ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕДАЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ГОНОЧНОГО ВЕЛОСИПЕДА

7.1. Энергетическое обеспечение процесса педалирования

Источники биологической энергии. Большинство по­следних достижений в изучении механизма мышечного сокращения явилось следствием интеграции биохимиче­ских, биофизических и электронно-микроскопических под­ходов исследователей в этой области. Мышцу следует рассматривать как высокоэффективную и универсальную машину, обладающую замечательными техническими ха­рактеристиками, в ряде случаев значительно превосхо­дящими характеристики машин, созданных самим чело­веком. Сократительная система клетки обеспечивает пре­вращение химической энергии в механическую энергию движения.

Волокна скелетных мышц представляют собой сильно вытянутые многоядерные клетки, покрытые плазматиче­ской мембраной — сарколеммой (рис. 7.1). Большую часть объема мышечной клетки занимают миофибриллы, состоящие из функциональных сократительных элемен­тов — саркомеров, которые содержат параллельные нити двух типов. Под микроскопом видно, как темные А-диски длиной около 1,6 мкм (анизотропные или двулучепрелом- ляющие) образованы системой параллельно расположен­ных толстых филаментов, тогда как светлые I-диски дли­ной около 1,0 мкм (изотропные с нормальным лучепре­ломлением) образованы системой тонких филаментов. Отсюда название мышцы — поперечно-полосатая. Целая продольная единица ограничена двумя Z-линиями длиной около 80 нм [12, 14, 24].

Толстые филаменты образованы пучками нитевидного белка миозина, а тонкие — двумя скрученными а-спи — ральными цепями фибриллярного белка F-актина. Каж­дый толстый филамент окружен шестью тонкими. Кроме этих двух основных белков сократительная система со­держит тропомиозин и комплекс тропонина. Миофибриллы окружены внутриклеточной жидкостью — саркоплазмой, содержащей гликоген, гликолитические ферменты, аде — нозинтрифосфат, креатинфосфат, неорганические элек­
тролиты, а также значительное количество аминокислот и пептидов. Вдоль миофибрилл расположено большое количество митохондрий. При сокращении филаменты двух типов скользят относительно друг друга, не изменяя

Писк

A-диск

Рис. 7.1. Схема микроскопиче­ского строения поперечно-поло­сатого мышечного волокна и пу­ти движения молекул кислорода из межтканевой жидкости внутрь митохондрий: 1 *— цистерна; 2 — саркоплазма; 3 кровеносные капилляры 4 ниофибриллы^ 5 •- сарколемма; в нервно-мышечное соединение

своей длины. Изменяется только расстояние между Z-линиями. При максималь­ном сокращении саркомер укорачивается на 20—50 % своей нормальной длины. Всю структуру скелетной мышцы пронизывают крове­носные капилляры и много­численные Т-трубочки, вхо­дящие в систему нервно — мышечных соединений.

Единство организма чело­века с внешней средой про­является прежде всего в по­стоянном обмене веществ и і: энергии, который выражает — 5 ся в процессах ассимиляции и диссимиляции. Эти про­цессы проявляются, с одной стороны, в освоении посту­пающих в организм пита­тельных веществ и кисло­рода и накоплении потен­циальной энергии, с другой стороны, в постоянном рас­паде усвоенных сложных химических веществ на более простые с высвобождением химической энергии, кото­рая затем переходит в теп­ловую, механическую и био­электрическую.

Обмен веществ в организме может быть подразделен на три стадии: 1) поступление в организм питательных веществ и кислорода; 2) усвоение питательных веществ и кислорода тканями человеческого тела и протекание окислительных биохимических процессов; 3) выведение из тканей и организма продуктов распада. Кислород поступает в организм через органы внешнего дыхания,

а питательные вещества (белки, жиры, углеводы, мине­ральные соли, микроэлементы, витамины и вода) — через органы пищеварения.

Белки являются основными носителями жизни и основной составной частью клеток. Они необходимы для обеспечения многих процессов жизнедеятельности орга­низма: образования белков плазмы, многочисленных фер­ментов, гормонов, антител, хромопротеидов (гемоглобин) и других биологически активных соединений; стимуля­ции трофических процессов в организме; поддержания его реактивности и повышения уровня окислительных процессов. При недостатке углеводов и жиров в случае больших энергозатрат белки могут использоваться орга­низмом как энергетический материал. Так, при окислении 1 г белков в организме выделяется 17,2 кДж теплоты. Белки являются единственным источником азота для организма человека.

Основным источником белков для человека служат белки животного и растительного происхождения. Они усваиваются после предварительного расщепления в пи­щевом канале до аминокислот, из которых впоследствии строятся собственные белки организма. В состав белков входит свыше 20 аминокислот. Восемь из них (валин, лейцин, изодейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, лизин) не могут образовываться в организме человека и являются незаменимыми, поэтому их поступле­ние с пищей жизненно необходимо. Остальные амино­кислоты являются заменимыми, так как могут син­тезироваться в организме в процессе азотистого об­мена.

Для взрослых людей оптимальная норма белков в су­точном рационе в среднем составляет 1,5 г на 1 кг массы тела. При интенсивных спортивных тренировках и сорев­нованиях потребность организма в белках может уве­личиваться до 2,5—3 г на 1 кг массы тела в сутки.

Жиры относятся к группе простых липидоз и пред­ставляют собой сложные эфиры жирных кислот и трех­атомного спирта глицерина.

Источниками для образования жира в организме человека являются жиры пищевых продуктов животного и растительного происхождения. Кроме того, они могут синтезироваться в организме из углеводов и в меньшей степени из белков. Жиры с низкой температурой плавле­ния (растительные масла, рыбий жир и др.) усваиваются

Щ

легче, чем с высокой температурой плавления (говяжий бараний, свиной и др.).

При недостаточном введении углеводов с пищей и низкой ее калорийности жиры, в первую очередь резерв­ные, могут расходоваться как высокоэнергетический ма­териал, так как при окислении в организме 1 г жира выделяется 38,9 кДж теплоты.

В состав жиров входят насыщенные (пальмитиновая, стеариновая, масляная, капроновая и др.) и ненасыщен­ные (олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая) жирные кислоты. В растительных маслах (подсолнечном, кукурузном, хлопковом, льняном, соевом, конопляном и др.) содержатся преимущественно ненасыщенные жир­ные кислоты, а в животных жирах (бараньем, говяжьем, свином и др.) — главным образом насыщенные.

Биологическая ценность жиров для организма в зна­чительной мере определяется содержанием высоконена­сыщенных жирных кислот: линоленовой, линолевой, ара — хидоновой. Они не образуются в организме и поэтому являются незаменимыми факторами питания. Основными поставщиками высоконенасыщенных жирных кислот яв­ляются растительные масла (подсолнечное, кукурузное, соевое, хлопковое) и некоторые животные жиры (птичий, рыбий жир, жир костного мозга).

На долю жиров должно приходиться 28—30 % ка­лорийности суточного рациона. Суточная потребность человека в жирах должна покрываться на 30 % за счет растительных и на 70 % за счет животных жиров. Потреб­ность человека в жирах за сутки составляет 1,5 г на 1 кг массы тела. Потребность взрослого человека в неза­менимых жирных кислотах составляет 7—10 г в сутки (20—30 г растительного масла).

Углеводы — органические вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Углеводы являются основным энергетическим материалом. По весу они со­ставляют 60—74 % общего количества питательных ве­ществ суточного рациона, на их долю приходится при­близительно 50—60 % калорийности. При сгорании 1 р углеводов выделяется 17,2 кДж теплоты. Углеводы не­обходимы для нормального течения обменных процессов. В частности, достаточное обеспечение организма чело­века углеводами способствует полному окислению жиров. За счет расхода энергии, доставляемой преимущественно углеводами, обеспечивается возможность функциониро­вания различных систем и органов. Углеводы, усваивае­мые организмом человека, способствуют поддержанию постоянного уровня сахара в крови (нормальное содер­жание 3,3—5,5 ммоль/л).

При достаточном обеспечении организма углеводами глюкоза откладывается в виде гликогена (животного крахмала) преимущественно в клетках печени (около 100 г) и мышц (около 250 г). Гликоген представляет собой резервный источник углеводов. По мере необхо­димости гликоген расщепляется и обеспечивает организм необходимым количеством глюкозы, которая поступает в кровь и используется тканями.

Потребность организма в углеводах должна покры­ваться на 1/3 за счет легкоусвояемых (моносахаридов и дисахаридов) и на 2/3 за счет медленноусвояемых (крах­мал) углеводов. При полном отсутствии углеводов в пище они могут синтезироваться в организме человека из жиров и белков (гликонеогенез). При кратковременных значи­тельных энергозатратах важно использование легкоус­вояемых углеводов.

Витамины — вещества с высокой биологической активностью, которые являются незаменимыми для орга­низма и ничтожно малые количества которых играют важнейшую роль в процессах его жизнедеятельности. Тесная связь витаминов с ферментами определяет их роль как биологических катализаторов всех жизненных функций организма. Витамины подразделяются на две группы: водорастворимые (С, В3, Вь В2, РР, Вв, В12, В15, Р, U, F и др.) и жирорастворимые (A, D, Е, К).

Минеральные вещества играют важней­шую роль в поддержании и регулировании многочислен­ных жизненных процессов в организме человека и под­разделяются на макро — и микроэлементы. Макроэлементы в организме (натрий, калий, кальций, магний, фосфор, хлор, сера) имеют высокую концентрацию, микроэле­менты (железо, медь, марганец, цинк, кобальт, йод, фтор) содержатся в очень небольших количествах. Мине­ральные вещества поступают в организм человека в со­ставе пищевых продуктов и жидкостей.

Вода в качестве растворителя органических и ми­неральных веществ является главным компонентом чело­веческого организма, обеспечивающим почти все биохи­мические и биофизические реакции, она выполняет роль транспортной системы. Общее содержание воды в теле человека массой 70 кг составляет примерно 42 л, т. е, около 60 %, из которых на внутриклеточное простран­ство приходится примерно 28 л (40 %), а на внеклеточ­ное — 14 л (20 %, из них 3,5 л, т. е. 5 %, приходится на долю плазмы). В нормальных условиях суточная по­требность в воде составляет 2,3—2,8 л, в условиях спортив­ной деятельности она возрастает до 3,5 л и более.

Энергетический баланс. Баланс энергии есть мера жизнедеятельности человеческого организма, устанавли­вающая соотношение между количеством энергии, посту­пающей в организм, и энергозатратами, расходуемыми на поддержание жизнедеятельности организма и выполнение функциональной работы. Современный рацион нормаль­ного питания в среднем рассчитан на 16 700 кДж в сутки. Затраты энергии в большинстве случаев меньше. Напри­мер, у работников умственного труда энергозатраты со­ставляют примерно 12 500—14 700 кДж, у работников, занятых физическим трудом, — 18 800—21 000 кДж, у спортсменов высокой квалификации в циклических видах спорта (бег на длинные и средние дистанции, лыж­ные гонки, шоссейные велосипедные гонки и т. д.) — до 29 000 кДж и более в сутки.

Объем суточных энергозатрат зависит не только от количества выполненной функциональной работы, позво­ляющей достигнуть того или иного спортивного резуль­тата, но и от уровня рациональности в организации этой работы, от массы и размеров звеньев тела спортсмена, особенностей процессов обеспечения его жизнедеятель­ности, а также от технической оснащенности и уровня тех­ники выполнения функционального движения (например, педалирования применительно к велосипедному спорту).

В различных видах спорта фактор биологической энер­гии играет свою, присущую каждому виду, роль. В одних видах, например художественной гимнастике, стрельбе из лука, прыжках с трамплина и т. п., энергетические возможности спортсмена не являются определяющим фак­тором. В других видах, например велосипедном спринте, прыжках в высоту, фехтовании и т. п., влияние энергети­ческого фактора становится весьма заметным, поскольку рассматриваемые виды соревнований предполагают мно­гократный выход на старт в течение одного дня. В третьих видах, например шоссейных велогонках, марафонском беге, лыжных гонках и т. п., энергетический фактор является определяющим.

Источником, способным генерировать биологическую энергию в человеческом организме, является аденозин- трифосфорная кислота (АТФ). В структуре ее молекулы имеются три макроэргические фосфатные связи, при раз­рыве которых выделяется энергия, способствующая сокра­щению мышц.

При мышечном сокращении АТФ реагирует с белками мышечных клеток (миозином и актином), теряет одну из трех макроэргических фосфатных групп и превращается в аденозиндифосфатную кислоту (АДФ), а освободив­шаяся энергия обеспечивает сокращение мышечных во­локон. Эту реакцию условно можно записать следующим образом:

АТФ + актомиозин = АДФ + сокращенный актомиозин + HsP04.

Концентрация АТФ в клетке любого организма по­стоянна, и ее запас в организме ограничен. Воспроизвод­ство АТФ происходит в процессе ресинтеза, когда АДФ «возвращается» утраченная фосфатная группа. Этот важ­ный процесс происходит в организме тремя различными путями.

1. Имеющийся в клетках в ограниченных количествах креатинфосфат (КрФ) может вступать в реакцию с АДФ, передавая ей фосфатную группу по схеме

АДФ + КрФ = АТФ + Кр,

где Кр — креатин

Запасы КрФ в клетках организма невелики, и поэтому ресинтез большого количества АТФ невозможен.

2. Глюкоза образуется в кишечном тракте при пере­варивании пищи, в основном углеводов. В кишечнике молекулы глюкозы всасываются в кровь и разносятся по всему организму. Концентрация глюкозы в крови удер­живается на относительно постоянном уровне и в состоя­щими покоя составляет 4,44—6,66 ммоль/л. Во время мы­шечной работы концентрация глюкозы в крови повы­шается до 11,10—13,87 ммоль/л Во время работы запаса ■гликогена, образованного действием инсулина на глю­козу, в организме хватает в среднем на 45—60 мин. При более длительной работе требуется дополнительное пи­тание, основным содержанием которого является глюкоза.

Процесс поглощения глюкозы организмом происходит следующим образом. Глюкоза, находящаяся в крови, проникает через поры сосудистых стенок и мышечных мембран внутрь мышечной клетки, где она реагирует с фос­фатными соединениями и превращается в сложные соеди­нения с наличием фосфатных групп. Затем следует про­цесс переноса фосфатных групп в АДФ, которая ресинте — зируется в АТФ, а субстрат, лишенный фосфатных групп, превращается в пировиноградную кислоту (ПВК). В оп­ределенных условиях ПВК реагирует с частицами водо­рода и превращается в молочную кислоту. Совокупность этих реакций без участия кислорода называется глико­лизом (анаэробный процесс).

3. ПВК, образовавшаяся в протоплазме мышечной клетки в процессе реакций гликолиза, проникает внутрь митохондрий, где в сложном цикле реакций распадается на воду, углекислый газ и свободный водород. В цикле внутримитохондриальных реакций создаются условия для ресинтеза АТФ. Совокупность этих реакций с участием кислорода получила название окислительного фосфори — лирования (аэробный процесс). Продукты распада — вода и углекислый газ — удаляются из организма через лег­кие, а также в виде пота, мочи и кала.

Из рассмотренных процессов наиболее емкий — ресин­тез АТФ при наличии кислорода. При отсутствии кисло­рода окислительное фосфорилирование частично или пол­ностью блокируется. Ресинтез АТФ продолжается, но уже в анаэробной форме. Частицы водорода при этом уже не нейтрализуются кислородом, они реагируют с ПВК и образуют молочную кислоту, в организме резко повы­шается концентрация водородных ионов и накопление молочной кислоты. Организм быстро теряет работоспо­собность.

При дыхании воздух попадает в легкие и омывает альвеолы, кислород поступает по капиллярам в кровь, а из крови в легкие выделяется углекислый газ, который выдыхается в атмосферу. Кислород, проникший в кровь, попадает в эритроциты и связывается там гемоглобином. Поток обогащенной крови устремляется от легких к сердцу, а оттуда — в различные органы и ткани орга­низма. Достигнув периферийных капилляров, кислород освобождается от гемоглобина, проникает через стенки эритроцита, преодолевает слой плазмы, проникает через стенки капилляра и попадает в межтканевую жидкость, омывающую мышечную клетку. В мышечных клетках небольшая часть кислорода связывается миоглобином, основная часть кислорода проникает внутрь митохондрий и вступает в реакцию с водородом. Происходит очень важный для жизнедеятельности организма процесс — нейтрализация водорода.

Сокращение мышц происходит от электрического им­пульса, приходящего от двигательного нерва через мотор­ную концевую пластинку или нервно-мышечное соедине­ние. Этот импульс передается мышечной клетке, быстро распространяется по всей сарколемме, и происходит де­поляризация, т. е. изменение разности потенциалов между наружной и внутренней областями сарколеммы. Обычно разность потенциалов удерживается на уровне 60 мВ.

Электрический импульс передается внутрь мышечной клетки через многочисленные Т-трубочки (см. рис. 7.1), которые находятся в контакте почти со всеми миофибрил — лами. При возбуждении сарколеммы и деполяризации Т-системы увеличивается проницаемость саркоплазмати — ческой сети. В результате ионы Са2+ выбрасываются из цистерн саркоплазматической сети, где они обычно изо­лированы, когда мышцы находятся в состоянии покоя. Считается, что очень быстрое выделение ионов Са2+ в сар­коплазму является сигналом начала взаимодействия АТФ с миозином и актином.

После прохождения возбуждающего импульса и вы­свобождения Са2+ саркоплазма и саркоплазматическая сеть возвращаются в первоначальное поляризованное состояние при избыточном потенциале в 60 мВ. Изоляция Са2+ в цистернах саркоплазматической сети происходит за счет действия «кальциевого насоса». Способность сар­коплазматической сети изолировать Са2+ вызывает рас­слабление мышц.

Таким образом, биологическая энергия, необходимая как для мышечного сокращения, так и для любого про­цесса жизнедеятельности организма, образуется при рас­паде АТФ до АДФ. Запасы АТФ в организме ничтожны, но в нем постоянно действуют механизмы ресинтеза АТФ из АДФ, благодаря чему концентрация АТФ в клетках поддерживается во время мышечной работы на относи­тельно постоянном уровне. АТФ ресинтезируется из АДФ в циклах креатинфосфокиназных реакций, в реак­циях гликолиза и окислительного фосфорилирования. Из них, как отмечалось, самый емкий и определяющий — процесс окислительного фосфорилирования. Изменить в сторону увеличения концентрацию АТФ в организме
средствами спортивной тренировки практически невоз­можно, но в процессе спортивного совершенствования возрастает мощность реакций ресинтеза АТФ.

Общая временная картина действия анаэробных и аэробных процессов в мышцах представлена на рис. 7.2. Энергия для процессов сокращения и расслабления по­стоянно образуется в мышцах, так как в них содержатся небольшие количества АТФ и креатинфосфата (КрФ).

Рис. 7.2. Временное соотноше­ние действия анаэробных и аэ­робных процессов в мышцах (U — доля поставляемой энер­гии)

Этого запаса хватает на І0 — 12 с работы благодаря ин­тенсивному расщеплению АТФ (кривая /) и КрФ (кри­вая 2). Анаэробное расще­пление достигает максимума через 40—50 с непрерывной работы мышцы (кривая 4). Через 60—70 с доминируют уже аэробные процессы (кри­вая 3) благодаря увеличению подачи 02 (вследствие дей-

ствия окислительных реак­ций) в работающую мышцу, Очевидно, что потенциальные возможности аэробных про­цессов несколько ниже ана­эробных, которым более свойственен взрывной характер.

Энергетические возможности спортсмена. Основными компонентами, необходимыми для ресинтеза АТФ, яв­ляются глюкоза и кислород. Следовательно, эти компо­ненты должны подаваться в организм в требуемом коли­честве. Для интенсификации биологических процессов требуются дополнительные многочисленные ферменты и гормоны, которые не могут заменить АТФ, но участвуют в ее ресинтезе. При распаде одной молекулы глюкозы ресинтезируется до 38 молекул АТФ, причем на долю аэробных реакций приходится до 36 из них. Это означает, что чем больше во время мышечной работы окисляется глюкозы, тем большее количество АТФ ресинтезируется и тем большую мощность может развить гонщик, т. е. аэробные возможности спортсмена определяют уровень окислительных процессов глюкозы аэробным путем. По­вышение аэробных возможностей спортсмена в основном обусловливается формированием слаженной деятельности тех механизмов организма, которые связаны в первую
очередь с транспортировкой кислорода к работающим мышцам в возможно большем объеме. Эти функции вы­полняют три важнейшие вегетативные системы: дыхание, кровообращение и кровь. Регулирует эти процессы цен­тральная нервная система (ЦНС).

Работа системы внешнего дыхания спортсменов в со­стоянии покоя и состоянии интенсивной мышечной ра­боты отличается в первую очередь количественными пока­зателями, поскольку содержание кислорода во вдыхаемом воздухе составляет около 21 %, в выдыхаемом — около 17 %, что обеспечивает насыщение крови на 95—98 %. Некоторые опытные данные по количественным показате­лям системы внешнего дыхания приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Параметры системы внешнего дыхания спортсмена Состоя­ ние спорт­ смена Нагруз­ ка Число цикло» дыхания в 1 мия Объем вдыхае­мого возду­ха, л Расход возду­ ха, л/мнн Расход кисло­рода, л/мин Насыщение крови, % Глубина дыха­иия, % Покой — 10—16 0,5 5—8 1,5— 1,7 95—98 10 Мышеч­ ная работа Легкая Средняя Тяже­ лая 35—40 45—50 55—75 0,5-1,0 1.0-1,8 1,8—2,2 40—50 60—70 80—120 8,4— 12,4 12,6— 14,7 16,8— 25,2 95—98 10—20 20—35 35—45

Необходимо отметить, что для нормального функциони­рования организма во время умеренной работы требуется примерно до 5 л кислорода в минуту, т. е. через легкие должно проходить 50—100 л атмосферного воздуха. Такой объем вентиляции за минуту способны обеспечить легкие с жизненной емкостью (ЖЁЛ) 3,5—4 л. Именно такую,:ЖЕЛ имеют физически здоровые люди без специальной тренировочной подготовки. Однако одной из основных задач каждого гонщика является специальная подготовка и тренировка системы внешнего дыхания, чтобы снизить мышечные напряжения при одном и том же уровне легоч­ной вентиляции. У велогонщиков высокого класса, как правило, ЖЕЛ достигает 6—6,5 л и больше, а макси­мальная вентиляция легких — свыше 200 л/мин.

Система тканевого дыхания с повышением тренирован­ности организма существенно совершенствуется. Возра­стает число капилляров на единицу поперечного сечения мышечной ткани, улучшается снабжение мышц кровью, кислородом и другими веществами, в каждом мышечном волокне увеличивается число митохондрий, возрастает биологическая активность многочисленных ферментов, ка­тализирующих окислительные процессы.

Кровь — жидкая ткань, циркулирующая в кровенос­ной системе, обеспечивающая жизнедеятельность клеток и тканей организма и выполняющая многочисленные фи­зиологические функции. Кровь состоит из плазмы и взве­шенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейко­цитов, тромбоцитов. В нормальных условиях в I л крови содержится (3,9+5,0) 1012 эритроцитов [у мужчин (4,0+

4- 5,0) Ю12, у женщин (3,9+4,7) Ю12]; (4,0+9,0) 109 лей­коцитов; (180+320) 109 тромбоцитов. Средняя скорость движения крови в артериальных сосудах 0,2—0,5 м/с, в венозных — 0,1—0,2 м/с, в капиллярных — 0,0005— 0,0020 м/с.

Количество крови составляет 7—8 % от массы тела (например, в организме человека массой 70 кг содержится

5— 6 л крови). В состоянии покоя 40—50 % крови вы­ключается из кровообращения и удерживается в печени, селезенке, сосудах кожи, мышц и легких. При мышечной работе запасной объем крови включается в кровообраще­ние. Наибольший объем крови рефлекторно направляется к работающему органу. Такое перераспределение крови осуществляет ЦНС.

Кровь, циркулирующая в кровеносной системе, выпол­няет следующие основные функции:

— трофическую (т. е. функцию питания тканей) — переносит кислород благодаря нестойкому соединению его с гемоглобином и питательные вещества;

— регулярную — переносят гормоны и другие веще­ства, изменяющие функционирование отдельных органов и целых систем;

— теплообменную — охлаждает работающие мышцы и другие перегретые ткани, нагревает охлажденные мышцы и ткани;

— защитную — борется с инородными телами, болезне­творными микробами и ядовитыми веществами благодаря фагоцитозной способности лейкоцитов, блокирует места повреждения тканей благодаря тромбоцитам, способству­ющим процессу свертывания крови.

Систематические тренировки организма способствуют увеличению гемоглобина и эритроцитов в крови, что по­вышает кислородную емкость крови. Кроме того, кровь тренированного человека, находящегося в хорошей спор­тивной форме, обеспечивает значительно более высокую сопротивляемость организма простудным и инфекционным заболеваниям, ускоряет процессы восстановления после предельных нагрузок как в рамках цикла функциональ­ного движения, так и после больших физических нагрузок в период отдыха после гонки или тренировки.

Система кровообращения — важный энергетический тракт, связывающий системы внешнего и внутреннего дыхания. Главный показатель работы сердца — объем крови, перекачиваемый за единицу времени. Эта величина определяется частотой сердечных сокращений (ЧСС) и объемом систологического выброса (ОСВ). ОСВ трениро­ванного спортсмена вдвое превышает аналогичный пока­затель новичка и составляет соответственно примерно 110—115 и 170—205 мл. Это позволяет при одной и той же частоте сердечных сокращений обеспечить больший уро­вень минутного объема кровообращения. Следовательно, сердечно-сосудистая система поддается тренировке, и по­вышение ОСВ — единственный путь совершенствования системы кровообращения, а значит, и энергетического по­тенциала организма спортсмена. В табл. 7.2 приведены

Т а б л и ц а 7.2. Даниые по анализу системы кровообращения Состояние спортсмена Мощность, Вт ЧСС, УД/мнн ОСВ, мл Об~>ем’ крово­обращения, л/мин Покой — 70 75 5,25 100 100 90 9,0 133 120 135 15,6 166 130 175 20,8 Мышечная 200 150 175 26,3 работа 250 160 175 28,0 333 180 175 31,5 416 200 155 31,0 500 210 130 27,3

обобщенные данные многочисленных исследований по ана­лизу работы системы кровообращения.

Анализ приведенных данных показывает, что ОСВ вы­растает только до некоторого уровня мощности (примерно 160 Вт), а ЧСС непрерывно продолжает возрастать с уве­личением мощности. При работе с повышенной мощностью (свыше 400 Вт) возникает диссоциация: ЧСС продолжает увеличиваться, а ОСВ снижается. Наибольшие значения ОСВ соответствуют такой мощности, при которой ЧСС составляет 130—180 ударов в минуту. У нетренирован­ного человека, как отмечалось выше, ОСВ значительно меньше и явление диссоциации возникает при меньших уровнях мощности. В целях совершенствования сердечно­сосудистой системы тренировки должны проходить на таком уровне мощности, который соответствует макси­мальным значениям ОСВ.

Повышение объема транспортированного и усваивае­мого кислорода зависит от мощности рассмотренных си­стем, согласованности их потенциальных возможностей и слаженности их функционирования при ведущей роли ДНС. В итоге при реализации субмаксимальной мощ­ности для данного спортсмена наступает кислородный предел, который характеризуется максимальным объемом кислорода (МПК), потребляемого в единицу времени. Этот показатель является основным критерием аэробных энер­гетических возможностей спортсмена. Здесь речь идет только об энергетических возможностях и совершенно не рассматривается их функциональная реализация. Ме­ждународная федерация спортивной медицины считает МПК самым надежным показателем энергетического по­тенциала организма спортсмена. В табл. 7.3 даны некото­рые экспериментальные данные по МПК для спортсменов различной квалификации, специализирующихся в цикли­ческих видах спорта.

Теоретически рассчитано, что максимальное значение МПК может достигать 8—8,5 л/мкн, этот показатель соот­ветствует подаче крови сердцем 40 л/мин. Самые высокие показатели МПК, зарегистрированные на практике, со­ставляют 6 5 л/мин.

Активная мышечная деятельность вызывает усиление деятельности сердечно-сосудистсй, дьх і тельной и других систем организма, которые действуют согласованно, в тес* ном единстве. Эта взаимосвязь осуществляется гумораль­ной регуляцией и нервной системой. Гуморальная регуля-

Таблица 7.3. Значення МП К яле спортсменов различной квалификации Квалификация спортсмена МП К Мужчины Женщины л/мии млДкг. мнн) л/мин млДкг — мин) Мастер спорта, мастер спорта международного класса Первый разряд Второй разряд Третий разряд 5,2—6,2 4.4— 6,0 4,0—4,5 3.5— 4,0 78-85 70—75 66—70 63—66 4.2— 5,3 3,0—4,2 2,6—3,0 2.2— 2,6 64—72 58-62 54—58 48—54

ция осуществляется через кровь посредством особых хи­мических веществ — гормонов, выделяемых железами вну­тренней секреции. Главенствующая роль в системе регу­ляции принадлежит ЦНС, которая осуществляет регуля­цию деятельности организма посредством биоэлектриче­ских импульсов. Основными нервными процессами являются возбуждение и торможение, инициируемые в нервных клетках.

В ходе тренировки совершенствуется ЦНС, улучшаются процессы взаимодействия возбуждения и торможения, при этом взаимодействие нервных центров, регулирующих со­кращение и расслабление различных групп мышц, стано­вится все более четким, обеспечивая гармонический про­цесс мышечных сокращений. Двигательные навыки ста­новятся более устойчивыми и управляемыми, спортсмен получает возможность более широко и глубоко созна­тельно оценивать выполняемые им функциональные дей­ствия. Постепенно вырабатывается стереотип основного функционального движения велогонщика. Качество этого движения и определяет в основном потенциальные воз­можности спортсмена.

Утомление — защитная реакция организма, вы­званная его насыщением веществами, циркуляция которых в крови приводит к появлению этого симптома. Именно утомление заставляет уменьшить или вообще прекратить расходование энергии, чтобы не исчерпать полностью все резервы организма и не привести его к необратимым по­следствиям. Однако спортсмен сознательно пренебрегает этим и заставляет свой организм преодолевать барьер утомления искусственным стимулированием функциональ­ной деятельности. Это стимулирование в подавляющем большинстве организуется целенаправленной деятель­ностью ЦНС, но, к сожалению, встречаются случаи и часто трагические, когда спортсмен прибегает к стимули­рованию более активной деятельности своего организма с помощью допинга.

Допинг — медицинский препарат, способный до­полнительно возбудить на некоторое, весьма ограниченное время нервно-мышечную активность спортсмена. Произво­дит ли допинг эйфорическое или успокаивающее действие, как наркотик, повышает ли нервный тонус или стимули­рует нейровегетативную систему, как амфетамины и дру­гие психоактиваторы, влияет ли непосредственно на сер­дечную мышцу или органы дыхания — в любом случае допинг снижает порог бдительности организма и маски­рует симптомы недостаточности, вызываемые мышечной деятельностью и стрессом. Допинг как бы уменьшает болезненное ощущение перегрузок, снижает или вообще снимает состояние тревоги. Спортсмен оказывается за пре­делами своей выносливости, истощает свои последние ре­зервы, не чувствуя этого. Организм перестает реагировать на утомление и сам себя отравляет, что в ряде случаев, широко известных в мировой практике велоспорта, при­вело к летальному исходу.

Первая международная конференция Европейского со­вета по допингам в спорте состоялась в 1965 г. На ней были определены группы веществ, воздействующих на центральную нервную, сердечно-сосудистую, дыхатель­ную и другие системы организма, и утверждены методы обнаружения допинга в биологических жидкостях (моче, крови, слюне). Список допинг-препаратов из года в год пополняется, методы анализа постоянно совершенствуют­ся, и современная газовая хроматография позволяет об­наружить допинг в организме даже в незначительных дозах в течение 36—48 ч после приема.

Количественный газохроматический анализ позволяет определить состав многокомпонентной смеси, содержание в ней одного или нескольких компонентов и общее содер­жание остальных веществ. Эволюционная хроматограмма представляет собой ряд пиков (рис. 7.3, а). Каждый пик, соответствующий определенному веществу, характери­зуется следующими параметрами: высотой ОС, шириной его основания АВ и площадью АСВ (рис. 7.3, б), которая
фактически пропорциональна количеству вещества. По фазе выделения вещества, представляющей собой время удержания вещества в колонке хроматографа, находят качественную характеристику, т. е. вид допинга. По пара­метрам пика хроматограммы определяют его дозу.

В) 8)

Рис. 7.3. Хроматограммы биологических проб: а — типичная эволю­ционная; б, в — взятые у спортсменов, получившего (б) и не получив­шего (в) дозу допинга из группы барбитуратов: 1 — растворитель; 2 — барбитал; 3 — амбарбитал; 4 — пентобарбитал; 5 — сенобарбитал; 6 — фенобарбитал

УСИ одним из первых начал энергичную борьбу с при­менением допинга. На первенствах мира по велосипед—

ному спорту антидопинговый контроль начал проводиться с 1965 г., а с 1971 г. антидопинговый контроль введен на международных официальных соревнованиях, прозоди — мых в СССР, и на первенствах СССР по шоссе и треку. Он осуществляется в соответствии с международными пра­вилами. В декабре каждого года в официальном бюллетене УСИ публикуются списки веществ-допингов на сезон пред­стоящего года. На основании этого списка и решается вопрос о применении допинга спортсменом при обнару’ зкении препарата в его моче, взятой на исследование.

В СССР официальным учреждением является антидопин­говая лаборатория при Московском врачебно-физкуль­турном диспансере.