Най-голямата ефективност на човек не надвишава. Разход на енергия при физическа активност с различна интензивност. Слух, обоняние, осезание

Енергийно и вегетативно осигуряване на мускулната работа

Разходът на енергия по време на мускулна дейност може да бъде отчетен и измерен доста пълно. Разходите за енергия зависят от интензивността и обема на натоварването. Общите енергийни разходи се състоят от необходимите енергийни разходи за поддържане на жизнената дейност на организма; енергийни разходи за осигуряване на свиването на скелетните мускули, които извършват работата; допълнителни енергийни разходи за подобрена работа на сърдечно-съдовата, дихателната и други системи по време на мускулна дейност; постоянни енергийни разходи за поддържане на позата; увеличаване на енергийните разходи за нормализиране на вътрешната среда на тялото, което се променя под въздействието на мускулното натоварване.

Само в някои случаи е възможно да се определи количествено всеки от тези компоненти на разходите за енергия. Основният смисъл на промените в активността на всички физиологични системи по време на мускулна работа е да се осигури необходимото ниво на енергийни разходи във всеки от изброените компоненти.

вегетативни системи. Физиологичните системи на тялото, които осигуряват нормалното му функциониране в условия на почивка и мускулна активност, се наричат ​​вегетативни. Те включват дишане, кръвообращение, храносмилане, отделяне и т.н. По време на мускулната работа активността на всички вегетативни системи се променя по такъв начин, че да се създадат най-добрите условия за захранване на работещите мускули с енергия, както и да се сведат до минимум онези негативни промени във вътрешната среда на тялото, които възникват поради интензивни метаболитни процеси. в мускулите. Съответствието на дейността на вегетативните системи с нуждите на организма се осигурява от нервната и хуморалната регулация.

Интензивност на работа, W

Ориз. 39. Възрастови и полови различия в зависимостта на сърдечната честота от нивото на натоварване

Реакцията на автономните системи към натоварването. Ако натоварването на мускулите постепенно се увеличава, т.е. силата на външната механична работа се увеличава, след което съответно се увеличава потреблението на кислород, скоростта на кръвния поток, вентилацията на белите дробове и др. Повечето от показателите за активността на автономните системи на тялото линейно зависят от мощността на натоварването, т.е. увеличаването на мощността с някаква конкретна стойност води до съответното, винаги същото увеличение на такива показатели, като например консумацията на кислород , честота на пулса и др. (фиг. 39) . Това обаче е вярно само ако такива измервания се извършват по време на работа в стабилно състояние, т.е. не по-малко от 2-3 минути след началото на натоварването или следващото му увеличение. Тези 2-3 минути са необходими на тялото, за да регулира нивото на активност на вегетативните функции в съответствие с енергийния резерв на скелетните мускули.

Линейната връзка между големината на натоварването и работата на физиологичните системи на тялото позволява да се оцени интензивността на натоварването по стойността на пулса или консумацията на кислород, когато се извършва строго измерване на мощността на работа. невъзможен. И обратно, знаейки големината на натоварването, е възможно да се предвиди нивото на активност на определена физиологична система. Това се основава по-специално на метода за измерване на "физическо представяне при пулс от 170 удара / мин" (съкратено - FR 170 или PWC 170 - според първите букви на английските думи "физически", "работа" , "способност"). Тази техника е следната: субектът изпълнява последователно две задачи, които са различни по отношение на натоварването, като и двата пъти пулсът му се измерва в стабилно състояние, т.е. не по-рано от 3 минути след началото на работа. Получените стойности се отбелязват на графиката с точки, след което през тях се изчертава права линия и се намира точката на нейното пресичане с правата линия, отразяваща нивото на пулса от 170 удара / мин. След като спуснете перпендикуляра от точката на пресичане до абсцисната ос с приложените върху него стойности на мощността на натоварване (фиг. 40), се получава резултатът, изразен в единици мощност. Това ще бъде стойността на PWC I 70 . Вместо графика можете да използвате метода за изчисляване на PWC I 70 по формула, базирана на уравнението на права линия. Съгласно препоръките на Световната здравна организация тестът PWC I 70 или негов аналог (PWC I 50, PWC I 30 и др.) се провежда във всички случаи, когато е необходимо да се определи физическото състояние на човек и да се характеризира неговото физическо здраве.

Ориз. 40. Диаграма на графичната дефиниция на PWC I 70

f 0 - импулс при първо натоварване; f n - импулс при второ натоварване; О u н- мощност на първия и втория товар. Стрелките показват стойността на PVC I 70 на скалата за мощност

За деца и юноши в училищна възраст определението на PWC170 може да бъде донякъде опростено поради факта, че вместо две натоварвания е допустимо да се зададе само едно, но е задължително пулсът да достигне 140 удара / мин или повече. След това втората точка на графиката може да маркира стойността на импулса в покой. При деца в предучилищна възраст под 6 години правилното измерване на стойността на PWC I 70 е невъзможно, тъй като те не могат да поддържат стабилно състояние на активност на автономните си функции.

Измерване PWC I 70 - просто и ефективен методоценка на функционалните възможности на тялото при работа в зони с умерена и висока мощност, в които се извършва основната дейност на тялото. Въпреки че измерената стойност в този тест е честотата на пулса, всички компоненти на системата за пренос на кислород в тялото се оценяват комплексно. Отклоненията от нормата във всяка от най-важните системи - кръвообращение, дишане, двигателен апарат - веднага ще се появят при значително по-ниски стойности на PWC I 70. Напротив, почти всеки вид фитнес води до значително увеличение на PWC I 70 .

Нелинейни зависимости. Линейната зависимост на показателите за активността на вегетативните системи на тялото от мощността се осъществява само в диапазона на натоварванията, където енергоснабдяването е пряко свързано с доставката на кислород към работещите мускули, т.е. в "аеробния" диапазон (зони с умерена и висока мощност). Ако даденото натоварване е в зоната на субмаксимална или максимална мощност, тогава няма линейна връзка между изпълнението на физиологичните функции и нивото на натоварване (фиг. 41). В повечето случаи показателите за ефективност на вегетативните системи нарастват с увеличаване на мощността на натоварване до определена граница, след което тяхното увеличение спира, а ако мощността продължава да се увеличава, тогава тези показатели могат дори да намалеят. Това ниво на активност на вегетативната функция, което може да се постигне при най-интензивна работа в аеробни условия, се нарича максимално. Ако функцията е достигнала максималното си ниво, тогава по-нататъшното увеличаване на мощността на натоварване може да доведе само до намаляване на индикатора.

Ориз. 41. Примери за нелинейни зависимости на параметрите на енергийния метаболизъм от мощността на мускулната работа

L a е концентрацията на лактат в кръвта; Q o 2 - скорост на консумация на кислород

Някои показатели за активността на вегетативните функции при vivoмускулната активност не може да достигне максимално ниво. По този начин максималната вентилация на белите дробове е възможна само при най-честото и дълбоко произволно дишане. Други функции, като честота на пулса, обемен кръвен поток и консумация на кислород, могат да достигнат максимум само при условия на мускулна активност. Максималните нива на сърдечната честота и консумацията на кислород обикновено се постигат при едно и също натоварване. Силата на такова натоварване, при което честотата на пулса и консумацията на кислород достигат максимално ниво, се нарича критична. Критичните натоварвания на мощността са много трудоемки и не могат да продължат дълго (обикновено не повече от 3-5 минути).

Аеробно представяне и аеробен диапазон. Стойността на максималната кислородна консумация (МОК) е един от основните показатели във физиологията на мускулната активност. Физиологичният смисъл на стойността на MIC е, че тя отразява общия капацитет на всички механизми за транспорт на кислород, от транспорта на газове в белите дробове до транспорта на електрони в митохондриите на скелетните мускулни влакна. В същото време, тъй като скоростта на поглъщане на кислород е пропорционална на мощността на работа, която може да бъде извършена поради това, стойността на IPC се нарича още "аеробна производителност" на тялото.

Диапазонът на натоварване от покой до критична мощност, при който се достига MIC, се нарича "аеробен диапазон". Въпреки че повечето от енергийните нужди на тялото по време на упражнения в аеробния диапазон наистина се покриват от използването на кислород, аноксичните (анаеробни) източници също задължително участват в енергийното снабдяване на мускулната работа, поне по време на периода на тренировка.

Поддържане на хомеостаза по време на мускулни упражнения. Промените във вътрешната среда, възникващи по време на мускулна работа, изискват напрежение в механизмите на хомеостазата. Тъй като при натоварване метаболитните процеси се ускоряват многократно, се образуват също толкова пъти повече различни продукти за извеждане от тялото, както и метаболитната вода. В същото време телесната температура се повишава рязко, тъй като цялата енергия, освободена в клетките и непреобразувана в механична работа, се превръща в топлина и тази топлина загрява тялото. Като се има предвид, че в режим MPC човек генерира около 1200-1500 W енергия, като само 1/5 от нея се реализира под формата на механична работа, можете да си представите колко бързо би се загрело тялото, ако системите за терморегулация не работят .

Физиологична "цена" на физическата работа.Физическата работа, която човек извършва, в никакъв случай не е идентична с механичната работа, която се оценява с помощта на ергометрични методи. Нито интензивността, нито количеството външна механична работа, която човек може да извърши, сами по себе си, не казват нищо за физиологичната "цена", която тялото плаща по време на физическа активност. Под „физиологична цена“ на натоварването имаме предвид допълнителната работа, която системите на тялото са принудени да извършват (включително по време на периода на възстановяване), за да компенсират разходите за поддържане на хомеостазата. За да го оцените, можете да използвате някои показатели за сърдечната дейност и консумацията на кислород, записани по време на работа и по време на периода на възстановяване.

Възрастови етапи на формиране на енергията на мускулната дейност. Първата година от живота на детето е период на бързо развитие на мускулната функция и, разбира се, на нейното енергийно и автономно захранване. Този етап продължава до 3-годишна възраст, след което трансформациите в мускулите се инхибират, а следващият етап започва заедно със скок на половин височина на около 5 години. Най-важното събитие тук е появата на видове мускулни влакна, които вече са близки до версията за възрастни, въпреки че съотношението им е все още „детско“, а функционалността на вегетативните системи все още не е достатъчно голяма. AT училищна възрастдетето преминава през редица етапи, като едва в последния от тях достига нивото на регулиране, функционалност и енергия на скелетните мускули „възрастен“:

1-ви етап - възраст от 7 до 9 години - период на прогресивно развитие на всички механизми на енергоснабдяване с предимство на аеробните системи;

2-ри етап - възраст 9-10 години - периодът на "разцвет" на аеробните способности, ролята на анаеробните механизми е малка;

3-ти етап - период от 10 до 12-13 години - няма увеличение на аеробния капацитет, умерено увеличение на анаеробния капацитет, развитието на фосфагенните и анаеробно-гликолитичните механизми протича синхронно;

4-ти етап - възраст от 13 до 14 години - значително увеличение на аеробния капацитет, инхибиране на развитието на анаеробно-гликолитичния механизъм на енергоснабдяване; фосфагенният механизъм се развива пропорционално на увеличаването на телесното тегло;

5-ти етап - възраст 14-15 години - спиране на увеличаването на аеробния капацитет, рязко увеличаване на капацитета на анаеробно-гликолитичния процес, развитието на фосфагенния механизъм, както преди, пропорционално на увеличаването на тялото тегло;

Етап 6 - периодът от 15 до 17 години - аеробните възможности растат пропорционално на телесното тегло, анаеробно-гликолитичните способности продължават да растат бързо, развитието на фосфогенните механизми за производство на енергия значително се ускорява, формирането на окончателната структура на енергийното снабдяване на мускулната дейност е завършена.

Процесите на съзряване на енергийните и вегетативни системи са силно повлияни от пубертет, тъй като половите хормони влияят директно върху метаболитните способности на скелетните мускули. Аеробното енергоснабдяване, което достига своя връх още преди началото на пубертета, дори се влошава донякъде в първите си етапи, но до 14-годишна възраст се забелязва ново увеличение на възможностите на аеробните системи за енергоснабдяване. Това се дължи по-специално на вътрешните нужди на мускулите, които изискват мощни окислителни системи за последния етап на диференциация. Анаеробното захранване с енергия рязко се активира още при начални етапипубертета, след това (етап III) темпът на неговото подобряване се забавя и след достигане на етап IV на пубертета (15-16 години за момчета, 13-14 години за момичета), има бързо нарастване на анаеробния капацитет, особено при момчетата . Момичетата в този период вече са много различни от момчетата по отношение на естеството и нивото на развитие на мускулната енергия.

Страница
4

устойчивост на стресови ситуациитренировъчна и състезателна дейност;

кинестетични и визуални възприятия на двигателните действия и околен свят;

способност за психическа регулация на движенията, осигуряваща ефективна координация на мускулите;

способността да се възприема, организира и „обработва информация под натиск на времето;

способността да се формират предварителни реакции в структурите на мозъка, програми, които предхождат реалните действия.

Интензивността на физическата активност

Въздействие упражнениевърху човек е свързано с натоварване на тялото му, предизвикващо активна реакция на функционалните системи. За да се определи степента на напрежение на тези системи при натоварване, се използват индикатори за интензивност, които характеризират реакцията на тялото към извършената работа. Има много такива показатели: промяна във времето за двигателна реакция, честота на дишане, минутен обем на консумация на кислород и др. Междувременно най-удобният и информативен показател за интензивността на натоварването, особено при цикличните спортове, е сърдечната честота (HR). Индивидуални зониинтензивността на натоварванията се определят с фокус върху сърдечната честота. Физиолозите определят четири зони на интензивност на натоварването според сърдечната честота: O, I, II, III. На фиг. 5.12 показва зоните на интензивност на натоварванията с равномерна мускулна работа.

Разделянето на натоварванията на зони се основава не само на промените в сърдечната честота, но и на разликите във физиологичните и биохимичните процеси по време на натоварвания с различна интензивност.

Нулевата зона се характеризира с аеробен процес на енергийни трансформации при сърдечна честота до 130 удара в минута за ученици. При такава интензивност на натоварването няма кислороден дълг, така че тренировъчният ефект може да се намери само при слабо тренирани трениращи. Нулевата зона може да се използва за загряване, когато подготвяте тялото за натоварване с по-висока интензивност, за възстановяване (с повтарящи се или интервални тренировъчни методи) или за активна почивка. Значително увеличение на консумацията на кислород и следователно съответния тренировъчен ефект върху тялото се случва не в тази, а в първата зона, което е типично за развитието на издръжливостта при начинаещи.

Първата тренировъчна зона на интензивност на натоварването (от 130 до 150 удара / мин) е най-типична за начинаещи спортисти, тъй като увеличаването на постиженията и консумацията на кислород (с аеробния процес на неговия метаболизъм в тялото) се случва при тях, започвайки от сърцето. честота 130 удара/мин. В тази връзка този крайъгълен камък се нарича праг на готовност.

Когато развива обща издръжливост, тренираният спортист се характеризира с естествено „влизане“ във втората зона на интензивност на натоварването. Във втората тренировъчна зона (от 150 до 180 удара / мин) се активират анаеробни механизми за захранване с енергия за мускулна активност. Смята се, че 150 удара / мин е прагът на анаеробния метаболизъм (ANOR). Въпреки това, при лошо тренирани трениращи и спортисти с ниска спортна форма, ANPO може да се появи и при сърдечна честота от 130-140 удара / мин, докато при добре тренирани спортисти ANOT може да се „върне“ до границата от 160-165 удара / мин.

В третата тренировъчна зона (повече от 180 удара / мин) анаеробните механизми за доставка на енергия се подобряват на фона на значителен кислороден дълг. Тук пулсът престава да бъде информативен показател за дозиране на натоварването, но показателите за биохимичните реакции на кръвта и нейния състав, по-специално количеството млечна киселина, наддават на тегло. Времето за почивка на сърдечния мускул намалява при свиване над 180 удара / мин, което води до спад в неговата контрактилна сила (в покой 0,25 s - свиване, 0,75 s - почивка; при 180 удара / min - 0,22 s - свиване, 0,08 s - почивка), кислородният дълг рязко нараства.

Тялото се адаптира към работа с голяма интензивност по време на повтаряща се тренировъчна работа. Но най-много големи стойностимаксималният кислороден дефицит се достига само в условия на състезание. Следователно, за да се постигне високо ниво на интензивност на тренировъчните натоварвания, се използват методи на интензивни ситуации от състезателен характер.

Консумация на енергия по време на физическа активност

Колкото повече мускулна работа, толкова повече се увеличава консумацията на енергия. Съотношението на енергията, изразходвана полезно за работа, към общата изразходвана енергия се нарича коефициент на ефективност (COP). Смята се, че най-високата ефективност на човек при обичайната му работа не надвишава 0,30-0,35. Следователно, при най-икономичното потребление на енергия в процеса на работа, общите енергийни разходи на тялото са поне 3 пъти по-високи от разходите за извършване на работа. По-често ефективността е 0,20-0,25, тъй като необучен човек изразходва повече енергия за същата работа, отколкото обучен. Така експериментално е установено, че при една и съща скорост на движение разликата в разхода на енергия между трениран спортист и начинаещ може да достигне 25-30%.

Обща представа за консумацията на енергия (в kcal) по време на преминаването на различни разстояния се дава от следните цифри, определени от известния спортен физиолог B.C. Фарфел.

Лекоатлетическо бягане, м Плуване, м

100 – 18 100 – 50

200 – 25 200 – 80

400 – 40 400 – 150

800 – 60 Ски бягане, км

1500 – 100 10 – 550

3000 – 210 30 – 1800

5000 – 310 50 – 3600

10000 – 590 Велосипедни състезания, км

42195 – 2300 1 – 55

Кънки, м 10 - 300

500 – 35 20 – 500

1500 – 65 50 – 1100

5000 – 200 100 – 2300

Г.В. Барчукова и С.Д. Shprakh сравнява енергийната "цена" на различни прояви на спортна и битова дихателна активност (изчислена в kcal / min).

Двигателна активност kcal/min

Ски 10.0-20.0

Крос бягане 10.6

Футбол. 8.8

Тенис 7.2-10.0

Тенис на маса 6.6-10.0

Плуване (бруст). . 5,0-11,0

Волейбол. 4,5-10,0

Гимнастика. 2,5-6,5

Модерни танци 4.7-6.6

Шофиране на кола. 3,4-10,0

Измиване на прозорци 3.0-3.7

Косене на трева 1,0-7,5

Обличане и събличане……….2.3-4.0,

С акцент върху мощността и разхода на енергия са установени зони на относителна мощност в цикличните спортове

Сравнението на увеличаването на разходите за енергия с увеличаване на тежестта на работата показва, че количеството изразходвана енергия минус основния метаболизъм винаги е по-голямо от „полезната“ механична работа, извършена от човек. Причината за това несъответствие се крие преди всичко във факта, че когато химическата енергия на хранителните вещества се превръща в работа, значителна част от енергията се губи под формата на топлина, без да се превръща в механична енергия. Част от енергията се изразходва за поддържане на статични напрежения, които се вземат предвид само частично при изчисляване на механичната работа, извършена от човек. Всяко човешко движение изисква както статични, така и динамични напрежения и съотношението на двете при различни произведенияразлично. По този начин повдигането на товар от височина 1 m до височина 1,5 m с изправено тяло изисква по-малко енергия от повдигането на същия товар от височина 0,5 m до височина 1 m с наклонено положение на тялото, тъй като поддържането на последното в наклонено състояние изисква по-значително статично напрежение на мускулите на гърба.

Определена част от енергията, генерирана по време на химична реакция, се изразходва за преодоляване на съпротивлението на движение от мускулите-антагонисти, разтегнати по време на движение и еластичните тъкани в ставите, за преодоляване на вискозното съпротивление на мускулната деформация и за преодоляване на инерцията на движещите се части на тялото с промени в посоката на движение. Съотношението на количеството извършена от човек механична работа, изразено в калории, към количеството изразходвана енергия, също в калории, се нарича енергийна ефективност.

Стойността на ефективността зависи от начина на работа, нейното темпо и състоянието на кондиция и умора на човека. Понякога стойността на коефициента на ефективност се използва за оценка на качеството на работните методи. И така, при изследване на движенията на металното пилене беше установено, че 0,023 kcal се изразходват за всеки килограм-сила-метър работа, което съответства на коефициент на ефективност 1/ = 10,2
Тази сравнително ниска ефективност се дължи на значителната статична работа по време на пиленето, което изисква напрежение в мускулите на тялото и краката за поддържане на работната поза. За други видове работа ефективността може да бъде по-голяма или по-малка от стойността, установена за метално пилене. По-долу са стойностите на ефективност за някои работни места:
Вдигане на тежести ............................8.4
Работа с файлове .............................. 10.2
Работа с вертикален лост (бутане) 14.0
Завъртане на дръжката .................20.0
Колоездене .....................30.0
Най-високата стойност, която може да достигне ефективността на човешкото тяло, е 30%. Тази стойност се постига при извършване на добре усвоена, позната работа с участието на мускулите на краката и торса.

Стойността на ефективността на работата в някои случаи ви позволява да установите по-рационални условия за извършване на физическа работа, по-специално да определите оптималната скорост (скорост), натоварване, производителност на труда. В по-голямата си част стойността на енергийния разход за единица продукция е най-малка, а реципрочната на коефициента на полезно действие е най-голяма при средни степени на скорост и натоварване в средата на периода на работа, ако продължава да се уморява.

Промяната в ефективността в отделни случаи, по-специално когато се сравняват хомогенни работни места, които се различават само по начина, по който се изпълняват, може да служи като един от критериите за оценка на рационалността на определени специфични аспекти на труда. Но този критерий за работещия човек по никакъв начин няма онова определящо и универсално значение, което има при оценката на работата на една машина. Докато в парната машина само външната механична работа е основният полезен ефект от енергийните трансформации, а останалата част от енергията, извлечена от горивото, правилно се счита за безполезно загубена, частта от изразходваната енергия, която отива не за външна механична работа, а за увеличаването на енергията също е полезно за човешкото тяло жизнената активност на клетките по време на работа и възстановяването на временно намалена ефективност.

По-точен и универсален критерий за физиологична оценка на рационалността на специфичните методи на работа и отделните движения е продължителността на поддържане на високо ниво на производителност, което се проявява в повишаване на производителността на труда и в такава адаптация на физиологичните функции, която води за по-нататъшното развитие на физическите и духовни способности на човека.

Известно е, че колкото по-голяма е мускулната работа, толкова повече се увеличава консумацията на енергия. В лабораторни условия при експерименти с работа на велоергометър с точно определено количество мускулна работа и точно измерено съпротивление при въртене на педалите е установена пряка (линейна) зависимост на разхода на енергия от мощността на работа, записана в килограм метри или ватове установени. В същото време беше установено, че не цялата енергия, изразходвана от човек при извършване на механична работа, се използва директно за тази работа, тъй като по-голямата част от енергията се губи под формата на топлина. Известно е, че съотношението на енергията, полезно изразходвана за работа, към цялата изразходвана енергия се нарича коефициент на ефективност (COP).

Смята се, че най-високата ефективност на човек при обичайната му работа не надвишава 0,30-0,35. Следователно, при най-икономичното потребление на енергия в процеса на работа, общите енергийни разходи на тялото са поне три пъти по-високи от разходите за извършване на работа. По-често ефективността е 0,20–0,25, тъй като необучен човек изразходва повече енергия за същата работа, отколкото обучен. Така експериментално е установено, че при една и съща скорост на движение разликата в консумацията на енергия между трениран спортист и начинаещ може да достигне 25–30%.

С фокус върху мощността и консумацията на енергия са установени четири зони на относителна мощност в цикличните спортове. Това са зони на максимална, субмаксимална, висока и умерена мощност. Тези зони включват разделянето на много различни разстояния в четири групи: къси, средни, дълги и изключително дълги.

Каква е същността на разделянето на физическите упражнения на зони на относителна мощност и как това групиране на разстояния е свързано с разхода на енергия при физическо натоварване с различна интензивност?

Първо, силата на работа зависи пряко от нейната интензивност. Второ, освобождаването и потреблението на енергия за преодоляване на разстояния, включени в различни зони на мощност, имат значително различни физиологични характеристики.

Зонамаксимуммощност. В неговите граници може да се извършва работа, която изисква изключително бързи движения. Никоя друга работа не освобождава толкова много енергия. Потребността от кислород за единица време е най-голяма, потреблението на кислород от тялото е незначително. Работата на мускулите се извършва почти изцяло поради аноксичното (анаеробно) разграждане на веществата. Почти цялата нужда от кислород на тялото се задоволява след работа, т.е. нуждата по време на работа е почти равна на кислородния дълг. Дишането е незначително: през тези 10-20 s, през които се извършва работа, спортистът или не диша, или прави няколко кратки вдишвания. Но след финала дишането му се усилва за дълго време: по това време се изплаща кислородният дълг. Поради кратката продължителност на работа кръвообращението няма време да се увеличи, докато сърдечната честота се увеличава значително към края на работата. Въпреки това, минутният обем на кръвта не се увеличава много, тъй като систоличният обем на сърцето няма време да расте.

Зона субмаксимален мощност. В мускулите протичат не само анаеробни процеси, но и процеси на аеробно окисление, чийто дял се увеличава към края на работата поради постепенно увеличаване на кръвообращението. Интензивността на дишането също се увеличава през цялото време до самия край на работата. Въпреки че процесите на аеробно окисление се увеличават по време на работа, те все още изостават от процесите на безкислородно разлагане. Кислородният дълг непрекъснато напредва. Кислородният дефицит в края на работа е по-голям, отколкото при максимална мощност. Има големи химически промени в кръвта.

До края на работата в зоната на субмаксимална мощност, дишането и кръвообращението рязко се увеличават, настъпва голям кислороден дълг и изразени промени в киселинно-алкалния и водно-солевия баланс на кръвта. Възможно е повишаване на кръвната температура с 1-2 градуса, което може да повлияе на състоянието на нервните центрове.

Зона голям мощност. Интензивността на дишането и кръвообращението има време да се увеличи още в първите минути на работа до много големи стойности, които остават до края на работата. Възможностите на аеробното окисление са по-високи, но все още изостават от анаеробните процеси. Относително високото ниво на консумация на кислород изостава донякъде от кислородната нужда на тялото, така че натрупването на кислороден дълг все още се случва. До края на работата е значително. Промените в химичния състав на кръвта и урината също са значителни.

Зонаумереномощност. Това вече са големи разстояния. Работата с умерена мощност се характеризира със стабилно състояние, което е свързано с увеличаване на дишането и кръвообращението пропорционално на интензивността на работата и липсата на натрупване на продукти от анаеробно разпадане. По време на многочасова работа има значителна обща консумация на енергия, което намалява въглехидратните ресурси на тялото.

Така че, в резултат на повтарящи се натоварвания с определена мощност по време на тренировки, тялото се адаптира към съответната работа поради подобряване на физиологичните и биохимичните процеси, характеристиките на функционирането на системите на тялото. Ефективността се увеличава при извършване на работа с определена мощност, фитнесът се увеличава, спортните резултати растат.

Моторна единица -комплекс, който включва един моторен неврон и мускулните влакна, инервирани от него в даден мускул.

мускулна силахарактеризиращ се с големината на максималното напрежение, което може да развие при възбуждане. Максималното напрежение, което един мускул може да развие, зависи от броя и дебелината на влакната, които изграждат неговия състав. Спортът води до удебеляване на влакната (работна хипертрофия), до увеличаване на мускулната сила.

Абсолютна мускулна сила- това е силата на 1 cm 2 от напречното сечение на мускулните влакна.

Обща консумация на енергия (E) - сумата от консумацията за механична работа (W) и генериране на топлина (H)

Съотношението на количеството извършена работа (в калории) към общия разход на енергия характеризира механичната ефективност на работата, т.нар. коефициент на ефективност (COP) на мускула

.

Ефективността на човешкия мускул може да достигне 25% и до голяма степен зависи от скоростта на неговото съкращение. Най-голямата външна работа и най-високата ефективност се наблюдават при средни скорости.. Намаляването на производителността на труда с увеличаване на скоростта на мускулното съкращение е свързано с увеличаване на вътрешното триене.

Ако свиването е твърде бавно, ефективността намалява поради факта, че част от енергията отива за поддържане на скъсяването на мускула.

Мускулна работа и сила. Метод за изчисляване на количеството работа, извършена от мускул. Правило за средно натоварване.

Тъй като основната задача на скелетните мускули е да извършват мускулна работа, в експерименталната и клинична физиология се оценява количеството работа, която мускулът извършва, и силата, развита от него по време на работа.

Според законите на физиката работата е енергията, изразходвана за преместване на тяло с определена сила на определено разстояние: A \u003d P * h. Ако мускулната контракция се извършва без натоварване (в изотоничен режим), тогава механичната работа е нула. Ако при максимално натоварване няма скъсяване на мускула (изометричен режим), тогава работата също е равна на нула. В този случай химическата енергия се превръща напълно в топлинна енергия.

Законът за средните натоварвания - мускулът може да извърши максимална работа с натоварвания със среден размер.

При свиване на скелетните мускули в естествени условия, главно в режим на изометрично свиване, например с фиксирана поза, те говорят за статична работа, при извършване на движения - за динамична работа.

Мускулна (физическа) умора, нейните физиологични механизми (за отделен мускул и за целия организъм). Стойността на произведенията на I.M. Сеченов. Адаптационно-трофична роля на симпатиковата нервна система.

В резултат на продължителна активност работата на скелетните мускули намалява. Това явление се нарича умора. В същото време силата на контракциите намалява, латентният период на контракция и периодът на релаксация се увеличават.

Статичният режим е по-досаден от динамичния. Умората на изолиран скелетен мускул се дължи преди всичко на факта, че в процеса на извършване на работа в мускулни влакнанатрупват се продукти от окислителните процеси - млечна и пирогроздена киселини, които намаляват възможността за генериране на ПД. Освен това се нарушават процесите на ресинтез на АТФ и креатин фосфат, които са необходими за енергийното снабдяване на мускулната контракция. При естествени условия мускулната умора по време на статична работа се определя главно от неадекватен регионален кръвен поток. Ако силата на свиване в изометричния режим е повече от 15% от максимално възможната, тогава настъпва кислороден "глад" и мускулната умора прогресивно нараства.