости [424]. Вместе с тем имеются сведения о том, что уровень аэробной производительности в значительной степени зависит также и от генетических факторов [262].
Биоэнергетические процессы, влияющие на развитие и обеспечение физической работоспособности дзюдоиста
Следует отметить, что анаэробный гликолиз активируется не только при исчерпании запасов КрФ при нагрузках с высокой интенсивностью. Н. Schmidt [360] обнаружил, что после 10-секундной нагрузки мощностью 110% maxV02 возрастает содержание лактата, и это указывает на то, что анаэробный гликолиз развивается сразу же с началом мышечных сокращений. Это подтверждают также исследования [166,262,266]. Полученные в ходе исследований данные свидетельствуют о том, что активация анаэробного гликолиза и распад КрФ происходят практически одновременно. В итоге проведённых исследований установлено, что наиболее высокие скорости восстановления АТФ за счёт КрФ и гликолиза при максимальных и около максимальных нагрузках проявляются в первые 10 сек. работы. Наибольшая мощность гликолиза достигается на 20-40 с от начала упражнения. Наблюдаемое быстрое снижение мощности выполняемой работы является результатом исчерпания внутримышечных резервов гликогена и накопления конечных продуктов анаэробного распада в тканях [241,262]. При нагрузках продолжительностью до 30 с запасы КрФ истощаются между 10-й и 30-й сек. работы, а скорость гликолитического ресинтеза АТФ в первые 10 сек. работы составляет не более 50% от его максимума. В среднем скорость гликолитического образования АТФ при 30-секундных нагрузках высокой интенсивности в 3-4 раза выше, чем это может быть обеспечено за счёт только одного Крф-механизма. Средняя скорость ресинтеза АТФ при 60-секундной физической нагрузке намного ниже той, которая происходит при 30 сек. При высокоинтенсивной физической нагрузке продолжительностью от 60 до 90 сек., оценить гликолитическую продукцию АТФ вполне возможно по количеству лактата, выделяемого из работающих мышц. Согласно данным [241], суммарная продукция АТФ при интенсивной нагрузке составляет 60% от гликолиза, 33% от КрФ и 7% - от миофибриллярных запасов АТФ. Мощность анаэробного гликолитического процесса, выраженная в кислородных эквивалентах, находится в пределах 75-90 мл О2кг.мин., что приблизительно в 1,5-3 раза выше мощности аэробного процесса. У высококвалифицированных спортсменов этот показатель может быть значительно выше - до 200-300 мл О2кг.мин [353].
Максимальная реализуемая емкость гликолиза составляет около 55-90 мл 02/кг. Ёмкость гликолиза обеспечивает поддержание заданной мощности упражнения в пределах от 20 с до 2 мин, и она более чем в 10 раз превышает ёмкость креатинфосфокиназной реакции. Ёмкость гликолиза определяется не только запасами гликогена в мышцах, но и величиной щелочных резервов крови, а также волевыми качествами спортсмена[382].
Энергетическая эффективность гликолиза невысокая и составляет около 35-42%. Это значит, что примерно половина всей выделяемой энергии превращается в тепло и не может быть использована при работе. В результате повышения при гликолизе скорости теплопродукции в работающих мышцах температура увеличивается до 41-42 [383].
Гликолитический механизм энергообразования лежит в основе развития скоростной и локальной мышечной выносливости.
Другим анаэробным вариантом восстановления АТФ в мышце является миокиназная реакция, в ходе которой происходит слияние двух молекул АДФ с образованием АТФ и АМФ, эту реакцию катализирует фермент аденилаткиназа, которая происходит в мышцах при значительном увеличении в саркоплазме концентрации АДФ. Такая ситуация возникает, когда скорость процессов восстановления АТФ не уравновешивает скорость расщепления АТФ. Исходя из этого, аденилаткиназную реакцию можно рассматривать как «аварийный механизм», который обеспечивает постоянство скорости восстановления АТФ. Результатом аденилаткиназной реакции является некоторое повышение содержания АМФ в саркоплазме, что ведет к активации ферментов гликолиза и способствует повышению общей скорости анаэробного восстановления АТФ. Аденилаткиназная реакция легко обратима, и она может использоваться для буферирования резких перепадов в скорости образования и использования АТФ. Восстановления АТФ в ходе аденилаткиназной реакции имеет место и при длительной мышечной деятельности в состоянии выраженного утомления, но в целом значение этой реакции в энергообеспечении мышечной деятельности невелико, так как запасы АДФ в мышечной клетке очень ограничены [383].
Проведенный доступный обзор выполненных к настоящему времени исследований показывает, что для достижения высоких результатов в спортивных единоборствах, где требуется значительное проявление физической работоспособности, необходим высокий уровень развития аэробных, анаэробных и скоростно-силовых возможностей спортсмена.
Констатирующий эксперимент
Таким образом, второй блок алгоритма направлен на увеличение поступления кислорода в клетки работающих мышц и отвечает за увеличение тканевого дыхания организма спортсменов.
Тканевым дыханием называют обмен дыхательных газов, происходящий в массе клеток при биологическом окислении питательных веществ. В ходе окислительных процессов клетки поглощают из капилляров кислород и одновременно выделяют конечный продукт метаболизма-диоксид углерода. Поскольку недостаток 02 лимитирует окислительные реакции значительно сильнее, чем их лимитирует неадекватное удаление СО2, мы будем рассматривать прежде всего процессы, обеспечивающие снабжение тканей кислородом.
Каждая клетка организма нуждается в поступлении определённого количества энергии. Эта энергия необходима для поддержания нормальной структуры и жизнедеятельности клеток, а также для выполнения их специфических функций. В нормальных условиях клетки получают энергию главным образом путем окислительного (аэробного) разложения питательных веществ. Для осуществления аэробного метаболизма в клетке должны поддерживаться определенные концентрации субстратов (углеводов, белков и жиров) и молекулярного кислорода.
В анаэробных условиях необходимая клетке энергия может быть получена только в процессе гликолиза. Конечный продукт гликолиза - лактат - заключает в себе ещё много энергии, поэтому данный путь метаболизма менее экономичен, чем аэробное разложение глюкозы. Для получения одного и того же количества энергии в анаэробных условиях в клетке должно расщепляться примерно в 15 раз больше глюкозы, чем в аэробных.
Количество кислорода, которое клетки могут использовать для окислительных процессов, зависит от величины конвекционного переноса О2 кровью и уровня диффузии О2 из капилляров в ткани. Поскольку единственным запасом кислорода в большинстве тканей служит его физически растворенная фракция, снижение поступления 02 с кровью приводит к тому, что потребности тканей в кислороде перестают удовлетворяться, развивается кислородное голодание и замедляются обменные процессы.
В начальном периоде интенсивной мышечной нагрузки возросшая потребность скелетных мышц в О2 частично удовлетворяется за счёт кислорода, высвобождаемого миоглобином. В дальнейшем возрастает мышечный кровоток, и поступление кислорода к мышцам вновь становится адекватным. Количество кислорода, освобожденного оксимиоглобином, составляет часть кислородного долга, который должен быть восполнен в каждом мышечном волокне.
Обмен дыхательных газов между капиллярной кровью и тканями происходит, как и в легких, путём диффузии. Молекулы О2 движутся по градиенту напряжения (парциального давления) этого газа из эритроцитов и плазмы в окружающие ткани. Одновременно происходит диффузия диоксида углерода, образующегося в окислительных процессах, из тканей в кровь (напряжение СО2 в тканях велико, а в крови мало). Энергией, обеспечивающей диффузию дыхательных газов, служит кинетическая энергия отдельных молекул этих газов. Таким образом, напряжение О2 и СО2 в крови играет большую роль в тканевом газообмене.
На обмен дыхательных газов в мышечных клетках влияет не только градиент напряжения этих газов между капиллярной кровью и клетками, но также количество капилляров и распределение кровотока в микроциркуляторном русле. От числа перффузируемых капилляров, их длины и расстояния между ними непосредственно зависят как площадь диффузионной поверхности, на которой происходит газообмен между кровью и тканью, так и диффузионное расстояние внутри ткани. Предыдущая работа в аэробной и аэробно-анаэробной направленности создаёт множественную капиллярную сеть, что в анаэробно-гликолитическом режиме способствует газообмену. Напряжение 02 в клетках в норме имеет промежуточное значение между напряжением 02 в артериальной крови и минимальным значением, которое в органах с высокими потребностями в кислороде составляет около 1 мм.рт.ст. Для нормального протекания окислительных процессов необходимо, чтобы напряжение 02 в области митохондрий превосходило 0,1-1 мм.рт.ст. Эта величина называется критическим напряжением 02 в митохондриях. Если напряжение 02 в участках цитоплазмы, непосредственно граничащих с митохондриями, падает ниже критического, то полное окисление становится невозможным, перенос водорода и электронов в дыхательной цепи подавляется, и в результате не может поддерживаться нормальная скорость энергетического обмена. Таким образом, важнейшим показателем, характеризующим снабжение тканей кислородом, служит напряжение 02 в клетках, которое создаётся при работе анаэробно-гликолитической направленности.
Распределение парциального давления 02 в работающих мышцах в наибольшей степени зависит от функционирования миоглобина в качестве буфера и переносчика кислорода. Диффузия кислорода в мышечной ткани при нагрузке создаёт очень большие градиенты парциального давления кислорода между кровью капилляров и снабжаемыми этими капиллярами мышечными клетками. Когда парциальное давление 02 в мышечном волокне мало, столь же невелики и градиенты парциального давления кислорода в этом волокне. Следовательно, главным механизмом переноса О 2 в мышечных клетках должна быть облегченная диффузия.