Největší výkonnost člověka nepřekročí. Spotřeba energie při fyzické aktivitě různé intenzity. Sluch, čich, hmat

Energetické a vegetativní zajištění svalové práce

Energetický výdej při svalové aktivitě lze zcela plně zohlednit a změřit. Náklady na energii závisí na intenzitě a objemu zátěže. Celkové energetické náklady jsou tvořeny nezbytnými energetickými náklady pro udržení vitální činnosti organismu; energetické náklady na zajištění kontrakce kosterních svalů, které vykonávají práci; dodatečné náklady na energii pro zvýšenou práci kardiovaskulárního, respiračního a jiného systému během svalové aktivity; stálé náklady na energii k udržení polohy; zvýšení energetických nákladů na normalizaci vnitřního prostředí těla, které se mění pod vlivem svalové zátěže.

Pouze v některých případech je možné každou z těchto složek nákladů na energii vyčíslit. Hlavním smyslem změn v činnosti všech fyziologických systémů při svalové práci je zajištění požadované úrovně energetických nákladů v každé z uvedených složek.

vegetativní systémy. Fyziologické systémy těla, které zajišťují jeho normální fungování v podmínkách klidu a svalové aktivity, se nazývají vegetativní. Patří mezi ně dýchání, oběh, trávení, vylučování a tak dále. Při svalové práci se činnost všech vegetativních systémů mění tak, aby byly vytvořeny nejlepší podmínky pro zásobování pracujících svalů energií a aby se minimalizovaly ty negativní změny ve vnitřním prostředí těla, ke kterým dochází v důsledku intenzivních metabolických procesů. ve svalech. Soulad činnosti vegetativních systémů s potřebami těla je zajištěn nervovou a humorální regulací.

Intenzita práce, W

Rýže. 39. Věkové a genderové rozdíly v závislosti tepové frekvence na míře zátěže

Odezva autonomních systémů na zátěž. Pokud se zatížení svalů postupně zvyšuje, tzn. zvyšuje se síla vnější mechanické práce, pak se odpovídajícím způsobem zvyšuje spotřeba kyslíku, rychlost průtoku krve, ventilace plic atd. Většina ukazatelů aktivity autonomních systémů těla lineárně závisí na výkonu zátěže, tj. zvýšení výkonu o nějakou konkrétní hodnotu vede k odpovídajícímu, vždy stejnému, zvýšení takových ukazatelů, jako je například spotřeba kyslíku. , tepová frekvence atd. (obr. 39) . To však platí pouze tehdy, jsou-li taková měření prováděna za provozu v ustáleném stavu, tj. ne méně než 2-3 minuty po spuštění zátěže nebo jejím dalším zvýšení. Tyto 2-3 minuty jsou nezbytné k tomu, aby tělo regulovalo úroveň aktivity vegetativních funkcí v souladu s energetickou rezervou kosterního svalstva.

Lineární vztah mezi velikostí zátěže a výkonností fyziologických systémů těla umožňuje hodnotit intenzitu zátěže hodnotou tepové frekvence nebo spotřeby kyslíku, kdy je přísné měření síly práce nemožné. A naopak, při znalosti velikosti zátěže je možné předpovědět úroveň aktivity konkrétního fyziologického systému. To je založeno zejména na metodě měření „fyzického výkonu při tepu 170 tepů/min“ (zkráceně – FR 170, nebo PWC 170 – podle prvních písmen anglických slov „physical“, „work“ "schopnost"). Tato technika je následující: subjekt plní střídavě dva úkoly, které se liší zátěží, a oba časy je jeho tepová frekvence měřena v ustáleném stavu, tzn. nejdříve 3 minuty po zahájení práce. Získané hodnoty jsou na grafu vyznačeny tečkami a poté je přes ně nakreslena přímka a je nalezen bod jejího průsečíku s přímkou, který odráží úroveň tepové frekvence 170 tepů / min. Po snížení kolmice z průsečíku na osu úsečky s hodnotami zátěžového výkonu (obr. 40) je získán výsledek vyjádřený v jednotkách výkonu. To bude hodnota PWC I 70 . Místo grafiky můžete použít metodu výpočtu PWC I 70 podle vzorce založeného na rovnici přímky. Podle doporučení Světové zdravotnické organizace se test PWC I 70 nebo jeho analog (PWC I 50, PWC I 30 atd.) provádí ve všech případech, kdy je nutné zjistit fyzický stav osoby a charakterizovat jeho fyzické zdraví.

Rýže. 40. Schéma grafické definice PWC I 70

F 0 - puls při prvním zatížení; F n - puls při druhém zatížení; Ó u N- výkon první a druhé zátěže. Šipky označují hodnotu PVC I 70 na stupnici výkonu

Pro děti a dospívající ve školním věku lze definici PWC170 poněkud zjednodušit, protože místo dvou zátěží je přípustné nastavit pouze jednu, ale je nutné, aby tepová frekvence dosahovala 140 tepů/min nebo více. Pak druhý bod na grafu může značit hodnotu klidového pulzu. U předškolních dětí mladších 6 let je správné změření hodnoty PWC I 70 nemožné, protože nemohou udržet stabilní stav aktivity svých autonomních funkcí.

Měření PWC I 70 - jednoduché a účinná metoda posouzení funkčních schopností těla při práci v zónách středního a vysokého výkonu, ve kterých se provádí hlavní činnost těla. Přestože naměřenou hodnotou v tomto testu je tepová frekvence, všechny složky kyslíko-transportního systému těla jsou hodnoceny komplexně. Odchylky od normy v kterémkoli z nejdůležitějších systémů - krevní oběh, dýchání, motorický aparát - se okamžitě projeví ve výrazně nižších hodnotách PWC I 70. Naopak, téměř jakýkoli druh fitness vede k výraznému zvýšení PWC I 70 .

Nelineární závislosti. Lineární závislost ukazatelů aktivity vegetativních systémů těla na výkonu probíhá pouze v rozsahu zátěží, kde dodávka energie přímo souvisí s dodáním kyslíku pracujícím svalům, tzn. v "aerobním" rozsahu (zóny středního a vysokého výkonu). Pokud daná zátěž leží v zóně submaximálního nebo maximálního výkonu, pak mezi výkonem fyziologických funkcí a úrovní zátěže není lineární vztah (obr. 41). Ve většině případů výkonnostní ukazatele vegetativních systémů rostou s nárůstem výkonu zátěže na určitou hranici, po které se jejich nárůst zastaví, a pokud se výkon nadále zvyšuje, pak mohou tyto ukazatele i klesat. Tato úroveň aktivity vegetativní funkce, kterou lze dosáhnout nejintenzivnější prací v aerobních podmínkách, se nazývá maximum. Pokud funkce dosáhla maximální úrovně, pak další zvýšení výkonu zátěže může vést pouze ke snížení indikátoru.

Rýže. 41. Příklady nelineárních závislostí parametrů energetického metabolismu na síle svalové práce

La je koncentrace laktátu v krvi; Q o 2 - rychlost spotřeby kyslíku

Některé ukazatele aktivity vegetativních funkcí v vivo svalová aktivita nemůže dosáhnout maximální úrovně. Maximální ventilace plic je tedy možná pouze při nejčastějším a nejhlubším dobrovolném dýchání. Ostatní funkce, jako je tepová frekvence, objemový průtok krve a spotřeba kyslíku, mohou dosáhnout maxima pouze v podmínkách svalové aktivity. Maximálních hodnot srdeční frekvence a spotřeby kyslíku je obvykle dosaženo při stejné zátěži. Výkon takového zatížení, při kterém tepová frekvence a spotřeba kyslíku dosáhne maximální úrovně, se nazývá kritický. Kritická energetická zátěž je velmi pracná a nemůže trvat dlouho (obvykle ne více než 3-5 minut).

Aerobní výkon a aerobní rozsah. Hodnota maximální spotřeby kyslíku (MOC) je jedním z hlavních ukazatelů ve fyziologii svalové činnosti. Fyziologický význam hodnoty MIC spočívá v tom, že odráží celkovou kapacitu všech mechanismů transportu kyslíku, od transportu plynů v plicích až po transport elektronů v mitochondriích vláken kosterního svalstva. Současně, protože rychlost příjmu kyslíku je úměrná výkonu práce, kterou lze díky tomu vykonat, se hodnota IPC také nazývá „aerobní produktivita“ těla.

Rozsah zátěže od klidu po kritický výkon, při kterém je dosaženo MIC, se nazývá „aerobní rozsah“. Přestože je většina energetických potřeb těla při cvičení v aerobním rozsahu skutečně pokryta využitím kyslíku, na energetickém zásobování svalové práce se, alespoň v období tréninku, nezbytně podílejí i anoxické (anaerobní) zdroje.

Udržování homeostázy během svalového cvičení. Změny vnitřního prostředí, ke kterým dochází při svalové práci, vyžadují napětí v mechanismech homeostázy. Vzhledem k tomu, že se metabolické procesy při zátěži mnohonásobně urychlí, vzniká stejně mnohonásobně více různých produktů k odstranění z těla a také metabolická voda. Současně prudce stoupá tělesná teplota, protože veškerá energie uvolněná v buňkách a nepřeměněná na mechanickou práci se přeměňuje na teplo a toto teplo tělo zahřívá. Vzhledem k tomu, že v režimu MPC člověk vyrobí asi 1200-1500 W energie a pouze 1/5 z toho je realizována formou mechanické práce, lze si představit, jak rychle by se tělo zahřálo, kdyby termoregulační systémy nefungovaly. .

Fyziologické "náklady" fyzické práce. Fyzická práce, kterou člověk vykonává, není v žádném případě totožná s mechanickou prací, která je hodnocena pomocí ergometrických metod. Intenzita ani množství vnější mechanické práce, kterou člověk může sám vykonat, nevypovídá nic o fyziologické „ceně“, kterou tělo při fyzické aktivitě platí. Pod „fyziologickými náklady“ zátěže rozumíme dodatečnou práci, kterou jsou tělesné systémy nuceny vykonat (včetně během období zotavení), aby kompenzovaly náklady na udržení homeostázy. K jejímu vyhodnocení můžete využít některé ukazatele srdeční aktivity a spotřeby kyslíku zaznamenané během práce a v období rekonvalescence.

Věková stádia tvorby energie svalové činnosti. První rok života dítěte je obdobím prudkého rozvoje svalové funkce a samozřejmě i jejího energetického a autonomního zásobování. Tato fáze pokračuje až do věku 3 let, poté jsou přeměny ve svalech inhibovány a další fáze začíná skokem do poloviční výšky asi v 5 letech. Nejdůležitější událostí je zde výskyt typů svalových vláken, které se již blíží verzi pro dospělé, i když jejich poměr je stále „dětský“ a funkčnost vegetativních systémů stále není dostatečně velká. V školní věk dítě prochází řadou fází, až v poslední z nich dosáhne „dospělé“ úrovně regulace, funkčnosti a energie kosterních svalů:

1. etapa - věk od 7 do 9 let - období progresivního rozvoje všech mechanismů zásobování energií s výhodou aerobních systémů;

2. etapa - věk 9-10 let - období "rozkvětu" aerobních schopností, role anaerobních mechanismů je malá;

3. etapa - období od 10 do 12-13 let - bez zvýšení aerobní kapacity, mírné zvýšení anaerobní kapacity, vývoj fosfagenních a anaerobně-glykolytických mechanismů probíhá synchronně;

4. etapa - věk od 13 do 14 let - výrazné zvýšení aerobní kapacity, inhibice rozvoje anaerobně-glykolytického mechanismu zásobování energií; fosfagenní mechanismus se vyvíjí úměrně s nárůstem tělesné hmotnosti;

5. etapa - věk 14-15 let - zastavení nárůstu aerobní kapacity, prudké zvýšení kapacity anaerobně-glykolytického procesu, rozvoj fosfagenního mechanismu, jako dříve, v poměru k nárůstu těla hmotnost;

6. etapa - období od 15 do 17 let - aerobní schopnosti rostou úměrně tělesné hmotnosti, dále rychle rostou anaerobně-glykolytické schopnosti, výrazně se urychluje vývoj mechanismů tvorby fosfagenní energie, formování definitivní struktury zásobování energií svalová aktivita je dokončena.

Procesy zrání energetických a vegetativních systémů jsou značně ovlivněny puberta, protože pohlavní hormony přímo ovlivňují metabolické schopnosti kosterních svalů. Aerobní zásoba energie, která dosahuje svého vrcholu ještě před nástupem puberty, se v prvních fázích dokonce poněkud zhoršuje, ale ve věku 14 let je zaznamenán nový nárůst možností aerobních systémů zásobování energií. Je to dáno zejména vnitřními potřebami svalů, které pro poslední fázi diferenciace vyžadují výkonné oxidační systémy. Dodávka anaerobní energie se prudce aktivuje již při počáteční fáze puberta, poté (stádium III) se tempo jejího zlepšování zpomaluje a po dosažení čtvrtého stádia puberty (15-16 let u chlapců, 13-14 let u dívek) dochází k rychlému nárůstu anaerobní kapacity, zejména u chlapců . Dívky v tomto období se již velmi liší od chlapců co do povahy a úrovně rozvoje svalové energie.

Strana
4

odpor vůči stresové situaceškolicí a soutěžní aktivity;

kinestetické a zrakové vjemy motorických akcí a životní prostředí;

schopnost mentální regulace pohybů, zajištění efektivní svalové koordinace;

schopnost vnímat, organizovat a „zpracovávat informace pod časovým tlakem;

schopnost vytvářet anticipační reakce ve strukturách mozku, programy, které předcházejí skutečné akci.

Intenzita fyzické aktivity

Dopad cvičení na člověka je spojeno se zatížením jeho těla, což způsobuje aktivní reakci funkčních systémů. Pro stanovení stupně napětí těchto systémů při zatížení se používají indikátory intenzity, které charakterizují reakci těla na vykonanou práci. Existuje mnoho takových indikátorů: změna reakční doby motoru, frekvence dýchání, minutový objem spotřeby kyslíku atd. Mezitím nejpohodlnějším a nejinformativnějším ukazatelem intenzity zátěže, zejména u cyklických sportů, je srdeční frekvence (HR). Jednotlivé zóny Intenzita zátěží se určuje se zaměřením na tepovou frekvenci. Fyziologové definují čtyři pásma intenzity zátěží podle tepové frekvence: O, I, II, III. Na Obr. 5.12 ukazuje zóny intenzity zátěží při rovnoměrné svalové práci.

Rozdělení zátěží do zón vychází nejen ze změn srdeční frekvence, ale také z rozdílů fyziologických a biochemických procesů při zátěžích různé intenzity.

Nulová zóna je charakteristická aerobním procesem energetických přeměn při tepové frekvenci až 130 tepů za minutu pro studenty. Při takové intenzitě zátěže nevzniká kyslíkový dluh, takže tréninkový efekt lze nalézt jen u špatně trénovaných cvičenců. Nulovou zónu lze využít pro zahřívací účely při přípravě těla na zátěž vyšší intenzity, pro regeneraci (při metodách opakovaného nebo intervalového tréninku), popř. aktivní odpočinek. K výraznému zvýšení spotřeby kyslíku a následně k odpovídajícímu tréninkovému efektu na tělo nedochází v této, ale v první zóně, která je typická pro rozvoj vytrvalosti u začátečníků.

První tréninková zóna intenzity zátěže (od 130 do 150 tepů/min) je nejtypičtější pro začínající sportovce, protože u nich dochází ke zvýšení výkonů a spotřeby kyslíku (s aerobním procesem jeho metabolismu v těle) počínaje srdcem. frekvence 130 tepů/min. V tomto ohledu se tomuto milníku říká práh připravenosti.

Při rozvoji obecné vytrvalosti se trénovaný sportovec vyznačuje přirozeným „vstupem“ do druhé zóny intenzity zátěže. Ve druhé tréninkové zóně (od 150 do 180 tepů/min) se aktivují anaerobní mechanismy zásobování energií pro svalovou činnost. Předpokládá se, že 150 tepů/min je prahem anaerobního metabolismu (ANOR). U špatně trénovaných cvičenců a sportovců s nízkou sportovní formou se však ANPO může vyskytovat i při tepové frekvenci 130-140 tepů/min, zatímco u dobře trénovaných sportovců se ANOT může „posunout“ zpět na hranici 160-165 tepů / min.

Ve třetí tréninkové zóně (více než 180 tepů/min) dochází ke zlepšení anaerobních mechanismů zásobování energií na pozadí výrazného kyslíkového dluhu. Zde přestává být tepová frekvence informativním ukazatelem dávkování zátěže, ale přibývají na váze ukazatele biochemických reakcí krve a jejího složení, zejména množství kyseliny mléčné. Doba klidu srdečního svalu se snižuje při kontrakci o více než 180 tepů/min, což vede k poklesu jeho kontrakční síly (v klidu 0,25 s - kontrakce, 0,75 s - klid; při 180 tepech/min - 0,22 s - kontrakce, 0,08 s - klid), prudce se zvyšuje kyslíkový dluh.

Tělo se při opakovaném tréninku přizpůsobuje práci velké intenzity. Ale nejvíc velké hodnoty maximálního kyslíkového dluhu je dosaženo pouze v soutěžních podmínkách. Proto se pro dosažení vysoké intenzity tréninkových zátěží používají metody intenzivních situací soutěžního charakteru.

Spotřeba energie při fyzické aktivitě

Čím více svalové práce, tím více se zvyšuje spotřeba energie. Poměr energie užitečně vynaložené na práci k celkové vynaložené energii se nazývá koeficient výkonu (COP). Předpokládá se, že nejvyšší účinnost člověka s jeho obvyklou prací nepřesahuje 0,30-0,35. V důsledku toho při nejhospodárnější spotřebě energie v procesu práce jsou celkové energetické náklady těla minimálně 3x vyšší než náklady na výkon práce. Častěji je účinnost 0,20-0,25, protože netrénovaný člověk vynakládá více energie na stejnou práci než trénovaný. Experimentálně tedy bylo zjištěno, že při stejné rychlosti pohybu může rozdíl ve spotřebě energie mezi trénovaným sportovcem a začátečníkem dosáhnout 25–30 %.

Obecnou představu o spotřebě energie (v kcal) při průchodu různých vzdáleností poskytují následující údaje, které určil slavný sportovní fyziolog B.C. Farfel.

Atletický běh, m Plavání, m

100 – 18 100 – 50

200 – 25 200 – 80

400 – 40 400 – 150

800 – 60 Běh na lyžích, km

1500 – 100 10 – 550

3000 – 210 30 – 1800

5000 – 310 50 – 3600

10000 – 590 Cyklistické závody, km

42195 – 2300 1 – 55

Bruslení, m 10 - 300

500 – 35 20 – 500

1500 – 65 50 – 1100

5000 – 200 100 – 2300

G.V. Barchukova a S.D. Shprakh porovnat energetické "náklady" různých projevů sportovní a domácí respirační aktivity (vypočteno v kcal / min).

Motorická aktivita kcal/min

Lyžování 10.0-20.0

Přespolní běh 10.6

Fotbal. 8.8

Tenis 7,2-10,0

Stolní tenis 6,6-10,0

Plavání (prsa). . 5,0-11,0

Volejbal. 4,5-10,0

Gymnastika. 2,5-6,5

Moderní tance 4.7-6.6

Řízení auta. 3,4-10,0

Mytí oken 3.0-3.7

Sekání trávy 1,0-7,5

Oblékání a svlékání……….2.3-4.0,

Se zaměřením na výkon a energetický výdej byly v cyklických sportech stanoveny relativní výkonové zóny

Srovnání nárůstu nákladů na energii se zvýšením náročnosti práce ukazuje, že množství vynaložené energie mínus bazální metabolismus je vždy větší než „užitečná“ mechanická práce, kterou člověk vykonává. Důvod tohoto rozporu spočívá především v tom, že při přeměně chemické energie živin na práci se značná část energie ztrácí ve formě tepla, aniž by se přeměnila na mechanickou energii. Část energie se vynakládá na udržování statických napětí, která jsou pouze částečně zohledněna při výpočtu mechanické práce vykonané osobou. Každý lidský pohyb vyžaduje statické i dynamické namáhání a poměr obou at různá díla odlišný. Zvedání břemene z výšky 1 m do výšky 1,5 m s narovnaným tělem tedy vyžaduje méně energie než zvedání stejného nákladu z výšky 0,5 m do výšky 1 m při nakloněné poloze těla, neboť udržení druhého v nakloněném stavu vyžaduje výraznější statické napětí zádových svalů.

Určitá část energie vzniklé během chemické reakce, se vynakládá na překonání odporu proti pohybu z antagonistických svalů natažených při pohybu a elastických tkání v kloubech, na překonání viskózního odporu svalové deformace a na překonání setrvačnosti pohyblivých částí těla se změnami směru pohybu. Poměr množství mechanické práce vykonané osobou, vyjádřený v kaloriích, k množství vynaložené energie, také v kaloriích, se nazývá energetická účinnost.

Hodnota účinnosti závisí na způsobu práce, jejím tempu a stavu kondice a únavy člověka. Někdy se pro hodnocení kvality pracovních metod používá hodnota faktoru účinnosti. Takže při studiu pohybů kovových pilin bylo zjištěno, že na každý kilogram-silometr práce je vynaloženo 0,023 kcal, což odpovídá faktoru účinnosti 1/ = 10,2
Tato relativně nízká účinnost je způsobena značnou statickou prací při pilování, která vyžaduje napětí ve svalech trupu a nohou pro udržení pracovní polohy. U jiných typů práce může být účinnost větší nebo menší než hodnota zjištěná pro kovové piliny. Níže jsou uvedeny hodnoty účinnosti pro některé úlohy:
Vzpírání ........................8.4
Práce se spisem ................................... 10.2
Vertikální chod páky (tlačení) 14.0
Otočení rukojeti .................20.0
Jízda na kole ......................30,0
Nejvyšší hodnota, které může účinnost lidského těla dosáhnout, je 30 %. Této hodnoty je dosaženo při provádění dobře zvládnuté, známé práce za účasti svalů nohou a trupu.

Hodnota efektivity práce v některých případech umožňuje vytvořit racionálnější podmínky pro výkon fyzické práce, zejména určit optimální rychlost (rychlost), zatížení, produktivitu práce. Z větší části je hodnota energetického výdeje na jednotku produkce nejmenší a převrácená hodnota faktoru účinnosti je největší při středních stupních rychlosti a zatížení uprostřed doby práce, pokud pokračuje v únavě.

Změna efektivnosti v jednotlivých případech, zejména při srovnávání homogenních prací, které se liší pouze způsobem provedení, může sloužit jako jedno z kritérií pro posouzení racionality některých specifických aspektů práce. Toto kritérium však pro pracujícího člověka nemá v žádném případě takový určující a univerzální význam, jaký má při hodnocení provozu stroje. Zatímco u parního stroje je hlavním užitečným účinkem přeměn energie pouze vnější mechanická práce a zbytek energie vytěžené z paliva je právem považován za zbytečně ztracený, část spotřebované energie, která jde nikoli na vnější mechanickou práci, ale do zvýšení energie je užitečné i pro lidský organismus.buněčná vitální činnost při práci a obnovení dočasně klesající účinnosti.

Přesnějším a univerzálnějším kritériem pro fyziologické posouzení racionality konkrétních pracovních metod a jednotlivých pohybů je doba udržení vysoké úrovně výkonnosti, která se projevuje ve zvýšení produktivity práce a v takovém přizpůsobení fyziologických funkcí, které vede k dalšímu rozvoji fyzických a duchovních schopností člověka.

Je známo, že čím více svalové práce, tím více se zvyšuje spotřeba energie. V laboratorních podmínkách byla při experimentech s prací na cyklistickém ergometru s přesně definovaným množstvím svalové práce a přesně změřeným odporem při šlapání zjištěna přímá (lineární) závislost spotřeby energie na výkonu práce, zaznamenaná v kilogramech nebo wattech. založeno. Zároveň bylo zjištěno, že ne veškerá energie vynaložená člověkem při provádění mechanické práce je využita přímo na tuto práci, protože většina energie se ztrácí ve formě tepla. Je známo, že poměr energie užitečně vynaložené na práci ke veškeré vynaložené energii se nazývá koeficient výkonu (COP).

Předpokládá se, že nejvyšší účinnost člověka s jeho obvyklou prací nepřesahuje 0,30-0,35. V důsledku toho při nejhospodárnější spotřebě energie v procesu práce jsou celkové energetické náklady těla nejméně třikrát vyšší než náklady na výkon práce. Častěji je účinnost 0,20–0,25, protože netrénovaný člověk vydá na stejnou práci více energie než trénovaný. Experimentálně tedy bylo zjištěno, že při stejné rychlosti pohybu může rozdíl ve spotřebě energie mezi trénovaným sportovcem a začátečníkem dosáhnout 25–30 %.

Se zaměřením na výkon a spotřebu energie byly stanoveny čtyři zóny relativního výkonu v cyklických sportech. Jedná se o zóny maximálního, submaximálního, vysokého a středního výkonu. Tyto zóny zahrnují rozdělení mnoha různých vzdáleností do čtyř skupin: krátké, střední, dlouhé a extra dlouhé.

Co je podstatou rozdělení tělesných cvičení do zón relativní síly a jak toto seskupení vzdáleností souvisí se spotřebou energie při fyzické námaze různé intenzity?

Za prvé, síla práce přímo závisí na její intenzitě. Za druhé, uvolňování a spotřeba energie na překonání vzdáleností obsažených v různých výkonových zónách má výrazně odlišné fyziologické vlastnosti.

ZónamaximumNapájení. V jeho mezích lze vykonávat práci, která vyžaduje extrémně rychlé pohyby. Žádná jiná práce neuvolňuje tolik energie. Potřeba kyslíku za jednotku času je největší, spotřeba kyslíku tělem je zanedbatelná. Práce svalů je vykonávána téměř výhradně díky anoxickému (anaerobnímu) odbourávání látek. Téměř celá potřeba kyslíku těla je uspokojena po práci, to znamená, že potřeba během práce se téměř rovná kyslíkovému dluhu. Dýchání je nevýznamné: během těch 10–20 s, během kterých je práce vykonávána, sportovec buď nedýchá, nebo se několikrát krátce nadechne. Po dojezdu je ale jeho dech na dlouhou dobu zintenzivněn: v tuto dobu je kyslíkový dluh splacen. Kvůli krátké době trvání práce se krevní oběh nestihne zvýšit, zatímco srdeční frekvence se ke konci práce výrazně zvýší. Minutový objem krve se však příliš nezvětšuje, protože systolický objem srdce nestihne růst.

Zóna submaximální Napájení. Ve svalech probíhají nejen anaerobní procesy, ale také procesy aerobní oxidace, jejíž podíl se ke konci práce zvyšuje postupným zvyšováním krevního oběhu. Intenzita dýchání se také neustále zvyšuje až do samotného konce práce. Procesy aerobní oxidace se sice při práci zvyšují, ale stále zaostávají za procesy bezkyslíkatého rozkladu. Kyslíkový dluh neustále narůstá. Kyslíkový dluh na konci práce je větší než při maximálním výkonu. V krvi dochází k velkým chemickým posunům.

Ke konci práce v pásmu submaximální síly se prudce zvyšuje dýchání a krevní oběh, dochází k velkému kyslíkovému dluhu a výrazným posunům v acidobazické a vodně-solné rovnováze krve. Je možné zvýšit teplotu krve o 1-2 stupně, což může ovlivnit stav nervových center.

Zóna velký Napájení. Intenzita dýchání a krevní oběh má čas narůst již v prvních minutách práce na velmi vysoké hodnoty, které zůstávají až do konce práce. Možnosti aerobní oxidace jsou vyšší, ale stále zaostávají za anaerobními procesy. Relativně vysoká spotřeba kyslíku poněkud zaostává za potřebou těla kyslík, takže stále dochází k hromadění kyslíkového dluhu. Na konci práce je to významné. Významné jsou také změny v chemii krve a moči.

ZónamírnýNapájení. To už jsou dlouhé vzdálenosti. Práce středního výkonu je charakterizována stabilním stavem, který je spojen se zvýšením dýchání a krevního oběhu úměrně intenzitě práce a nepřítomnosti akumulace anaerobních produktů rozpadu. Při mnohahodinové práci dochází k výrazné celkové spotřebě energie, která snižuje sacharidové zásoby těla.

Takže v důsledku opakovaného zatížení určité síly během tréninků se tělo přizpůsobuje odpovídající práci díky zlepšení fyziologických a biochemických procesů, funkcím fungování tělesných systémů. Při výkonu práce určité síly se zvyšuje výkonnost, zvyšuje se kondice, rostou sportovní výsledky.

Motorová jednotka - komplex, který zahrnuje jeden motorický neuron a jím inervovaná svalová vlákna v daném svalu.

svalová síla vyznačující se velikostí maximálního napětí, které je schopen vyvinout při excitaci. Maximální napětí, které může sval vyvinout, závisí na počtu a tloušťce vláken, která tvoří jeho složení. Sport vede ke ztluštění vláken (pracovní hypertrofie), ke zvýšení svalové síly.

Absolutní svalová síla- to je síla na 1 cm 2 průřezu svalových vláken.

Celková spotřeba energie (E) - součet spotřeby na mechanickou práci (W) a výrobu tepla (H)

Poměr množství vykonané práce (v kaloriích) k celkovému energetickému výdeji charakterizuje mechanickou účinnost práce, tzv. koeficient výkonnosti (COP) svalu

.

Účinnost lidského svalu může dosáhnout 25 % a do značné míry závisí na rychlosti jeho kontrakce. Největší vnější práce a nejvyšší účinnost je pozorována při středních otáčkách.. Pokles produktivity práce se zvýšením rychlosti svalové kontrakce je spojen se zvýšením vnitřního tření.

Pokud je kontrakce příliš pomalá, účinnost klesá díky tomu, že část energie jde na udržení zkrácení svalu.

Svalová práce a síla. Metoda pro výpočet množství práce vykonané svalem. Pravidlo průměrného zatížení.

Vzhledem k tomu, že hlavním úkolem kosterního svalstva je vykonávat svalovou práci, v experimentální a klinické fyziologii se hodnotí množství práce, kterou sval vykonává a síla jím vyvinutá při práci.

Podle fyzikálních zákonů je práce energie vynaložená na pohyb tělesa určitou silou na určitou vzdálenost: A \u003d P * h. Pokud se svalová kontrakce provádí bez zátěže (v izotonickém režimu), pak je mechanická práce nulová. Pokud při maximální zátěži nedochází ke zkrácení svalu (izometrický režim), pak je práce také rovna nule. V tomto případě je chemická energie zcela přeměněna na tepelnou energii.

Zákon průměrných zátěží – sval může vykonat maximální práci se zátěží střední velikosti.

Při kontrakci kosterního svalstva v přirozených podmínkách, hlavně v režimu izometrické kontrakce, například s pevným držením těla, se mluví o statické práci, při pohybech - o dynamické práci.

Svalová (fyzická) únava, její fyziologické mechanismy (pro izolovaný sval i v celém organismu). Hodnota děl I.M. Sechenov. Adaptačně-trofická role sympatického nervového systému.

V důsledku déletrvající aktivity klesá výkonnost kosterního svalstva. Tento jev se nazývá únava. Zároveň se snižuje síla kontrakcí, zvyšuje se latentní doba kontrakce a doba relaxace.

Statický režim je zdlouhavější než dynamický režim. Únava izolovaného kosterního svalu je způsobena především tím, že v procesu výkonu práce v svalových vláken hromadí se produkty oxidačních procesů - kyselina mléčná a pyrohroznová, které snižují možnost vzniku PD. Navíc jsou narušeny procesy resyntézy ATP a kreatinfosfátu, které jsou nezbytné pro energetické zásobení svalové kontrakce. V přirozených podmínkách je svalová únava při statické práci dána především nedostatečným regionálním prokrvením. Pokud je kontrakční síla v izometrickém režimu větší než 15 % maximální možné, pak nastává kyslíkové „hladovění“ a svalová únava se progresivně zvyšuje.