Анаэробные возможности организма
Частоту сердцебиения можно определять по артериальному пульсу, т.е. ритмическим колебаниям стенки артерии в результате прохождения пульсовой волны, возникающей в аорте во время систолы желудочков. Пульсовые колебания ощущают на артериях, расположенных в тех местах тела, где они могут быть прижаты к подлежащей кости (на лучевой, сонной, височной и др.). У человека частоту сердцебиения можно определить также по толчкам сердца, передающимся на стенку грудной клетки (в 5-м межреберье слева). У здорового человека частота сердечных сокращений в состоянии покоя составляет 60-70 уд/мин.
ЧСС меньше, чем 60 уд/мин называется брадикардией. При выполнении физической нагрузки сердцебиение учащается до 160-200 уд/мин и более.
Пульс является одним из основных показателей, с помощью которого в оздоровительном беге осуществляется контроль и самоконтроль за состоянием здоровья, регулируется нагрузка. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже (см.
Контроль и самоконтроль в процессе занятий оздоровительным бегом).
Кровеносные сосуды большого и малого кругов кровообращения, образуют вместе с сердцем замкнутую циркуляторную систему. По одним сосудам течет кровь, обогащенная кислородом (аорта, крупные артерии, артериолы, метаартериолы и др.), по другим - кровь, отдавшая кислород тканям (вены, венулы и др.), в третьих сосудах - капиллярах происходит обмен различных веществ и газов между кровью и межтканевой жидкостью.
Движение крови по циркуляторной системе происходит по законам гидродинамики и зависит от разности давлений в начале и конце сосуда, его диаметра, вязкости крови, трения крови о стенки сосуда, а также между различными слоями жидкости.
При характеристике сердечно-сосудистой системы пользуются понятием кровяное давление.
Кровяное давление. В результате сокращения сердечной мышцы и под воздействием других факторов кровь давит на стенки сосудов с определенной силой.
Величина кровяного давления в разных отделах сосудистой системы неодинакова. Наибольшее давление наблюдается в аорте и крупных артериях. В мелких артериях и капиллярах оно постепенно снижается.
В крупных венах давление крови меньше атмосферного.
Артериальное давление повышается в период сокращения (систолы) сердца: это так называемое систолическое, или максимальное, давление. В период расслабления (диастолы) давление снижается - это диастолическое, или минимальное, давление.
На протяжении сердечного цикла колебание кровяного давления наблюдается лишь в аорте и артериях, в других сосудах оно постоянно.
На величину кровяного давления оказывают влияние следующие факторы:
сила сокращения сердечной мышцы;
эластичность сосудов (чем эластичнее сосуд, тем ниже давление);
просвет сосудов (суживаясь, сосуд увеличивает сопротивление кровотоку, что приводит к повышению как систолического, так и диастолического давлений);
количество циркулирующей крови (кровопотери приводят к снижению артериального давления, в то время как переливание большого количества крови повышает давление в артериях);
вязкость крови (увеличение вязкости приводит к повышению давления, уменьшение - к его снижению).
Для измерения артериального давления используется метод, основанный на выслушивании на плечевой артерии с помощью фонендоскопа звукового феномена (или сосудистых тонов). При этом способе используются также манжета и манометр.
Вначале воздух нагнетается в манжету до полного сжатия артерии. В этот момент звуки прекращаются. Затем давление в манжете начинают снижать. Когда оно понизится настолько, что будет равно давлению в артерии при систоле, возникают звуки.
Показание манометра при появлении звуков характеризует величину систолического давления. При дальнейшем снижении давления в манжете звуки исчезают.
Момент исчезновения звуков характеризует величину диастолического давления.
В состоянии покоя у взрослого человека в возрасте 18-40 лет систолическое давление в плечевой артерии составляет ПО-125 мм рт. ст., диастолическое - 70-80 мм рт. ст. Состояние, при котором артериальное давление низкое (систолическое меньше 100 мм рт. ст.), называют гипотонией.
Стойкое же повышение систолического (выше 140 мм рт. ст.) и диастолического давлений называют гипертонией. Во время физической работы повышается как систолическое (до 160-200 мм рт. ст. и более), так и диастолическое (до 100-110 мм рт. ст. и более) давление.
Оздоровительный бег - одно из наиболее эффективных средств, способствует нормализизации кровяного давления, положительно влияет на работу ЦНС, сердца, просвет сосудов, их эластичность и др.
Действуя, как насос, сердце при сокращении нагнетает кровь до давления, к примеру, 120 мм рт. ст., которая устремляется по артериальным сосудам к капиллярам, давление в которых почти в 10 раз меньше. Однако для того, чтобы вытекающая из них венозная кровь возвратилась по венам в правое предсердие, давление в капиллярах нижних конечностей при вертикальном положении человека должно быть минимум 60-80 мм рт. ст. Помогают сердцу перемещать кровь по сосудам внесердечные, или экстракардиальные, факторы. При вдохе грудная клетка увеличивается, диафрагма опускается, и воздух поступает в легкие, которые расправляются.
Разрежение в грудной полости способствует притоку венозной крови из брюшной полости в грудную, что позволяет наполнить сердце венозной кровью. При этом повышается давление в брюшной полости, работает также и брюшной насос, который выдавливает кровь в грудную клетку.
В результате работают два насоса: грудной и брюшной.
При беге мышцы нижних конечностей не только перемещают тело в пространстве, но и сдавливают крупные вены. В венах имеются клапаны, которые находятся между мышцами или между мышцей и костью и пропускают кровь только к сердцу. Скелетные мышцы играют главнейшую роль в движении венозной крови.
Сокращаясь и сдавливая вены, они способны создавать давление крови, превышающее артериальное, т.е. могут без участия сердца поднять венозную кровь из нижних конечностей к правому предсердию. Это явление получило название венозной помпы. Микронасосный механизм существует не только в скелетной мышце.
Сердечная мышца также обладает микронасосной способностью: при сокращении она проталкивает кровь по сосудам миокарда. Таким образом, в процессе двигательной активности тренируется микронасосный механизм и скелетных мышц, и миокарда.
В результате занятий оздоровительным бегом увеличиваются общий размер сердца и емкость желудочков и предсердий, повышаются масса сердечной мышцы и сократительная сила ее волокон, что положительно сказывается на его функциональных возможностях.
Во время выполнения физических упражнений надо обращать внимание [1] на координацию работыі скелетныіх мыішц и сердца. Человек не может управлять сердцем и сосудами, а скелетными мышцами управлять может.
Активно работающие скелетные мышцы не только сами способны справиться с перемещением крови по сосудам, но и тренировать сердце, заставляя его работать в соответствующем режиме и одновременно не перегружать его. Когда человек делает 60-70 шагов в минуту, то сердце сокращается примерно 60-70 раз. При беге - 120-130 шагов в минуту, сердце сокращается примерно столько же раз.
Это и есть [1] координация сердца и скелетных мышц.
§ 3. Анаэробные возможности организма
Природа предоставила нам возможность работать и в условиях недостаточного снабжения тканей кислородом. При нехватке кислорода различают две реакции восстановления АТФ:
алактатную, т.е. без образования молочной кислоты (лактат - молочная кислота);
лактатную, т.е. с ее образованием.
Первая реакция (анаэробная алактатная) - распад особого химического соединения - креатинфосфатной кислоты (КрФ), обеспечивающий быстрое восстановление АТФ. Однако запасы КрФ также ограничены и при максимально интенсивной работе быстро (в течение 10 сек) исчерпываются.
Вторая реакция (анаэробная лактатная) - восстановление АТФ за счет энергии, образующейся при распаде гликогена.
Анаэробная производительность (анаэробныіе возможности организма) - это способность человека работать в условиях недостатка кислорода за счет анаэробных источников энергии.
В процессе распада глюкозы образуется (при недостатке кислорода) молочная кислота. Накопление молочной кислоты в организме приводит к изменению кислотно-щелочного равновесия (рН).
Когда в организме накапливается слишком большое количество кислых продуктов обмена веществ, человек вынужден прекратить работу.
Для ликвидации этих продуктов также нужен кислород, ибо они разрушаются путем окисления. Но окисление это может происходить уже после окончания работы, в восстановительным период.
Количество кислорода, которое требуется для окисления продуктов обмена, образовавшихся при физической работе, называется кислородным долгом.
Кислородный долг - главнейший показатель анаэробной производительности. Максимальный кислородный долг у людей, не занимающихся спортом, не превышает 4-5 л. У спортсменов высокого класса он может достигать 10-20 л.
Различают две части кислородного долга: алактатную и лак-татную.
Алактатная часть может составлять у спортсменов 2-4 л. Она идет на восстановление КрФ, отдавшего свою энергию ресинтезу АТФ, а также на восстановление израсходованных при работе запасов АТФ в мышцах.
Лактатная - большая часть кислородного долга - идет на ликвидацию накопившейся при работе в мышцах и крови молочной кислоты, которая в восстановительном периоде частично окисляется, частично используется при образовании запасов углеводов в печени и мышцах.
Содержание молочной кислоты у спортсменов высокого класса может доходить до 300 мг в 100 мл крови (в покое - 10-15 мг). Чтобы продолжать при этом работу, организм должен иметь мощные буферные системы. У спортсменов мощность буферных систем крови и других тканей повышена. Но все же буферные системы не всегда могут полностью нейтрализовать кислые продукты обмена веществ, поступающие в кровь.
Тогда происходит сдвиг рН крови в кислую сторону. Чтобы человек мог выполнять работу значительной мощности в условиях резких изменений внутренней среды организма, его ткани должны быть приспособлены к работе при недостатке кислорода и низком рН. Такое приспособление тканей служит одним из главных факторов, обеспечивающих высокую анаэробную производительность.
Кроме того, способность человека работать при большом количестве накопившейся молочной кислоты во многом зависит и от кровоснабжения мозга и сердца. Эти органы должны получать достаточно кислорода даже в тех условиях, когда скелетные мышцы испытывают его дефицит.
Порог анаэробного обмена. При большой интенсивности бега дальнейшее увеличение скорости происходит за счет анаэробных источников энергии. Однако анаэробные процессы при беге включаются в восстановление АТФ не в тот момент, когда достигнут максимальный уровень потребления кислорода (МПК), а несколько раньше. Появление в организме первых признаков анаэробного ресинтеза АТФ называют порогом анаэробного обмена (ПАНО).
Измеряется ПАНО в процентах от МПК. У спортсменов разной квалификации ПАНО равен 50-70% от уровня максимального потребления кислорода. Это значит, что анаэробный ресинтез АТФ начинается, когда потребление кислорода достигает 50-70 % от МПК данного человека.
Чем выше ПАНО, тем более тяжелую работу спортсмен выполняет, восстанавливая АТФ за счет более экономных аэробных источников энергии [1].
Кислотно-щелочное равновесие и буферные зоны. В плазме крови содержатся ионы водорода. Они входят в состав всех кислот, и поэтому от их концентрации в крови зависит ее кислотность. Для характеристики кислотности крови пользуются водородным показателем, обозначаемым рН (водородный показатель - логарифм концентрации водородных ионов, взятый с обратным знаком).
Для дистиллированной воды величина рН составляет 7,07; кислая среда имеет рН меньше, щелочная - больше. Водородный показатель артериальной крови в среднем равен 7,4, венозной - несколько меньше. Это означает, что кровь имеет слабокислую реакцию.
При физической работе в плазму крови попадает большое количество кислых продуктов обмена веществ. Однако при самой тяжелой работе рН крови не падает ниже 7,0.
При большом сдвиге рН крови в кислую сторону человек вынужден прекратить работу.
Кислотно-щелочное равновесие в крови и тканях обеспечивается наличием в них особых веществ, образующих буферные системы. Существует несколько буферных систем:
карбонатная система, деятельность которой обусловлена угольной кислотой и ее солями;
фосфатная система, в состав которой входят соли фосфорной кислоты;
буферная система белков плазмы;
буферная система гемоглобина (ей принадлежит самая большая роль, так как она обеспечивает около 75% буферной способности крови).
К примеру, если в кровь поступает какая-либо кислота, более сильная, чем угольная (например, молочная), она вступает в реакцию с бикарбонатом. В результате образуются соль этой кислоты и угольная кислота, которая расщепляется на СО2 и Н2О. Углекислота выделяется из организма через легкие, что обеспечивает сохранение рН крови на постоянном уровне.
Если в кровь поступают щелочные продукты, то они связываются кислотами буферных систем. Это предохраняет организм от сдвига pH крови и тканей в щелочную сторону.
Щелочи буферных систем крови, способные связывать кислоты, образующиеся в процессе обмена веществ, называются щелочным резервом. Он определяется количеством углекислого газа (в мл), находящегося в химически связанном состоянии (т.е. в виде Н2СО3 и HCO3) в 100 мл плазмы крови.
У здорового человека этот показатель равен [19] 50-65 мл.
Постоянство рН тканей и крови обеспечивается легкими (освобождение организма от углекислого газа), почками и потовыми железами.
При интенсивной физической работе в кровь поступает значительное количество недоокисленных продуктов обмена, с повышением мощности работы их количество увеличивается. Например, содержание молочной кислоты может достигать 200-250 мг в 100 мл крови, т.е. увеличиться в 20-25 раз по сравнению с состоянием покоя.
Занятия оздоровительным бегом повышают возможности буферных систем крови и тканей.
ГЛАВА 2. ПОДГОТОВКА К САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ ЗАНЯТИЯМ ОЗДОРОВИТЕЛЬНЫМ БЕГОМ
Тщательность подготовки к самостоятельным занятиям во многом предопределяет их эффект, создает положительное настроение во время бега и после него, позволяет избежать негативных последствий.
До начала занятий необходимо:
пройти медицинское обследование и получить разрешение врача;
определить, в какой одежде и обуви бегать, и приобрести ее;
выбрать место и время занятий;
найти партнера или остановить свой выбор на одиночном беге.
Вопросы, касающиеся техники бега, сколько и как быстро бежать, а также другие, относящиеся к методике проведения занятий, будут рассмотрены ниже (глава 3).
§ 1. Врачебный контроль
Врачебный контроль используется с целью определения противопоказаний к занятиям, ограничений нагрузок, а также в тренировочном процессе для определения эффективности самих занятий. На приеме у врача обязательно объясните ему, чем вы собираетесь заниматься, какие объемы (в километрах и часах) собираетесь осваивать, с какой скоростью и как часто бегать, и попросите, чтобы вас внимательно обследовали.
Возможно, у вас есть скрытые нарушения в здоровье, знание которых позволит избежать опасных последствий.
Медицинский осмотр рекомендуется проходить дважды в год. Если во время или после занятий возникают подозрительные симптомы, следует проконсультироваться со специалистом.
Студентам специальных медицинских групп необходимо проконсультироваться с врачом как по вопросу целесообразности занятий бегом, так и по величине нагрузок во время занятий, количеству занятий в неделю, продолжительности и характеру отдыха между занятиями. Рекомендуемая для них частота прохождения медосмотра - не реже одного раза в квартал.
§ 2. Требования к одежде и обуви
Обувь. Специалисты утверждают, что она - главное в экипировке бегуна. Беговая обувь характеризуется амортизационными свойствами и стабильностью.
Рассмотрим эти характеристики беговых туфель.
Хорошая амортизация подошвы обуви позволяет значительно снизить вероятность получения травм во время бега. Особенно велико значение амортизационных свойств обуви при беге по твердому грунту.
Чем тверже грунт, тем больше вероятность травм.
Трассы для занятий бегом по степени твердости могут быть условно разделены на:
трассыі с твердыім покрыітием (бетонные плиты, асфальтовое шоссе на бетонной основе, асфальт, лед и др.);
трассыі со средней твердостью покрыітий (грунтовая дорога, обочина шоссе, дорожка в лесном массиве, спресованный слой снега, дорожка с искусственным покрытием и др.);
трассыі с мягким покрыітием (рыхлый снег, песчаные набережные водоемов, дороги и дорожки с сыпучим покрытием и др.).
Беговая обувь должна соответствовать характеру грунта.
Для бега по трассам с твердым покрытием предпочтение отдается кроссовым туфлям на толстой литой подошве с хорошими амортизационными свойствами. Однако следует избегать обуви с излишне толстой и мягкой подошвой, т.к. в них проваливается пятка, что при беге может привести к перенапряжению мышц задней поверхности голени и травмам ахиллова сухожилия [2].
Для бега по трассам со средней степенью твердости покрытий выбирают облегченные кроссовки с более тонкой подошвой. Покрытие таких трасс гасит удары стопы при ее постановке, в связи с чем опасность травматизма уменьшается.
При беге по трассам с мягким покрытием недостаток амортизационных свойств обуви компенсируется амортизационными свойствами грунта.
Стабильность обуви определяется следующими факторами:
наличием прочного задника, фиксирующего пятку бегуна, при этом щиколотки обычно открыты;
обеспечением надежного свода, который связывает каблук с передней частью ботинка, при этом должна быть обеспечена возможность эффективного плюснефалангового сгибания в момент отталкивания;
наличием подметки с определенным типом рельефа или шипами.
Что касается последнего из перечисленных факторов, то при беге по трассам с твердым покрытием предпочтение отдается более гладким подметкам, так как в момент удара стопы о покрытие обувь продолжает скользить по грунту. Шипы способствовали бы чересчур резкой остановке стопы, что привело бы к снижению эффективности бега и к излишней нагрузке на мышцы.
При беге по трассам со средней степенью твердости покрытий негативное влияние постановки стопы без скольжения уменьшается в связи с амортизационными свойствами грунта.
Для зимнего бега (по снегу или льду) рекомендуется обувь с сильно рифленой подошвой, чтобы исключить проскальзывание и возможность падения. При беге по трассам с сыпучим покрытием подметка должна также обеспечить хороший контакт с опорой.
В противном случае излишнее скольжение стопы повышает нагрузку на мышцы, что приведет к более быстрому их утомлению.
При выборе обуви французский ортопед доктор Стейнмец [3] предлагает воспользоваться двумя простейшими тестами.
Тест на сгибание. Беговые туфли должны сгибаться в плюс-нефаланговой области стопы.
В этом случае подметка выполняет функцию своеобразного поперечного шарнира во время бега.
Тест на скручивание. Ботинок берут обеими руками за носок и пятку и скручивают вокруг продольной оси (подобно тому, как выжимают белье).
Хорошая подметка не поддается боковому скручиванию в средней части. Этот тест - прекрасный способ определения стабильности обуви и качества свода.
Размер обуви подбирают в соответствии с программой бега и погодными условиями. Если вы собираетесь бегать на длинные дистанции, скажем, на 5 км и более, надо выбрать такие беговые туфли, чтобы между большим пальцем и носком обуви осталось небольшое пространство. Это связано с тем, что при длительном беге стопа увеличивается в размере.
Если вы собираетесь бегать на более короткие дистанции (от 1 до 5 км), надо подбирать беговые туфли соответственно с размером ноги, удобные, не тесные.
Для занятий бегом в зимнее время одевают более толстые носки, которые могут стеснить ноги в обуви, что приведет к быстрому их охлаждению. Это необходимо учитывать при покупке обуви, выбирая для занятий зимой обувь на размер больше.
Уменьшить во время бега нагрузку на ахиллово сухожилие позволяет наличие в беговой обуви каблука с хорошими амортизационными свойствами, но не мягкого. Оптимальная высота каблука - 10-15 мм.
Наличие каблука в обуви особенно важно для женщин. Замечено [9], что у женщин заболевание ахиллова сухожилия случается примерно в два раза чаще, чем у мужчин.
Повседневную обувь они носят, как правило, на высоком каблуке. Если в беговых туфлях каблук будет отсутствовать, пятка по сравнению с привычным положением опустится вниз, в результате чего нагрузка на трехглавую мышцу голени и ахиллово сухожилие увеличится.
Не стоит слишком сильно затягивать шнурки внизу и сверху, иначе уже во время бега стопы начнут распухать. Правильнее потуже их затянуть на подъеме.
Таким образом, вы сможете избежать скольжения стопы вперед и ударов большими пальцами о твердую внутреннюю часть обуви.
Готовясь к длительному бегу, наиболее чувствительные участки кожи изолируют с помощью тонкого лейкопластыря или, в особо тяжелых случаях, обматывают им пальцы ног через один, начиная с большого.
Носки. Они должны хорошо впитывать пот и давать дышать ногам, быть по размеру, без каких-либо складок.
Лучше всего носить хлопчатобумажные носки, причем еще лучше - легкие белые, т.к. некоторые красители растворяются на разогретой и влажной коже, окрашивают ее и раздражают, особенно в местах потертостей и ссадин.
Другая атрибутика экипировки. Предпочтение отдается одежде из хлопчатобумажной (летом) и шерстяной (зимой), тканей всем синтетическим видам ткани, кроме ветрозащитного костюма.
Тело легче дышит, хорошо впитывает пот, не затрудняет теплообмен. В теплую погоду, даже если идет дождь, следует одевать минимум одежды. Надо давать возможность коже непосредственно соприкасаться с солнечными лучами, ветром, воздухом, водой.
Кожное дыхание играет важную роль в обмене веществ.
Некоторые бегуны на длинные дистанции повязывают вокруг головы на уровне середины лба специальную ленту, чтобы она впитывала стекающий пот и защищала от пота глаза. Эта проблема решается также с помощью обвязанного вокруг руки носового платка или специальной манжетки.
§ 3. Время, место и погода для занятий
Время занятий. Считается, что бегать можно везде и в любое время.
Одни предпочитают бегать ранним утром до завтрака, другие - перед ужином или в обеденный перерыв. Артур Лидьярд [12] приводит в пример горожанина, который выходил на 2-хчасо-вую пробежку в 3 часа утра, потому что рано начинал работать и ему нравилось бегать по пустынным улицам.
С точки зрения физиологии, наиболее подходящее время для занятий - это периоды с 10 до 12 и с 17 до 19 часов, соответствующие в суточном режиме человека самой высокой его физической активности и работоспособности. У любителей оздоровительного бега популярными периодами для занятий стали раннее утро, первая и вторая половины дня и вечерние часы перед сном.
Раннее утро. Основным негативным моментом при занятиях в это время являются неприятные ощущения, которые преследуют человека до пробежки и в начале ее. Это связано с тем, что после пробуждения обменные процессы в организме замедлены, и он противится быстрому переходу к высокоинтенсивной деятельности. Однако, подчинившись вашей воле, организм вскоре приспособится к раннему подъему и ранним утренним пробежкам.
Выпитая натощак чашка кофе или чая активизирует деятельность ЦНС и помогает организму пробудиться быстрее. Известно также [22], что утром в больших городах воздух значительно чище и больше насыщен отрицательными ионами, благотворно воздействующими на организм.
