Najväčšia efektívnosť človeka nepresahuje. Spotreba energie pri fyzickej aktivite rôznej intenzity. Sluch, čuch, dotyk

Energetické a vegetatívne zabezpečenie svalovej práce

Výdaj energie počas svalovej aktivity môže byť celkom plne zohľadnený a meraný. Náklady na energiu závisia od intenzity a objemu záťaže. Celkové náklady na energiu tvoria nevyhnutné náklady na energiu na udržanie vitálnej aktivity organizmu; náklady na energiu na zabezpečenie kontrakcie kostrových svalov, ktoré vykonávajú prácu; dodatočné náklady na energiu na zlepšenie práce kardiovaskulárneho, dýchacieho a iného systému počas svalovej aktivity; neustále náklady na energiu na udržanie polohy; zvyšovanie energetických nákladov na normalizáciu vnútorného prostredia organizmu, ktoré sa mení pod vplyvom svalovej záťaže.

Len v niektorých prípadoch je možné vyčísliť každú z týchto zložiek nákladov na energiu. Hlavným zmyslom zmien v činnosti všetkých fyziologických systémov pri svalovej práci je zabezpečenie požadovanej úrovne energetických nákladov v každej z uvedených zložiek.

vegetatívne systémy. Fyziologické systémy tela, ktoré zabezpečujú jeho normálne fungovanie v podmienkach odpočinku a svalovej aktivity, sa nazývajú vegetatívne. Patria sem dýchanie, obeh, trávenie, vylučovanie atď. Pri svalovej práci sa činnosť všetkých vegetatívnych systémov mení tak, aby sa vytvorili čo najlepšie podmienky pre zásobovanie pracujúcich svalov energiou a aby sa minimalizovali tie negatívne zmeny vo vnútornom prostredí tela, ku ktorým dochádza v dôsledku intenzívnych metabolických procesov. vo svaloch. Súlad aktivity vegetatívnych systémov s potrebami tela je zabezpečený nervovou a humorálnou reguláciou.

Intenzita práce, W

Ryža. 39. Vekové a rodové rozdiely v závislosti srdcovej frekvencie od úrovne záťaže

Reakcia autonómnych systémov na zaťaženie. Ak sa zaťaženie svalov postupne zvyšuje, t.j. zvyšuje sa sila vonkajšej mechanickej práce, potom sa zodpovedajúcim spôsobom zvyšuje spotreba kyslíka, rýchlosť prietoku krvi, ventilácia pľúc atď. Väčšina ukazovateľov aktivity autonómnych systémov tela lineárne závisí od výkonu záťaže, t.j. zvýšenie výkonu o určitú špecifickú hodnotu vedie k zodpovedajúcemu, vždy rovnakému zvýšeniu takých ukazovateľov, ako je napríklad spotreba kyslíka, pulzová frekvencia atď. (obr. 39) . To však platí len vtedy, ak sa takéto merania robia počas prevádzky v ustálenom stave, teda nie skôr ako 2-3 minúty po spustení záťaže alebo jej ďalšom zvýšení. Tieto 2-3 minúty sú potrebné na to, aby telo regulovalo úroveň aktivity vegetatívnych funkcií v súlade s energetickou rezervou kostrových svalov.

Lineárny vzťah medzi veľkosťou záťaže a výkonnosťou fyziologických systémov organizmu umožňuje hodnotiť intenzitu záťaže hodnotou pulzovej frekvencie alebo spotreby kyslíka, keď je prísne meranie sily práce nemožné. A naopak, s vedomím veľkosti zaťaženia je možné predpovedať úroveň aktivity konkrétneho fyziologického systému. Toto je založené najmä na metóde merania „fyzickej výkonnosti pri pulze 170 tepov/min“ (skrátene – FR 170, alebo PWC 170 – podľa prvých písmen anglických slov „physical“, „work“ "schopnosť"). Táto technika je nasledovná: subjekt vykonáva striedavo dve úlohy, ktoré sú odlišné z hľadiska záťaže a oba razy sa mu meria pulzová frekvencia v ustálenom stave, t.j. najskôr 3 minúty po začatí práce. Získané hodnoty sú na grafe označené bodkami a potom sa cez ne nakreslí priamka a nájde sa jej priesečník s priamkou, ktorý odráža úroveň pulzovej frekvencie 170 úderov / min. Po znížení kolmice z priesečníka na vodorovnú os s aplikovanými hodnotami výkonu záťaže (obr. 40) sa získa výsledok vyjadrený v jednotkách výkonu. Bude to hodnota PWC I 70 . Namiesto grafickej môžete použiť metódu výpočtu PWC I 70 pomocou vzorca založeného na rovnici priamky. Podľa odporúčaní Svetovej zdravotníckej organizácie sa test PWC I 70 alebo jeho analóg (PWC I 50, PWC I 30 atď.) vykonáva vo všetkých prípadoch, keď je potrebné určiť fyzický stav osoby a charakterizovať jeho fyzické zdravie.

Ryža. 40. Schéma grafickej definície PWC I 70

f 0 - impulz pri prvom zaťažení; f n - pulz pri druhom zaťažení; O u N- výkon prvej a druhej záťaže. Šípky označujú hodnotu PVC I 70 na stupnici výkonu

Pre deti a dospievajúcich v školskom veku môže byť definícia PWC170 trochu zjednodušená, pretože namiesto dvoch záťaží je povolené nastaviť iba jednu, ale je nevyhnutné, aby pulzová frekvencia dosahovala 140 tepov / min alebo viac. Potom druhý bod na grafe môže označiť hodnotu pokojového pulzu. U predškolských detí mladších ako 6 rokov nie je možné správne zmerať hodnotu PWC I 70, pretože nedokážu udržať stabilný stav aktivity svojich autonómnych funkcií.

Meranie PWC I 70 - jednoduché a efektívna metóda hodnotenie funkčných schopností tela pri práci v zónach stredného a vysokého výkonu, v ktorých sa vykonáva hlavná činnosť tela. Hoci nameranou hodnotou v tomto teste je tepová frekvencia, všetky zložky kyslíko-transportného systému tela sa hodnotia komplexne. Odchýlky od normy v ktoromkoľvek z najdôležitejších systémov – krvný obeh, dýchanie, motorický aparát – sa okamžite prejavia vo výrazne nižších hodnotách PWC I 70. Naopak, takmer akýkoľvek druh kondície vedie k výraznému zvýšeniu PWC I 70 .

Nelineárne závislosti. Lineárna závislosť ukazovateľov činnosti autonómnych systémov tela od výkonu prebieha len v rozsahu záťaží, kde dodávka energie priamo súvisí s dodávkou kyslíka do pracujúcich svalov, t.j. v "aeróbnom" rozsahu (zóny stredného a vysokého výkonu). Ak daná záťaž leží v pásme submaximálneho alebo maximálneho výkonu, tak medzi výkonom fyziologických funkcií a úrovňou záťaže nie je lineárny vzťah (obr. 41). Vo väčšine prípadov ukazovatele výkonu vegetatívnych systémov rastú, keď sa výkon záťaže zvyšuje na určitú hranicu, po ktorej sa ich zvyšovanie zastaví, a ak sa výkon naďalej zvyšuje, môžu sa tieto ukazovatele dokonca znižovať. Táto úroveň aktivity vegetatívnej funkcie, ktorú možno dosiahnuť najintenzívnejšou prácou v aeróbnych podmienkach, sa nazýva maximálna. Ak funkcia dosiahla maximálnu úroveň, ďalšie zvýšenie výkonu záťaže môže viesť iba k zníženiu indikátora.

Ryža. 41. Príklady nelineárnych závislostí parametrov energetického metabolizmu od sily svalovej práce

La je koncentrácia laktátu v krvi; Q o 2 - miera spotreby kyslíka

Niektoré ukazovatele aktivity vegetatívnych funkcií v vivo svalová aktivita nemôže dosiahnuť maximálnu úroveň. Maximálna ventilácia pľúc je teda možná len pri najčastejšom a najhlbšom dobrovoľnom dýchaní. Ostatné funkcie, ako je pulz, objemový prietok krvi a spotreba kyslíka, môžu dosiahnuť maximum len v podmienkach svalovej aktivity. Maximálne úrovne srdcovej frekvencie a spotreby kyslíka sa zvyčajne dosahujú pri rovnakej záťaži. Výkon takéhoto zaťaženia, pri ktorom pulzová frekvencia a spotreba kyslíka dosiahnu maximálnu úroveň, sa nazýva kritický. Kritické výkony sú veľmi pracné a nemôžu trvať dlho (zvyčajne nie viac ako 3-5 minút).

Aeróbny výkon a aeróbny rozsah. Hodnota maximálnej spotreby kyslíka (MOC) je jedným z hlavných ukazovateľov vo fyziológii svalovej činnosti. Fyziologický význam hodnoty MIC spočíva v tom, že odráža celkovú kapacitu všetkých mechanizmov transportu kyslíka, od transportu plynov v pľúcach až po transport elektrónov v mitochondriách vlákien kostrového svalstva. Zároveň, keďže rýchlosť príjmu kyslíka je úmerná sile práce, ktorú možno vďaka tomu vykonať, hodnota IPC sa nazýva aj „aeróbna produktivita“ tela.

Rozsah zaťaženia od pokoja po kritický výkon, pri ktorom sa dosiahne MIC, sa nazýva „aeróbny rozsah“. Aj keď väčšina energetických potrieb organizmu pri cvičení v aeróbnom rozsahu je skutočne pokrytá využitím kyslíka, na energetickom zásobovaní svalovej práce, aspoň v období cvičenia, sa nevyhnutne podieľajú aj anoxické (anaeróbne) zdroje.

Udržiavanie homeostázy počas svalového cvičenia. Zmeny vnútorného prostredia, ku ktorým dochádza pri svalovej práci, si vyžadujú napätie v mechanizmoch homeostázy. Keďže metabolické procesy sa pri záťaži mnohonásobne zrýchľujú, vzniká toľkokrát viac rôznych produktov, ktoré sa majú z tela odvádzať, ako aj metabolická voda. Zároveň prudko stúpa telesná teplota, pretože všetka energia uvoľnená v bunkách a nepremenená na mechanickú prácu sa premení na teplo a toto teplo ohrieva telo. Ak vezmeme do úvahy, že v režime MPC človek vyrobí asi 1200-1500 W energie a len 1/5 z toho sa realizuje vo forme mechanickej práce, možno si predstaviť, ako rýchlo by sa telo zahrialo, keby termoregulačné systémy nefungovali. .

Fyziologické "náklady" fyzickej práce. Fyzická práca, ktorú človek vykonáva, nie je v žiadnom prípade totožná s mechanickou prácou, ktorá sa hodnotí pomocou ergometrických metód. Intenzita ani množstvo vonkajšej mechanickej práce, ktorú človek dokáže sám od seba vykonať, nehovorí nič o fyziologickej „cene“, ktorú telo pri fyzickej aktivite platí. Pod „fyziologickými nákladmi“ na záťaž máme na mysli dodatočnú prácu, ktorú sú telesné systémy nútené vykonávať (aj počas obdobia zotavenia), aby sa kompenzovali náklady na udržanie homeostázy. Na jej vyhodnotenie môžete použiť niektoré ukazovatele srdcovej aktivity a spotreby kyslíka zaznamenané počas práce a počas obdobia zotavenia.

Vekové štádiá tvorby energie svalovej činnosti. Prvý rok života dieťaťa je obdobím prudkého rozvoja svalových funkcií a samozrejme aj ich energetického a vegetatívneho zásobovania. Táto fáza pokračuje až do veku 3 rokov, potom sú transformácie vo svaloch inhibované a ďalšia fáza začína spolu s polovičným skokom približne v 5 rokoch. Najdôležitejšou udalosťou je objavenie sa typov svalových vlákien, ktoré sú už blízke verzii pre dospelých, hoci ich pomer je stále „detský“ a funkčnosť vegetatívnych systémov stále nie je dostatočne veľká. AT školského veku dieťa prechádza niekoľkými fázami, až v poslednej z nich dosiahne „dospelú“ úroveň regulácie, funkčnosti a energie kostrových svalov:

1. etapa - vek od 7 do 9 rokov - obdobie progresívneho rozvoja všetkých mechanizmov zásobovania energiou s výhodou aeróbnych systémov;

2. etapa - vek 9-10 rokov - obdobie "rozkvetu" aeróbnych schopností, úloha anaeróbnych mechanizmov je malá;

3. etapa - obdobie od 10 do 12-13 rokov - nezvyšuje sa aeróbna kapacita, miera sa zvyšuje anaeróbna kapacita, vývoj fosfagénnych a anaeróbno-glykolytických mechanizmov prebieha synchrónne;

4. etapa - vek od 13 do 14 rokov - výrazné zvýšenie aeróbnej kapacity, inhibícia rozvoja anaeróbno-glykolytického mechanizmu zásobovania energiou; fosfagénny mechanizmus sa vyvíja úmerne s nárastom telesnej hmotnosti;

5. etapa - vek 14-15 rokov - zastavenie zvyšovania aeróbnej kapacity, prudké zvýšenie kapacity anaeróbno-glykolytického procesu, rozvoj fosfagénneho mechanizmu, ako predtým, v pomere k zvýšeniu tela hmotnosť;

6. etapa - obdobie od 15 do 17 rokov - aeróbne schopnosti rastú úmerne s telesnou hmotnosťou, ďalej rýchlo rastú anaeróbno-glykolytické schopnosti, výrazne sa urýchľuje rozvoj fosfagénnych mechanizmov tvorby energie, formovanie definitívnej štruktúry zásobovania energiou svalová aktivita je dokončená.

Procesy dozrievania energetických a vegetatívnych systémov sú vo veľkej miere ovplyvnené o puberta, keďže pohlavné hormóny priamo ovplyvňujú metabolické schopnosti kostrových svalov. Aeróbne zásobovanie energiou, ktoré dosahuje svoj vrchol ešte pred nástupom puberty, sa v prvých štádiách dokonca o niečo zhoršuje, ale vo veku 14 rokov je zaznamenaný nový nárast možností aeróbnych systémov zásobovania energiou. Je to spôsobené najmä vnútornými potrebami svalov, ktoré vyžadujú výkonné oxidačné systémy pre posledný stupeň diferenciácie. Prívod anaeróbnej energie sa prudko aktivuje už pri počiatočné štádiá puberta, potom (štádium III) sa tempo jej zlepšovania spomaľuje a po dosiahnutí štádia IV puberty (15-16 rokov u chlapcov, 13-14 rokov u dievčat) dochádza k rýchlemu nárastu anaeróbnych schopností, najmä u chlapcov . Dievčatá v tomto období sú už veľmi odlišné od chlapcov, čo sa týka charakteru a úrovne rozvoja svalovej energie.

Stránka
4

odpor voči stresové situácieškoliace a súťažné aktivity;

kinestetické a zrakové vnemy motorických akcií a životné prostredie;

schopnosť mentálnej regulácie pohybov, zabezpečenie efektívnej svalovej koordinácie;

schopnosť vnímať, organizovať a „spracovať informácie pod časovým tlakom;

schopnosť vytvárať anticipačné reakcie v štruktúrach mozgu, programy, ktoré predchádzajú skutočnému konaniu.

Intenzita fyzickej aktivity

Vplyv cvičenie na osobu je spojená so záťažou na jeho tele, čo spôsobuje aktívnu reakciu funkčných systémov. Na určenie stupňa napätia týchto systémov pri zaťažení sa používajú indikátory intenzity, ktoré charakterizujú reakciu tela na vykonanú prácu. Existuje veľa takýchto indikátorov: zmena reakčného času motora, frekvencia dýchania, minútový objem spotreby kyslíka atď. Medzitým najpohodlnejším a najinformatívnejším ukazovateľom intenzity zaťaženia, najmä pri cyklických športoch, je srdcová frekvencia (HR). Jednotlivé zóny intenzita záťaže sa určuje so zameraním na srdcovú frekvenciu. Fyziológovia definujú štyri pásma intenzity záťaže podľa srdcovej frekvencie: O, I, II, III. Na obr. 5.12 sú znázornené zóny intenzity záťaže pri rovnomernej svalovej práci.

Rozdelenie záťaží do zón je založené nielen na zmenách srdcovej frekvencie, ale aj na rozdieloch fyziologických a biochemických procesov pri záťaži rôznej intenzity.

Nulová zóna je charakteristická aeróbnym procesom energetických premien pri srdcovej frekvencii až 130 úderov za minútu pre študentov. Pri takejto intenzite záťaže nevzniká kyslíkový dlh, takže tréningový efekt možno nájsť len u slabo trénovaných cvičencov. Nulovú zónu je možné využiť na rozcvičenie pri príprave organizmu na záťaž vyššej intenzity, na regeneráciu (pri opakovaných alebo intervalových tréningových metódach), príp. aktívny odpočinok. K výraznému zvýšeniu spotreby kyslíka a následne k zodpovedajúcemu tréningovému účinku na telo nedochádza v tejto, ale v prvej zóne, ktorá je typická pre rozvoj vytrvalosti u začiatočníkov.

Prvá tréningová zóna intenzity záťaže (od 130 do 150 úderov/min) je najtypickejšia pre začínajúcich športovcov, pretože u nich dochádza k zvýšeniu výkonov a spotreby kyslíka (s aeróbnym procesom jeho metabolizmu v tele) od srdca. frekvencia 130 úderov/min. V tomto ohľade sa tento míľnik nazýva prah pripravenosti.

Pri rozvíjaní všeobecnej vytrvalosti sa trénovaný športovec vyznačuje prirodzeným „vstupom“ do druhej zóny intenzity zaťaženia. V druhej tréningovej zóne (od 150 do 180 tepov/min) sa aktivujú anaeróbne mechanizmy dodávky energie pre svalovú činnosť. Predpokladá sa, že 150 úderov/min je prahom anaeróbneho metabolizmu (ANOR). U slabo trénovaných cvičencov a športovcov s nízkou športovou formou však môže ANOP nastať aj pri tepovej frekvencii 130-140 tepov/min, kým u dobre trénovaných športovcov sa ANOT môže „posunúť späť“ na hranicu 160-165. tepov/min.

V tretej tréningovej zóne (viac ako 180 tepov/min) sa zlepšujú anaeróbne mechanizmy zásobovania energiou na pozadí výrazného kyslíkového dlhu. Tu pulzová frekvencia prestáva byť informatívnym ukazovateľom dávkovania záťaže, ale pribúdajú ukazovatele biochemických reakcií krvi a jej zloženia, najmä množstvo kyseliny mliečnej. Čas odpočinku srdcového svalu sa znižuje s kontrakciou viac ako 180 úderov / min, čo vedie k poklesu jeho kontrakčnej sily (v pokoji 0,25 s - kontrakcia, 0,75 s - pokoj; pri 180 úderoch / min - 0,22 s - kontrakcia, 0,08 s - pokoj), kyslíkový dlh sa prudko zvyšuje.

Telo sa pri opakovanej tréningovej práci prispôsobuje práci veľkej intenzity. Ale väčšina veľké hodnoty maximálny kyslíkový dlh sa dosahuje len v súťažných podmienkach. Preto sa na dosiahnutie vysokej úrovne intenzity tréningových zaťažení využívajú metódy intenzívnych situácií súťažného charakteru.

Spotreba energie počas fyzickej aktivity

Čím viac svalovej práce, tým väčšia spotreba energie sa zvyšuje. Pomer energie užitočne vynaloženej na prácu k celkovej vynaloženej energii sa nazýva koeficient výkonu (COP). Predpokladá sa, že najvyššia účinnosť človeka s jeho obvyklou prácou nepresahuje 0,30-0,35. V dôsledku toho pri najhospodárnejšej spotrebe energie v procese práce sú celkové energetické náklady tela najmenej 3-krát vyššie ako náklady na výkon práce. Častejšie je účinnosť 0,20-0,25, pretože netrénovaný človek minie viac energie na rovnakú prácu ako trénovaný. Experimentálne sa teda zistilo, že pri rovnakej rýchlosti pohybu môže rozdiel v spotrebe energie medzi trénovaným športovcom a začiatočníkom dosiahnuť 25-30%.

Všeobecnú predstavu o spotrebe energie (v kcal) pri prechode rôznych vzdialeností poskytujú nasledujúce čísla, ktoré určil známy športový fyziológ B.C. Farfel.

Atletický beh, m Plávanie, m

100 – 18 100 – 50

200 – 25 200 – 80

400 – 40 400 – 150

800 – 60 Bežecké lyžovanie, km

1500 – 100 10 – 550

3000 – 210 30 – 1800

5000 – 310 50 – 3600

10000 – 590 Cyklistické preteky, km

42195 – 2300 1 – 55

Korčuľovanie, m 10 - 300

500 – 35 20 – 500

1500 – 65 50 – 1100

5000 – 200 100 – 2300

G.V. Barchukova a S.D. Shprakh porovnať energetické "náklady" rôznych prejavov športových a domácich respiračných aktivít (vypočítané v kcal / min).

Motorická aktivita kcal/min

Lyžovanie 10.0-20.0

Cezpoľný beh 10.6

Futbal. 8.8

Tenis 7,2-10,0

Stolný tenis 6,6-10,0

Plávanie (prsia). . 5,0-11,0

Volejbal. 4,5-10,0

Gymnastika. 2,5-6,5

Moderné tance 4,7-6,6

Šoférovať auto. 3,4-10,0

Umývanie okien 3.0-3.7

Kosenie trávy 1,0-7,5

Obliekanie a vyzliekanie……….2.3-4.0,

So zameraním na výkon a výdaj energie boli v cyklických športoch stanovené relatívne výkonové zóny

Porovnanie nárastu nákladov na energiu so zvýšením náročnosti práce ukazuje, že množstvo vynaloženej energie mínus bazálny metabolizmus je vždy väčšie ako „užitočná“ mechanická práca vykonaná človekom. Príčina tohto rozporu spočíva predovšetkým v tom, že pri premene chemickej energie živín na prácu sa značná časť energie stratí vo forme tepla bez premeny na mechanickú energiu. Časť energie sa vynakladá na udržiavanie statických napätí, ktoré sa len čiastočne zohľadňujú pri výpočte mechanickej práce vykonanej osobou. Každý ľudský pohyb si vyžaduje statické aj dynamické namáhanie a pomer oboch at rôzne diela rôzne. Zdvíhanie bremena z výšky 1 m do výšky 1,5 m pri narovnanom tele si teda vyžaduje menej energie ako zdvíhanie toho istého bremena z výšky 0,5 m do výšky 1 m pri naklonenej polohe tela, keďže jeho udržiavanie v naklonenom stave si vyžaduje výraznejšie statické napätie chrbtových svalov.

Určitá časť energie vzniknutej počas chemické reakcie, sa vynakladá na prekonanie odporu proti pohybu zo strany antagonistických svalov natiahnutých pri pohybe a elastických tkanív v kĺboch, na prekonanie viskózneho odporu svalovej deformácie a na prekonanie zotrvačnosti pohyblivých častí tela so zmenami smeru pohybu . Pomer množstva mechanickej práce vykonanej osobou, vyjadrený v kalóriách, k množstvu vynaloženej energie, tiež v kalóriách, sa nazýva energetická účinnosť.

Hodnota efektívnosti závisí od spôsobu práce, jej tempa a stavu kondície a únavy človeka. Niekedy sa hodnota faktora efektívnosti používa na hodnotenie kvality pracovných metód. Takže pri štúdiu pohybov pilín sa zistilo, že na každý kilogram-silometer práce sa vynakladá 0,023 kcal, čo zodpovedá faktoru účinnosti 1/ = 10,2
Táto relatívne nízka účinnosť je spôsobená výraznou statickou prácou pri pilovaní, ktorá si vyžaduje napätie svalov trupu a nôh na udržanie pracovnej polohy. Pri iných typoch práce môže byť účinnosť väčšia alebo menšia ako hodnota zistená pre kovové piliny. Nižšie sú uvedené hodnoty efektívnosti pre niektoré úlohy:
Vzpieranie ........................8.4
Práca so spisom ........................ 10.2
Vertikálny chod páky (stlačenie) 14,0
Otáčanie rukoväte .................20.0
Cyklistika ......................30,0
Najvyššia hodnota, ktorú môže účinnosť ľudského tela dosiahnuť, je 30 %. Táto hodnota sa dosiahne pri vykonávaní dobre zvládnutej, známej práce za účasti svalov nôh a trupu.

Hodnota efektívnosti práce v niektorých prípadoch umožňuje vytvoriť racionálnejšie podmienky pre výkon fyzickej práce, najmä určiť optimálnu rýchlosť (tempo), zaťaženie, produktivitu práce. Väčšinou je hodnota energetického výdaja na jednotku výkonu najmenšia a prevrátená hodnota činiteľa efektívnosti je najväčšia pri stredných stupňoch otáčok a záťaže v strede pracovnej doby, ak pokračuje v únave.

Zmena efektívnosti v jednotlivých prípadoch, najmä pri porovnávaní homogénnej práce, ktorá sa líši len spôsobom jej vykonávania, môže slúžiť ako jedno z kritérií na posúdenie racionality určitých špecifických aspektov práce. Toto kritérium pre pracujúceho človeka však v žiadnom prípade nemá taký definujúci a univerzálny význam, aký má pri hodnotení prevádzky stroja. Zatiaľ čo v parnom stroji je hlavným užitočným efektom premien energie iba vonkajšia mechanická práca a zvyšok energie získanej z paliva sa právom považuje za zbytočne stratenú, časť spotrebovanej energie, ktorá nejde na vonkajšiu mechanickú prácu, ale zvýšenie energie je užitočné aj pre ľudský organizmus.bunková životná aktivita pri práci a obnovenie dočasne klesajúcej účinnosti.

Presnejším a univerzálnejším kritériom pre fyziologické posúdenie racionality konkrétnych pracovných metód a jednotlivých pohybov je trvanie udržania vysokej úrovne výkonnosti, čo sa prejavuje zvýšením produktivity práce a takou adaptáciou fyziologických funkcií, ktorá vedie k ďalšiemu rozvoju fyzických a duchovných schopností človeka.

Je známe, že čím viac svalovej práce, tým väčšia spotreba energie stúpa. V laboratórnych podmienkach sa pri pokusoch s prácou na bicyklovom ergometri s presne definovaným množstvom svalovej práce a presne meraným odporom pri pedálovaní zistila priama (lineárna) závislosť spotreby energie na výkone práce zaznamenanom v kilogramových metroch alebo wattoch. Zároveň sa zistilo, že nie všetka energia vynaložená človekom pri vykonávaní mechanickej práce je využitá priamo na túto prácu, pretože väčšina energie sa stráca vo forme tepla. Je známe, že pomer energie užitočne vynaloženej na prácu ku všetkej vynaloženej energii sa nazýva koeficient výkonu (COP).

Predpokladá sa, že najvyššia účinnosť človeka s jeho obvyklou prácou nepresahuje 0,30-0,35. V dôsledku toho pri najhospodárnejšej spotrebe energie v procese práce sú celkové energetické náklady tela najmenej trikrát vyššie ako náklady na prácu. Častejšie je účinnosť 0,20–0,25, pretože netrénovaný človek minie viac energie na rovnakú prácu ako trénovaný. Experimentálne sa teda zistilo, že pri rovnakej rýchlosti pohybu môže rozdiel v spotrebe energie medzi trénovaným športovcom a začiatočníkom dosiahnuť 25–30 %.

So zameraním na výkon a spotrebu energie boli stanovené štyri zóny relatívneho výkonu v cyklických športoch. Sú to zóny maximálneho, submaximálneho, vysokého a stredného výkonu. Tieto zóny zahŕňajú rozdelenie mnohých rôznych vzdialeností do štyroch skupín: krátke, stredné, dlhé a extra dlhé.

Čo je podstatou rozdelenia telesných cvičení do zón relatívnej sily a ako toto zoskupenie vzdialeností súvisí so spotrebou energie pri fyzickej námahe rôznej intenzity?

Po prvé, sila práce priamo závisí od jej intenzity. Po druhé, uvoľňovanie a spotreba energie na prekonávanie vzdialeností v rôznych výkonových zónach má výrazne odlišné fyziologické vlastnosti.

Zónamaximálnemoc. V rámci svojich limitov možno vykonávať prácu, ktorá si vyžaduje extrémne rýchle pohyby. Žiadna iná práca neuvoľňuje toľko energie. Potreba kyslíka za jednotku času je najväčšia, spotreba kyslíka organizmom je zanedbateľná. Práca svalov sa vykonáva takmer úplne v dôsledku anoxického (anaeróbneho) rozkladu látok. Takmer celá potreba kyslíka tela je uspokojená po práci, t.j. požiadavka počas práce sa takmer rovná kyslíkovému dlhu. Dýchanie je bezvýznamné: počas tých 10–20 s, počas ktorých sa vykonáva práca, športovec buď nedýcha, alebo sa niekoľkokrát krátko nadýchne. No po dojazde sa jeho dýchanie ešte dlho zintenzívni: v tomto čase je kyslíkový dlh splatený. Kvôli krátkemu trvaniu práce sa krvný obeh nestihne zvýšiť, zatiaľ čo srdcová frekvencia sa výrazne zvýši ku koncu práce. Minútový objem krvi sa však veľmi nezväčšuje, pretože systolický objem srdca nestihne rásť.

Zóna submaximálne moc. Vo svaloch prebiehajú nielen anaeróbne procesy, ale aj procesy aeróbnej oxidácie, ktorých podiel sa ku koncu práce zvyšuje postupným zvyšovaním krvného obehu. Intenzita dýchania sa tiež neustále zvyšuje až do úplného konca práce. Procesy aeróbnej oxidácie sa síce pri práci zvyšujú, no stále zaostávajú za procesmi bezkyslíkového rozkladu. Kyslíkový dlh neustále napreduje. Kyslíkový dlh na konci práce je väčší ako pri maximálnom výkone. V krvi sú veľké chemické zmeny.

Po skončení práce v pásme submaximálnej sily sa prudko zvýši dýchanie a krvný obeh, nastáva veľký kyslíkový dlh a výrazné posuny v acidobázickej a vodno-soľnej rovnováhe krvi. Je možné zvýšiť teplotu krvi o 1-2 stupne, čo môže ovplyvniť stav nervových centier.

Zóna veľký moc. Intenzita dýchania a krvného obehu sa má čas zvýšiť už v prvých minútach práce na veľmi veľké hodnoty, ktoré zostávajú až do konca práce. Možnosti aeróbnej oxidácie sú vyššie, ale stále zaostávajú za anaeróbnymi procesmi. Relatívne vysoká spotreba kyslíka trochu zaostáva za potrebou kyslíka v tele, takže stále dochádza k hromadeniu kyslíkového dlhu. Na konci práce je to významné. Zmeny v chemickom zložení krvi a moču sú tiež významné.

Zónamiernymoc. To sú už veľké vzdialenosti. Práca miernej sily je charakterizovaná ustáleným stavom, ktorý je spojený so zvýšením dýchania a krvného obehu v pomere k intenzite práce a absenciou akumulácie produktov anaeróbneho rozkladu. Počas mnohých hodín práce dochádza k výraznej celkovej spotrebe energie, čo znižuje sacharidové zásoby organizmu.

Takže v dôsledku opakovaného zaťaženia určitej sily počas tréningov sa telo prispôsobuje zodpovedajúcej práci v dôsledku zlepšenia fyziologických a biochemických procesov, funkcií fungovania telesných systémov. Pri vykonávaní práce určitej sily sa zvyšuje výkonnosť, zvyšuje sa kondícia, rastú športové výsledky.

motorová jednotka - komplex, ktorý zahŕňa jeden motorický neurón a ním inervované svalové vlákna v rámci daného svalu.

svalovú silu charakterizovaný veľkosťou maximálneho napätia, ktoré je schopný vyvinúť pri excitácii. Maximálne napätie, ktoré môže sval vyvinúť, závisí od počtu a hrúbky vlákien, ktoré tvoria jeho zloženie. Šport vedie k zhrubnutiu vlákien (pracovná hypertrofia), k zvýšeniu svalovej sily.

Absolútna sila svalov- to je sila na 1 cm 2 prierezu svalových vlákien.

Celková spotreba energie (E) - súčet spotreby na mechanickú prácu (W) a výrobu tepla (H)

Pomer množstva vykonanej práce (v kalóriách) k celkovému výdaju energie charakterizuje mechanickú efektivitu práce, tzv. koeficient výkonnosti (COP) svalu

.

Účinnosť ľudského svalu môže dosiahnuť 25% a vo veľkej miere závisí od rýchlosti jeho kontrakcie. Najväčšia vonkajšia práca a najvyššia účinnosť sa pozoruje pri stredných rýchlostiach.. Pokles produktivity práce so zvýšením rýchlosti svalovej kontrakcie je spojený so zvýšením vnútorného trenia.

Ak je kontrakcia príliš pomalá, účinnosť klesá v dôsledku toho, že časť energie ide na udržanie skrátenia svalu.

Svalová práca a sila. Metóda na výpočet množstva práce vykonanej svalom. Pravidlo priemerného zaťaženia.

Keďže hlavnou úlohou kostrového svalstva je vykonávať svalovú prácu, v experimentálnej a klinickej fyziológii sa hodnotí množstvo práce, ktorú sval vykonáva a sila ním vyvinutá pri práci.

Podľa fyzikálnych zákonov je práca energia vynaložená na pohyb tela určitou silou na určitú vzdialenosť: A \u003d P * h. Ak sa svalová kontrakcia vykonáva bez zaťaženia (v izotonickom režime), potom je mechanická práca nulová. Ak pri maximálnom zaťažení nedôjde k skráteniu svalu (izometrický režim), potom sa práca tiež rovná nule. V tomto prípade sa chemická energia úplne premení na tepelnú energiu.

Zákon priemernej záťaže - sval môže vykonávať maximálnu prácu so záťažou strednej veľkosti.

Pri kontrakcii kostrových svalov v prirodzených podmienkach, hlavne v režime izometrickej kontrakcie, napríklad pri fixovanom držaní tela, sa hovorí o statickej práci, pri pohyboch - o dynamickej práci.

Svalová (telesná) únava, jej fyziologické mechanizmy (pre izolovaný sval aj v celom organizme). Hodnota diel I.M. Sechenov. Adaptačno-trofická úloha sympatického nervového systému.

V dôsledku dlhšej aktivity klesá výkonnosť kostrového svalstva. Tento jav sa nazýva únava. Zároveň sa znižuje sila kontrakcií, zvyšuje sa latentná doba kontrakcie a doba relaxácie.

Statický režim je únavnejší ako dynamický režim. Únava izolovaného kostrového svalu je primárne spôsobená tým, že v procese vykonávania práce v svalové vlákna hromadia sa produkty oxidačných procesov - kyseliny mliečna a pyrohroznová, ktoré znižujú možnosť vzniku PD. Okrem toho sú narušené procesy resyntézy ATP a kreatínfosfátu, ktoré sú nevyhnutné pre zásobovanie energiou svalovej kontrakcie. V prirodzených podmienkach je svalová únava pri statickej práci daná najmä nedostatočným regionálnym prietokom krvi. Ak je sila kontrakcie v izometrickom režime väčšia ako 15 % maximálnej možnej hodnoty, potom nastáva „hladovanie“ kyslíkom a svalová únava sa postupne zvyšuje.