При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

педа от скорости вращения колес. При увеличении вращения колес увеличивается и нагрузка на педали, которая возрастает от 28,5 до 54 кгс при скорости от 28,5 до 73,1 км/ч.

Для создания «наката» велосипеда на одном из роликов велостанка, лучше на 2-м или 3-м, устанавливается диск с массой 5 кг. Чтобы не было биения, диск с массой необходимо сцентровать с роликом.

Настоящее тормозное устройство просто по конструкции, портативно, удобно в эксплуатации. Оно может быть установлено на велостанках различных конструкций. Применение его обеспечивает возможность регулировать нагрузку на велостанке в широком диапазоне, что способствует более эффективной подготовке спортсменов в осенне-зимнем периоде тренировки.

НАУКА — СПОРТУ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ У ВЕЛОСИПЕДИСТОВ

Известно, что интенсивная мышечная работа обеспечивается суммарным вкладом трех основных энергетических систем: окислительной, фосфогенной и лактацидиой (Я. М. Коц, 1982). Каждая из них характеризуется мощностью, емкостью и эффективностью (Н. И. Волков, 1974). Лимитирующим фактором образования энергии окислительным путем а начале выполнения упражнения является его инерционность. Дефицит кислорода в начале работы покрывается за счет образования энергии в анаэробных процессах (фосфогенного и лактацидного). Однако при определении динамики энергетических затрат исследователи в основном использовали измерение скорости потребления кислорода во время работы в лишь в отдельных случаях учитывали скорость образования энергии гликолитическим путем (Wasserman К., van Kessel A. Z., Burtong, 1967). Мощность фосфогенной энергетической системы, как правило, измеряли по специальному тесту Margaria R. (1968).

В последние годы на основе экспериментальных работ Fox (1974) стало возможным рассчитать мощность фосфогенного энергообразования при кратковременной предельной работе по алактатной фракции кислородного долга. Такой подход проведения расчета в предельных упражнениях большой относительной мощности не применялся, и суммарные энергетические затраты рассчитывали без вклада фосфогенной системы.

В связи с этим целью нашей работы

явилось изучение динамики суммарных энергетических затрат во время выполнения предельной мышечной работы относительной мощности с учетом трех основных энергетических систем.

Задачи исследования:

1. Определить изменения скорости образования энергии окислительным, лактацидным и фосфогенным путем.

2. Определить динамику коэффициента эффективности мышечной работы во время выполнения упражнения.

Для решения поставленных задач были проведены экспериментальные исследования, в которых участвовали 4 спортсмена I разряда в возрасте 16 лет. Перед началом исследований все спортсмены проходили тестирование функциональной подготовленности на основе выполнения нагрузки ступенчато-нарастающей мощности до отказа. Характеристика испытуемых и результаты предварительного исследования представлены в табл. 1.

При проведении основного исследования каждому спортсмену предлагалось выполнить предельную нагрузку при произвольном распределении усилий в течение 15 мин с целью достижения максимальной производительности. Спортсмены выполняли это упражнение 13 раз, однако до конца использовалась только одна нагрузка. Во всех остальных случаях работа прерывалась через неизвестное для испытуемого время от начала упражнения. Остановки проводились через 30 с, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 7, 8, 10,

Таблица 1

Характеристика испытуемых

13 и 14 мин работы. Все нагрузки выполнялись в установленном порядке с достаточным для спортсменов интервалом отдыха в течение 4 дней. Способ задавания нагрузки был однотипным для всех испытуемых. Сопротивление на маховике велоэргометра составляло 2,5 кгм, а контроль за выполнением нагрузки осуществлялся при помощи счетного устройства каждые 30 с работы.

Во время выполнения нагрузок, одновременно с подсчетом количества оборотов педалей, регистрировали ЧСС на электрокардиографе ЭКГ-ОМТ I и проводили забор выдыхаемого спортсменами воздуха в мешки Дугласа.

Ежеминутно брались пробы переферической крови для определения концентрации лактата. Анализ крови проводился на спектроколориметре «Спекол-10» (ГДР). Анализ выдыхаемого воздуха осуществлялся на блоках газоанализатора «Бекман» (США) ОМ-II и В-2 (для определения концентрации О₂ и СO₂). В течение первых 2 мин восстановления забирался выдыхаемый воздух для определения алактатной фракции кислородного долга и вклада фосфогенной системы в общие энергозатраты (по Fox, 1974). Особенность нашего исследования заключалась в том, что в период восстановления на 1, 3, 5 и 7-й мин брались пробы периферической крови с целью определения максимальной величины концентрации лактата после каждой нагрузки.

В результате проведенного исследования были получены данные, позволяющие определить изменение скорости образования энергии тремя механизмами. Для того чтобы определить вклад каждой энергетической системы в выполнение предельной мышечной работы, полученные данные приводились к одинаковым единицам измерения — ваттам. Так, ско-

рость образования энергии за счет окислительной системы (O₂) на каждом отрезке рассчитывали как среднее арифметическое всех зарегистрированных на этом отрезке величий потребления кислорода за вычетом исходного уровня :

Скорость образования энергии за счет лактацидной системы представляли как отношение величины концентрации лактата в крови между двумя остановками

где 0,0624 — пересчетный коэффициент по Margaria R. et al. (1964); Р — вес спортсмена. Причем учитывались лишь наибольшие величины концентрации лактата, зарегистрированные после каждой остановки. Подобным образом определяли и скорость образования энергии фосфогенным путем (дельта измеренного алактатного кислородного долга между остановками ко времени между ними):

Для всех интервалов работы рассчитали относительный вклад каждого из изучаемых механизмов энергообразования. Оказалось, что это соотношение изменяется на протяжении всей работы (табл. 2).

Рис. 1. Изменение скорости образования энергии окислительной, фосфогенной и лактацидной системами во время работы большой относительной мощности

Идентифицированные данные изме-

нения скорости образования энергии окислительной, фосфогенной и лактацидной системами представлены в табл. 2 и на рис. 1.

Судя по этим данным, для всех исследованных интервалов времени работы относительный вклад каждой из энер-

Таблица 2

Относительный вклад основных систем энергообразования в суммарные энергозатраты во время предельной работы большой относительной мощности (средние данные)

гетических систем неодинаков и это соотношение изменяется на протяжении всей работы.

Для подробного анализа полученных результатов целесообразно разделить график изменения мощности выполненной работы на три фазы (в соответствии с особенностями энергообеспечения).

Первая — «стартовая фаза», или фаза врабатывания, характеризуется процессами адаптации всех систем организма спортсменов к нагрузке. Ее продолжительность составляет 2 мин. Как видно из табл. 2, первые 30 с работы на 64,5% обеспечиваются энергией, образованной анаэробными системами с преимущественным вкладом фосфогенной (50,5%).

Одновременно наблюдается увеличение скорости образования энергии гликолитическим путем, и ее вклад составляет 14%. Следует отметить наличие индивидуальных различий во времени достижения максимальной скорости энергообразоваиия лактацидной системой, которая у спортсменов чаще всего встречается при интервале времени от 60 до 90 с. Ко 2-й мин работы величина скорости энергообразования фосфогенным путем резко снижается, достигая 53,9 Вт, и составляет 3% от общих энергозатрат. В меньшей степени снижается скорость образования энергии гликолитическим путем — 110 Вт и 10,7% от общих энергозатрат. Скорость потребления кислорода к этому времени быстро увеличивается, достигая в конце первой фазы 90% вклада в общие энергозатраты. Особенностью происходящих в этой фазе процессов образования энергии является более высокая начальная интенсивность, которая обусловлена развиваемой анаэробной энергетической мощностью.

Вторая фаза — «поддержания дистанционной мощности» длится от 2 до 10 мин. В этой фазе заканчиваются процессы образования энергии анаэробными системами. Потребление кислорода в это время достигает своего рабочего уровня. Фаза характеризуется преимущественным образованием энергии за счет окислительной системы. Ее вклад составляет 95 — 99% от общих энергозатрат. Динамика механической мощности в этом случае определяется мощностью окислительной системы и имеет близкий к равномерному характер распределения усилий.

Третья — «финишная» фаза имеет продолжительность от 10 до 15 мин. и характеризуется образованием энергии только за счет окислительной системы. Однако есть случаи, когда анаэробный

энергетический потенциал исчерпан не полностью и реализация его остатков в этой фазе позволит спортсменам увеличить интенсивность работы, т. е. выполнить финишное ускорение.

Таким образом, при решении первой задачи исследования была показана возможность практической оценки скорости образования энергии (окислительной, лактацидной, фосфогенной) на основе выполнения предельной работы с многократными остановками (срезами).

Коэффициент механической эффективности рассчитали как отношение выполненной механической работы к метаболическим затратам на каждом отрезке.

На рис. 2 представлена динамика изменения суммарных энергетических затрат во время работы (А), динамика механической мощности (Б) и изменения коэффициента эффективности мышечной работы (В). Оказалось, что изменение механической мощности соответствует изменению метаболических энергозатрат, а коэффициент эффективности постоянен на протяжении всего упражнения (см. габл. 2). Это свидетельствует о том, что на эффективность выполнения предельной мышечной работы большой относительной мощности процесс энергообразования анаэробных систем не оказывает влияния. Это важно отметить, поскольку многие исследователи показывают снижение механической эффективности работы с увеличением мощности упражнения.

По их мнению, причина заключается в том, что в процессе энергообразования включаются малоэффективные анаэробные системы (Pahud P., et al., 1980, Whipp ВТ. et al., 1970). Но имеются также экспериментальные данные, показывающие, что экономичность выполнения работы при смешанном аэробно-анаэробном режиме энергообеспечения не снижается по сравнению с работой, выполненной за счет окислительного фосфорилирования. При этом величина механической эффективности мышечного сокращения считается константой, не зависящей от условий работы.

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют, что при выполнении предельной работы большой относительной мощности до 15 мин анаэробные системы (фосфогенная и лактацидная) на эффективность выполнения мышечной работы влияния не оказывают. Коэффициент эффективности мышечной работы остается практически величиной постоянной. Начальная же интенсивность работы зависит от мощности и скорости фосфогенной и лактацидной систем и яв-

Рис. 2. Изменение метаболических энергозатрат, механической мощности и коэффициента эффективности мышечной работы от продолжительности предельного упражнения большой относительной мощности

ляется величиной индивидуальной для каждого спортсмена. Очевидно, что это необходимо учитывать при подготовке спортсменов к гиту на 1000 м с места и к индивидуальным и командным гонкам преследования на 3 и 4 км.

При старте в гите на 1000 м с места спортсмену очень важно как можно быстрее набрать максимальную скорость и попытаться ее удержать до конца ди-

станции. От старта в этом виде велосипедных гонок зависит и общий результат. А хороший старт зависит от индивидуальных особенностей спортсменов, от мощности и скорости включения фосфогенных и лактацидных систем энергообеспечения.

Хороший старт нужен также для гонщиков-преследователей, особенно он важен в командной гонке преследования, где перед гонщиком, стартующим на первой позиции, ставится задача быстрее разогнаться до дистанционной скорости. А учет индивидуальных возможностей мощности работы окислительной системы позволит тренерам более точно определить каждому гонщику позицию в команде.