Az ember legnagyobb hatékonysága nem haladja meg. Energiafelhasználás különböző intenzitású fizikai tevékenység során. Hallás, szaglás, tapintás

Az izommunka energetikai és vegetatív ellátása

Az izomtevékenység során fellépő energiafelhasználás teljes mértékben figyelembe vehető és mérhető. Az energiaköltségek a terhelés intenzitásától és térfogatától függenek. A teljes energiaköltség a szervezet létfontosságú tevékenységének fenntartásához nélkülözhetetlen energiaköltségekből tevődik össze; energiaköltségek a munkát végző vázizmok összehúzódásának biztosítására; további energiaköltségek a szív- és érrendszeri, légzőrendszeri és egyéb rendszerek fokozott munkájához az izomtevékenység során; állandó energiaköltségek a testtartás fenntartásához; növekvő energiaköltségek a test belső környezetének normalizálásához, amely az izomterhelés hatására változik.

Csak néhány esetben lehetséges az energiaköltségek ezen összetevőinek számszerűsítése. Az izommunka során az összes fiziológiai rendszer aktivitásában bekövetkező változások fő értelme az energiaköltségek szükséges szintjének biztosítása a felsorolt ​​összetevők mindegyikében.

vegetatív rendszerek. A szervezet azon fiziológiai rendszereit, amelyek nyugalmi és izomtevékenység közben biztosítják normális működését, vegetatívnak nevezzük. Ide tartozik a légzés, a keringés, az emésztés, a kiválasztás stb. Az izommunka során az összes vegetatív rendszer aktivitása úgy változik, hogy a legjobb feltételeket teremtsék a dolgozó izmok energiával való ellátásához, valamint minimalizálják a szervezet belső környezetében az intenzív anyagcsere-folyamatok következtében fellépő negatív változásokat. az izmokban. A vegetatív rendszerek tevékenységének a szervezet szükségleteinek való megfelelését az ideg- és humorális szabályozás biztosítja.

Munka intenzitása, W

Rizs. 39. Életkori és nemi különbségek a pulzusszám terhelési szinttől való függésében

Az autonóm rendszerek reakciója a terhelésre. Ha az izmok terhelése fokozatosan növekszik, pl. nő a külső mechanikai munka ereje, majd ennek megfelelően nő az oxigénfogyasztás, a véráramlás sebessége, a tüdő szellőzése stb. A szervezet autonóm rendszereinek aktivitásának legtöbb mutatója lineárisan függ a terhelési teljesítménytől, azaz a teljesítmény bizonyos értékkel történő növekedése megfelelő, mindig azonos növekedéshez vezet az olyan mutatókban, mint például az oxigénfogyasztás, pulzusszám stb. (39. ábra) . Ez azonban csak akkor igaz, ha az ilyen méréseket állandósult üzemben, azaz legalább 2-3 perccel a terhelés megkezdése vagy annak következő növelése után végezzük. Ez a 2-3 perc szükséges ahhoz, hogy a szervezet a vázizmok energiatartalékának megfelelően szabályozza a vegetatív funkciók aktivitási szintjét.

A terhelés nagysága és a szervezet élettani rendszereinek teljesítménye közötti lineáris kapcsolat lehetővé teszi a terhelés intenzitásának a pulzusszám vagy az oxigénfogyasztás értékével történő értékelését, amikor a munkateljesítményt szigorúan mérik. lehetetlen. És fordítva, a terhelés nagyságának ismeretében megjósolható egy adott fiziológiai rendszer aktivitási szintje. Ez különösen a „fizikai teljesítmény 170 ütés/perc impulzus mellett” mérési módszerén alapul (rövidítve - FR 170 vagy PWC 170 - az angol "physical", "work" szavak első betűi szerint. , „képesség”). Ez a technika a következő: az alany felváltva hajt végre két különböző terhelésű feladatot, és mindkét alkalommal pulzusszámát steady-state állapotban mérik, pl. legkorábban 3 perccel a munka megkezdése után. A kapott értékeket a grafikonon pontokkal jelöljük, majd egy egyenes vonalat húzunk át rajtuk, és megtaláljuk az egyenessel való metszéspontját, amely tükrözi a 170 ütés / perc pulzusszám szintjét. Ha a merőlegest a metszésponttól az abszcissza tengelyig leengedjük a rá alkalmazott terhelési teljesítményértékekkel (40. ábra), megkapjuk az eredményt, teljesítményegységben kifejezve. Ez lesz a PWC I 70 értéke. Grafikus helyett használhatja a PWC I 70 kiszámításának módszerét egy egyenes egyenletén alapuló képlet segítségével. Az Egészségügyi Világszervezet ajánlásai szerint a PWC I 70 tesztet vagy annak analógját (PWC I 50, PWC I 30 stb.) minden olyan esetben elvégzik, amikor szükséges egy személy fizikai állapotának meghatározása és jellemzése. testi egészségét.

Rizs. 40. A PWC I 70 grafikus definíciójának diagramja

f 0 - impulzus az első terhelésnél; f n - impulzus a második terhelésnél; O u N- az első és a második terhelés teljesítménye. A nyilak a PVC I 70 értékét jelzik a teljesítményskálán

Iskolás korú gyermekek és serdülők esetében a PWC170 meghatározása némileg egyszerűsíthető, mivel két terhelés helyett csak egyet lehet beállítani, de feltétlenül szükséges, hogy a pulzusszám elérje a 140 ütés / perc vagy annál nagyobb értéket. Ekkor a grafikon második pontja jelölheti a nyugalmi impulzus értékét. 6 évesnél fiatalabb óvodás gyermekeknél a PWC I 70 érték pontos mérése lehetetlen, mivel nem tudják fenntartani autonóm funkcióik stabil aktivitási állapotát.

PWC I 70 mérése - egyszerű és hatékony módszer a test funkcionális képességeinek felmérése közepes és nagy teljesítményű zónákban végzett munka során, ahol a test fő tevékenységét végzik. Bár ebben a tesztben a mért érték a pulzusszám, a szervezet oxigénszállító rendszerének összes összetevőjét komplexen értékelik. A normától való eltérések bármelyik legfontosabb rendszerben - vérkeringés, légzés, motoros apparátus - azonnal megjelennek a lényegesen alacsonyabb PWC I 70 értékekben. Éppen ellenkezőleg, szinte minden fajta fitnesz a PWC I 70 jelentős növekedéséhez vezet.

Nemlineáris függőségek. A szervezet autonóm rendszereinek aktivitását jelző mutatóinak lineáris függése a teljesítménytől csak a terhelések tartományában megy végbe, ahol az energiaellátás közvetlenül összefügg a dolgozó izmok oxigénellátásával, azaz. az "aerob" tartományban (mérsékelt és nagy teljesítményű zónák). Ha az adott terhelés a szubmaximális vagy maximális teljesítmény zónájában van, akkor nincs lineáris kapcsolat a fiziológiai funkciók teljesítése és a terhelés mértéke között (41. ábra). A legtöbb esetben a vegetatív rendszerek teljesítménymutatói a terhelési teljesítmény növekedésével egy bizonyos határig nőnek, majd növekedésük megáll, és ha a teljesítmény tovább nő, akkor ezek a mutatók akár csökkenhetnek is. A vegetatív funkciónak ezt az aktivitási szintjét, amely aerob körülmények között a legintenzívebb munkával érhető el, maximumnak nevezzük. Ha a funkció elérte a maximális szintet, akkor a terhelési teljesítmény további növelése csak a mutató csökkenéséhez vezethet.

Rizs. 41. Példák az energia-anyagcsere paramétereinek az izommunka erejétől való nemlineáris függésére

L a a laktát koncentrációja a vérben; Q o 2 - oxigénfogyasztás mértéke

A vegetatív funkciók aktivitásának néhány mutatója vivo az izomaktivitás nem érheti el a maximális szintet. Így a tüdő maximális szellőztetése csak a leggyakoribb és legmélyebb akaratlagos légzéssel lehetséges. Más funkciók, mint például a pulzusszám, a térfogati véráramlás és az oxigénfogyasztás, csak izomtevékenység mellett érhetik el a maximumot. A pulzusszám és az oxigénfogyasztás maximális szintje általában azonos terhelés mellett érhető el. Egy ilyen terhelés teljesítményét, amelynél a pulzusszám és az oxigénfogyasztás eléri a maximális szintet, kritikusnak nevezzük. A kritikus teljesítményterhelés nagyon munkaigényes, és nem tarthat sokáig (általában legfeljebb 3-5 perc).

Aerob teljesítmény és aerob tartomány. A maximális oxigénfogyasztás (MOC) értéke az egyik fő mutató az izomtevékenység fiziológiájában. A MIC érték fiziológiai jelentése az, hogy az összes oxigénszállítási mechanizmus teljes kapacitását tükrözi, a tüdőben történő gázszállítástól a vázizomrostok mitokondriumaiban történő elektronszállításig. Ugyanakkor, mivel az oxigénfelvétel mértéke arányos az emiatt elvégezhető munka erejével, az IPC értékét a szervezet "aerob termelékenységének" is nevezik.

A nyugalmi állapottól a kritikus teljesítményig terjedő terhelések tartományát, amelynél a MIC eléri, "aerob tartománynak" nevezik. Bár az aerob tartományban végzett testmozgás során a szervezet energiaszükségletének nagy részét valóban az oxigén felhasználása fedezi, az izommunka energiaellátásában az anoxikus (anaerob) források is szükségszerűen részt vesznek, legalábbis az edzésidőszakban.

A homeosztázis fenntartása izommozgás közben. Az izommunka során fellépő belső környezeti változások megkövetelik a homeosztázis mechanizmusainak feszültségét. Mivel terhelés alatt sokszor felgyorsulnak az anyagcsere folyamatok, ugyanannyiszor több különböző termék képződik a szervezetből eltávolítandó anyagból, valamint anyagcserevíz. Ugyanakkor a testhőmérséklet meredeken emelkedik, mivel a sejtekben felszabaduló összes energia, amely nem alakul át mechanikai munkává, hővé alakul, és ez a hő felmelegíti a testet. Figyelembe véve, hogy az MPC üzemmódban az ember körülbelül 1200-1500 W energiát termel, és ennek csak az 1/5-e valósul meg mechanikai munka formájában, elképzelhető, hogy a test milyen gyorsan melegszik fel, ha a hőszabályozó rendszerek nem működnének. .

A fizikai munka fiziológiai "költsége". Az ember által végzett fizikai munka semmiképpen sem azonos az ergometrikus módszerekkel értékelt mechanikai munkával. Sem a külső mechanikai munka intenzitása, sem mennyisége, amelyet az ember önmagában tud végezni, nem mond semmit arról a fiziológiai "árról", amelyet a test fizet a fizikai aktivitás során. A terhelés „fiziológiai költsége” alatt azt a többletmunkát értjük, amelyet a testrendszerek kénytelenek ellátni (beleértve a felépülési időszakot is), hogy kompenzálják a homeosztázis fenntartásának költségeit. Kiértékeléséhez használhatja a szívaktivitás és az oxigénfogyasztás néhány mutatóját, amelyeket a munka során és a helyreállítási időszakban rögzítettek.

Az izomtevékenység energia kialakulásának életkori szakaszai. A gyermek életének első éve az izomműködés rohamos fejlődésének időszaka, és természetesen energia- és autonóm ellátása. Ez a szakasz 3 éves korig tart, utána az izomzat átalakulása gátolt, és a következő szakasz egy félmagas ugrással kezdődik körülbelül 5 éves korban. A legfontosabb esemény itt a felnőtt változathoz már közel álló izomrosttípusok megjelenése, bár arányuk még „gyerekes”, és a vegetatív rendszerek funkcionalitása még mindig nem elég nagy. NÁL NÉL iskolás korú a gyermek számos szakaszon megy keresztül, amelyek közül csak az utolsóban éri el a vázizmok szabályozásának, funkcionalitásának és energiájának „felnőtt” szintjét:

1. szakasz - 7-9 éves kor - az energiaellátás összes mechanizmusának fokozatos fejlődésének időszaka az aerob rendszerek előnyével;

2. szakasz - 9-10 éves kor - az aerob képességek "virágzásának" időszaka, az anaerob mechanizmusok szerepe kicsi;

3. szakasz - 10 és 12-13 év közötti időszak - az aerob kapacitás nem növekszik, az anaerob kapacitás mérsékelt növekedése, a foszfagén és anaerob-glikolitikus mechanizmusok fejlődése szinkronban halad;

4. szakasz - 13-14 éves kor - az aerob kapacitás jelentős növekedése, az energiaellátás anaerob-glikolitikus mechanizmusának fejlődésének gátlása; a foszfagén mechanizmus a testtömeg növekedésével arányosan fejlődik;

5. szakasz - 14-15 éves kor - az aerob kapacitás növekedésének megszűnése, az anaerob-glikolitikus folyamat kapacitásának éles növekedése, a foszfagén mechanizmus fejlődése, még mindig arányos a testtömeg növekedésével;

6. szakasz - 15 és 17 év közötti időszak - az aerob képességek a testtömeggel arányosan nőnek, az anaerob-glikolitikus képességek továbbra is gyorsan nőnek, a foszfagén energiatermelési mechanizmusok fejlődése jelentősen felgyorsul, az energiaellátás végleges szerkezetének kialakulása az izomtevékenység befejeződött.

Az energia- és vegetatív rendszerek érési folyamatait nagymértékben befolyásolják pubertás, hiszen a nemi hormonok közvetlenül befolyásolják a vázizmok anyagcsere-képességeit. Az aerob energiaellátás, amely még a pubertás beállta előtt eléri a csúcspontját, első szakaszában még valamelyest romlik, de 14 éves korig az aerob energiaellátó rendszerek lehetőségeinek újabb növekedése figyelhető meg. Ez elsősorban az izmok belső szükségleteinek köszönhető, amelyek erőteljes oxidatív rendszert igényelnek a differenciálódás utolsó szakaszában. Az anaerob energiaellátás élesen aktiválódik már a kezdeti szakaszaiban pubertás, majd (III. stádium) javulásának üteme lelassul, és a pubertás IV. szakaszának elérése után (fiúknál 15-16 év, lányoknál 13-14 év) az anaerob képességek rohamos növekedése tapasztalható, különösen fiúknál. . A lányok ebben az időszakban már nagyon különböznek a fiúktól az izomenergia jellegét és fejlettségi szintjét tekintve.

oldal
4

ellenállással szemben stresszes helyzetek képzési és versenytevékenységek;

a motoros cselekvések kinesztetikus és vizuális észlelése és környezet;

a mozgások mentális szabályozásának képessége, biztosítva a hatékony izomkoordinációt;

az információ észlelésének, rendszerezésének és feldolgozásának képessége időnyomás alatt;

az agyi struktúrákban előrejelző reakciók, a valós cselekvést megelőző programok kialakításának képessége.

A fizikai aktivitás intenzitása

Hatás gyakorlat egy személyre a testének terhelése társul, ami a funkcionális rendszerek aktív reakcióját okozza. E rendszerek terhelés alatti feszültségének meghatározásához intenzitásmutatókat használnak, amelyek jellemzik a test reakcióját az elvégzett munkára. Számos ilyen mutató létezik: a motoros reakcióidő változása, a légzésszám, az oxigénfogyasztás perctérfogata stb. Eközben a terhelés intenzitásának legkényelmesebb és leginformatívabb mutatója, különösen a ciklikus sportoknál, a pulzusszám (HR). Egyedi zónák a terhelések intenzitását a pulzusszámra összpontosítva határozzuk meg. A fiziológusok a terhelések négy intenzitási zónáját határozzák meg a pulzusszám szerint: O, I, II, III. ábrán. Az 5.12 a terhelések intenzitási zónáit mutatja egyenletes izommunkával.

A terhelések zónákra való felosztása nemcsak a pulzusszám változásán alapul, hanem a különböző intenzitású terhelések során a fiziológiai és biokémiai folyamatok eltérésén is.

A nulla zónát az energiaátalakítások aerob folyamata jellemzi, akár 130 ütés/perc pulzusszámmal a diákok számára. Ilyen intenzitású terhelés mellett nincs oxigéntartozás, így az edzéshatás csak a rosszul edzett gyakornokoknál érhető el. A nullazóna használható bemelegítésre, a szervezet felkészítésére nagyobb intenzitású terhelésre, regenerálódásra (ismételt vagy intervallum edzésmódszerekkel), ill. aktív pihenés. Nem ebben, hanem az első zónában jelentkezik az oxigénfelhasználás jelentős növekedése, és ennek következtében a testre gyakorolt ​​megfelelő edzési hatás, ami jellemző a kezdők állóképességének fejlesztésére.

A terhelési intenzitás első edzési zónája (130-150 ütés/perc) leginkább a kezdő sportolókra jellemző, hiszen náluk szívből indul ki az eredmények és az oxigénfogyasztás növekedése (metabolizmusának aerob folyamatával a szervezetben). 130 ütem/perc. Ebben a tekintetben ezt a mérföldkövet a felkészültség küszöbének nevezik.

Az általános állóképesség fejlesztése során az edzett sportolót a terhelési intenzitás második zónájába való természetes „belépés” jellemzi. A második edzési zónában (150-180 ütés / perc) az izomtevékenység energiaellátásának anaerob mechanizmusai aktiválódnak. Úgy gondolják, hogy a 150 ütés / perc az anaerob anyagcsere (ANOR) küszöbe. A gyengén edzett és az alacsony sportformájú sportolóknál azonban az ANOP 130-140 ütés/perc pulzusszám mellett is előfordulhat, míg a jól edzett sportolókban az ANOT a 160-165-ös határra "visszaléphet". ütés/perc.

A harmadik edzési zónában (több mint 180 ütés/perc) az anaerob energiaellátási mechanizmusok javulnak a jelentős oxigéntartozás hátterében. Itt a pulzusszám megszűnik a terhelési adagolás informatív mutatója lenni, de a vér biokémiai reakcióinak és összetételének mutatói, különösen a tejsav mennyisége, elhíznak. A szívizom nyugalmi ideje több mint 180 ütés / perc összehúzódással csökken, ami összehúzódási erejének csökkenéséhez vezet (nyugalomban 0,25 s - összehúzódás, 0,75 s - pihenés; 180 ütés / percnél - 0,22 s - összehúzódás, 0,08 s - pihenés), az oxigénadósság meredeken növekszik.

A szervezet az ismételt edzésmunka során alkalmazkodik a nagy intenzitású munkához. De a legtöbb nagy értékek a maximális oxigéntartozás csak versenykörülmények között érhető el. Ezért az edzési terhelések magas intenzitásának elérése érdekében verseny jellegű intenzív helyzetek módszereit alkalmazzák.

Energiafogyasztás a fizikai aktivitás során

Minél több izommunka, annál nagyobb az energiafogyasztás. A munkára hasznosan elköltött energia és a teljes elhasznált energia arányát teljesítmény együtthatónak (COP) nevezzük. Úgy gondolják, hogy a szokásos munkavégzés során a személy legmagasabb hatékonysága nem haladja meg a 0,30-0,35 értéket. Következésképpen a munkafolyamat során a leggazdaságosabb energiafogyasztás mellett a test teljes energiaköltsége legalább 3-szor magasabb, mint a munkavégzés költségei. Gyakrabban 0,20-0,25 a hatásfok, mivel egy képzetlen ember több energiát költ ugyanarra a munkára, mint egy képzett. Tehát kísérletileg megállapították, hogy azonos mozgási sebesség mellett az edzett sportoló és a kezdő energiafogyasztási különbsége elérheti a 25-30%-ot.

Az energiafogyasztás (kcal-ban) általános elképzelését a különböző távolságok megtétele során a következő számok adják, amelyeket a híres sportfiziológus, B.C. Farfel.

Atlétikafutás, m Úszás, m

100 – 18 100 – 50

200 – 25 200 – 80

400 – 40 400 – 150

800 – 60 Sífutás, km

1500 – 100 10 – 550

3000 – 210 30 – 1800

5000 – 310 50 – 3600

10000 – 590 Kerékpárversenyek, km

42195 – 2300 1 – 55

Korcsolya, 10-300 m

500 – 35 20 – 500

1500 – 65 50 – 1100

5000 – 200 100 – 2300

G.V. Barchukova és S.D. Shprakh hasonlítsa össze a sport és a háztartási légzési tevékenység különféle megnyilvánulásainak energiaköltségét (kcal / percben számolva).

Motoros aktivitás kcal/perc

Síelés 10,0-20,0

Terepfutás 10.6

Futball. 8.8

Tenisz 7,2-10,0

Asztalitenisz 6,6-10,0

Úszás (mellúszás). . 5,0-11,0

Röplabda. 4,5-10,0

Gimnasztika. 2,5-6,5

Modern táncok 4,7-6,6

Autót vezet. 3,4-10,0

Ablakmosás 3.0-3.7

Fűnyírás 1,0-7,5

Öltözködés és vetkőzés……….2.3-4.0,

Az energia- és energiafelhasználásra összpontosítva relatív erőzónákat alakítottak ki a ciklikus sportokban

Az energiaköltségek növekedésének és a munka súlyosságának növekedésének összehasonlítása azt mutatja, hogy az elhasznált energia mennyisége mínusz az alapanyagcsere mindig nagyobb, mint az ember által végzett „hasznos” mechanikai munka. Ennek az eltérésnek az oka elsősorban abban rejlik, hogy amikor a tápanyagok kémiai energiája munkává alakul, az energia jelentős része hő formájában vész el anélkül, hogy mechanikai energiává alakulna át. Az energia egy részét a statikus feszültségek fenntartására fordítják, amelyeket csak részben vesznek figyelembe az ember által végzett mechanikai munka kiszámításakor. Minden emberi mozgáshoz statikus és dinamikus feszültségek is szükségesek, és mindkettő aránya at különféle művek különböző. Így egy teher 1 m magasságból 1,5 m magasságba emelése kiegyenesített testtel kevesebb energiát igényel, mint ugyanazt a terhet 0,5 m magasságból 1 m magasságba emelni ferde testhelyzettel, hiszen ez utóbbi ferde állapotban tartása a hátizmok jelentősebb statikus feszültségét igényli.

során keletkező energia egy bizonyos része kémiai reakciók, a mozgás során megfeszített antagonista izmok és az ízületi rugalmas szövetek mozgással szembeni ellenállásának leküzdésére, az izomdeformáció viszkózus ellenállásának leküzdésére, valamint a mozgó testrészek tehetetlenségének leküzdésére fordítják a mozgás irányának változtatásával. . Az ember által végzett mechanikai munka mennyiségének kalóriában kifejezett arányát az elhasznált, szintén kalóriában kifejezett energiamennyiséghez, energiahatékonyságnak nevezzük.

A hatékonyság értéke a munkavégzés módjától, ütemétől, valamint az ember edzettségi állapotától és fáradtságától függ. Néha a hatékonysági tényező értékét használják a munkamódszerek minőségének értékelésére. Tehát a fémreszelés mozgásának vizsgálatakor azt találtuk, hogy minden kilogramm-erőméternyi munka után 0,023 kcal költenek el, ami 1/ = 10,2 hatékonysági tényezőnek felel meg.
Ez a viszonylag alacsony hatékonyság a reszelés során fellépő jelentős statikus munkának köszönhető, amely a törzs és a lábak izmainak megfeszítését igényli a munkatartás fenntartásához. Más típusú munkáknál a hatásfok nagyobb vagy kisebb lehet, mint a fémreszeléknél talált érték. Az alábbiakban néhány munkához tartozó hatékonysági értékek láthatók:
Súlyemelés ...........................8.4
Fájlmunka ............................ 10.2
Függőleges kar működés (tolás) 14.0
Fogantyú forgatása ..................20.0
Kerékpározás ..................30.0
A legmagasabb érték, amit az emberi szervezet hatékonysága elérhet, a 30%. Ez az érték akkor érhető el, ha jól elsajátított, megszokott munkát végeznek a láb és a törzs izmainak részvételével.

A munka hatékonyságának értéke bizonyos esetekben lehetővé teszi, hogy racionálisabb feltételeket hozzon létre a fizikai munka elvégzéséhez, különösen az optimális sebesség (tempó), terhelés, munkatermelékenység meghatározásához. Az egységnyi teljesítményre jutó energiaráfordítás nagyrészt a legkisebb, a hatékonysági tényező reciproka közepes sebesség- és terhelési fokon a legnagyobb a munkaidő közepén, ha tovább fárad.

A hatékonyság változása egyedi esetekben, különösen a homogén munkavégzés összehasonlításakor, amely csak a végrehajtás módjában különbözik egymástól, a munka egyes specifikus szempontjainak racionalitásának megítélésének egyik kritériuma lehet. Ennek a dolgozó emberre vonatkozó kritériumnak azonban semmiképpen nincs olyan meghatározó és egyetemes jelentősége, mint a gép működésének értékelésében. Míg a gőzgépben az energiaátalakítások fő hasznos hatása csak a külső mechanikai munka, a tüzelőanyagból kinyert energia többi része pedig joggal tekintendő haszontalanul elveszettnek, addig az elfogyasztott energia azon része, amely nem külső mechanikai munkára megy el, hanem az energia növelése az emberi szervezet számára is hasznos.a sejtek élettevékenysége munka közben és az átmenetileg csökkenő hatékonyság helyreállítása.

A konkrét munkamódszerek és egyéni mozgások racionalitásának fiziológiai értékelésének pontosabb és univerzálisabb kritériuma a magas teljesítményszint fenntartásának időtartama, amely a munka termelékenységének növekedésében és az élettani funkciók olyan adaptációjában nyilvánul meg, amely az ember testi-lelki képességeinek továbbfejlesztéséhez.

Köztudott, hogy minél izmosabb a munka, annál nagyobb az energiafogyasztás. Laboratóriumi körülmények között, kerékpár-ergométerrel végzett munkakísérletek során, pontosan meghatározott mennyiségű izommunkával és pontosan mért pedálforgatással szembeni ellenállással, az energiafogyasztás közvetlen (lineáris) függése a munkateljesítménytől, kilogramm méterben vagy wattban rögzítve, jött létre. Ugyanakkor azt találták, hogy az ember által mechanikai munkavégzés során elköltött energiát nem használják fel közvetlenül erre a munkára, mivel az energia nagy része hő formájában elvész. Ismeretes, hogy a munkára hasznosan felhasznált energia és az összes felhasznált energia arányát teljesítmény együtthatónak (COP) nevezik.

Úgy gondolják, hogy a szokásos munkavégzés során az ember legmagasabb hatékonysága nem haladja meg a 0,30–0,35 értéket. Következésképpen a munkafolyamat során a leggazdaságosabb energiafelhasználás mellett a test teljes energiaköltsége legalább háromszorosa a munkavégzés költségeinek. Gyakrabban 0,20-0,25 a hatásfok, mivel egy képzetlen ember több energiát költ ugyanarra a munkára, mint egy képzett. Így kísérletileg megállapították, hogy azonos mozgási sebesség mellett az edzett sportoló és a kezdő energiafelhasználás közötti különbség elérheti a 25-30%-ot.

A teljesítményre és az energiafogyasztásra összpontosítva négy relatív erőzónát hoztak létre a ciklikus sportokban. Ezek maximális, szubmaximális, nagy és közepes teljesítményű zónák. Ezek a zónák számos különböző távolságot négy csoportra osztanak: rövid, közepes, hosszú és extra hosszú.

Mi a lényege a gyakorlatok relatív erejű zónákra való felosztásának, és hogyan függ össze ez a távolságok csoportosítása a különböző intenzitású fizikai terhelések során jelentkező energiafogyasztással?

Először is, a munka ereje közvetlenül függ annak intenzitásától. Másodszor, a különböző erőzónákban szereplő távolságok leküzdése során felszabaduló energiafelhasználás és energiafogyasztás jelentősen eltérő élettani jellemzőkkel bír.

Zónamaximáliserő. Határai között rendkívül gyors mozdulatokat igénylő munkavégzés is elvégezhető. Egyetlen más munka sem szabadít fel ennyi energiát. Az egységnyi időre vetített oxigénigény a legnagyobb, a szervezet oxigénfogyasztása elhanyagolható. Az izmok munkája szinte teljes egészében az anyagok anoxikus (anaerob) lebomlásának köszönhető. A szervezet szinte teljes oxigénigénye munkavégzés után kielégül, vagyis a munka közbeni igény szinte megegyezik az oxigéntartozással. A légzés jelentéktelen: abban a 10-20 másodpercben, amíg a munkavégzés történik, a sportoló vagy nem lélegzik, vagy többször vesz rövid levegőt. Ám a cél után sokáig erősödik a légzése: ekkor fizetik ki az oxigéntartozást. A rövid munkaidő miatt a vérkeringésnek nincs ideje fokozódni, miközben a pulzusszám jelentősen megemelkedik a munka vége felé. A percnyi vértérfogat azonban nem nagyon nő, mert a szív szisztolés térfogatának nincs ideje növekedni.

Zóna szubmaximális erő. Az izmokban nemcsak anaerob folyamatok mennek végbe, hanem az aerob oxidációs folyamatok is, amelyek aránya a munkavégzés vége felé a vérkeringés fokozatos fokozódása miatt növekszik. A légzés intenzitása is folyamatosan növekszik a munka végéig. Az aerob oxidációs folyamatok ugyan megnövekednek a munka során, de még mindig elmaradnak az oxigénmentes bomlási folyamatoktól. Az oxigénadósság folyamatosan fejlődik. Az oxigéntartozás a munka végén nagyobb, mint a maximális teljesítménynél. A vérben nagy kémiai eltolódások vannak.

A szubmaximális erő zónájában végzett munka végére a légzés és a vérkeringés élesen megnövekszik, nagy oxigéntartozás és jelentős eltolódások lépnek fel a vér sav-bázis és víz-só egyensúlyában. Lehetőség van a vér hőmérsékletének 1-2 fokkal történő emelésére, ami befolyásolhatja az idegközpontok állapotát.

Zóna nagy erő. A légzés és a vérkeringés intenzitása már a munka első perceiben nagyon nagy értékekre emelkedik, amelyek a munka végéig megmaradnak. Az aerob oxidáció lehetőségei nagyobbak, de így is elmaradnak az anaerob folyamatoktól. A viszonylag magas szintű oxigénfogyasztás némileg elmarad a szervezet oxigénigényétől, így az oxigénadósság felhalmozódása továbbra is előfordul. A munka végére jelentős. A vér és a vizelet kémiájának változásai szintén jelentősek.

Zónamérsékelterő. Ezek már nagy távolságok. A mérsékelt erejű munkát az állandósult állapot jellemzi, amely a munka intenzitásával arányos légzés és vérkeringés növekedésével és az anaerob bomlástermékek felhalmozódásának hiányával jár. A sokórás munka során jelentős általános energiafelhasználás történik, ami csökkenti a szervezet szénhidrátkészletét.

Tehát az edzések során ismétlődő bizonyos erejű terhelések eredményeként a test alkalmazkodik a megfelelő munkához a fiziológiai és biokémiai folyamatok javulása, a testrendszerek működésének sajátosságai miatt. A hatékonyság növekszik, ha bizonyos teljesítményű munkát végeznek, nő a fitnesz, nőnek a sporteredmények.

motoros egység - komplex, amely egy motoros neuront és az általa beidegzett izomrostokat tartalmaz egy adott izmon belül.

izomerő annak a maximális feszültségnek a nagyságával jellemezve, amelyet gerjesztésekor képes kifejleszteni. Az izom maximális feszültsége az összetételét alkotó rostok számától és vastagságától függ. A sporttevékenység a rostok megvastagodásához (munkahipertrófia), az izomerő növekedéséhez vezet.

Abszolút izomerő- ez az izomrostok keresztmetszetének 1 cm 2 -ére eső erő.

Teljes energiafogyasztás (E) - a mechanikai munka (W) és a hőtermelés (H) fogyasztásának összege

Az elvégzett munka mennyiségének (kalóriában) a teljes energiafelhasználáshoz viszonyított aránya jellemzi a munka mechanikai hatásfokát, az ún. az izom teljesítmény együtthatója (COP).

.

Az emberi izom hatékonysága elérheti a 25%-ot, és nagymértékben függ összehúzódásának sebességétől. A legnagyobb külső munkavégzés és a legnagyobb hatásfok közepes sebességeknél figyelhető meg.. A munka termelékenységének csökkenése az izomösszehúzódás sebességének növekedésével a belső súrlódás növekedésével jár.

Ha az összehúzódás túl lassú, a hatékonyság csökken, mivel az energia egy része az izom megrövidülésének fenntartására megy el.

Izommunka és erő. Módszer az izom által végzett munka mennyiségének kiszámítására. Átlagos terhelés szabálya.

Mivel a vázizmok fő feladata az izommunka elvégzése, ezért a kísérleti és klinikai élettanban az izom által végzett munka mennyiségét és a munka során általa kifejlesztett erőt értékelik.

A fizika törvényei szerint a munka az az energia, amelyet egy test bizonyos erővel egy bizonyos távolságra történő mozgatására fordítanak: A \u003d P * h. Ha az izomösszehúzódás terhelés nélkül történik (izotóniás üzemmódban), akkor a mechanikai munka nulla. Ha maximális terhelés mellett nem rövidül meg az izom (izometrikus mód), akkor a munka is nulla. Ebben az esetben a kémiai energia teljesen átalakul hőenergiává.

Az átlagos terhelések törvénye - az izom maximális munkát végezhet közepes nagyságú terhelésekkel.

A vázizmok természetes körülmények között történő összehúzásakor, főleg izometrikus összehúzódási módban, például rögzített testtartással, statikus munkáról beszélnek, mozdulatok elvégzésekor - dinamikus munkáról.

Izom (fizikai) fáradtság, élettani mechanizmusai (egy izolált izomra és az egész szervezetre). I.M. munkáinak értéke Sechenov. A szimpatikus idegrendszer adaptációs-trofikus szerepe.

A hosszan tartó aktivitás hatására a vázizmok teljesítménye csökken. Ezt a jelenséget fáradtságnak nevezik. Ezzel párhuzamosan csökken az összehúzódások ereje, nő az összehúzódás látens periódusa és a relaxációs időszak.

A statikus mód fárasztóbb, mint a dinamikus mód. Az izolált vázizom fáradtsága elsősorban annak tudható be, hogy a munkavégzés során be izomrostok felhalmozódnak az oxidációs folyamatok termékei - tejsav és piroszőlősav, amelyek csökkentik a PD kialakulásának lehetőségét. Ezenkívül az ATP és a kreatin-foszfát újraszintézisének folyamatai, amelyek az izomösszehúzódás energiaellátásához szükségesek, megszakadnak. Természetes körülmények között a statikus munkavégzés során fellépő izomfáradtságot elsősorban a nem megfelelő regionális véráramlás határozza meg. Ha az izometrikus módban az összehúzódási erő több mint a lehetséges maximális 15%-a, akkor oxigén "éhség" következik be, és az izomfáradtság fokozatosan növekszik.