Текст книги "Теория и методика оздоровительной физической культуры"

1. Расскажите о структуре скелета человека.

2. Каковы функции скелета?

3. Дайте общую характеристику прерывному типу соединения костей скелета (суставу).

4. Раскройте классификацию движений в суставах.

В организме человека аппарат движения представлен костями, их соединениями и скелетными поперечно-полосатыми мышцами. Но только мышцы являются тем живым звеном в динамической цепи движения, которое, действуя на костные рычаги, изменяет положение тела человека или его частей.

Рассмотрим строение и функции мышц [44, 59, 78]. В организме человека различают гладкие мышцы, скелетные мышцы и сердечную мышцу.

Гладкие мышцы входят в состав внутренних органов, например, в состав стенок кровеносных сосудов, желудочно-кишечного тракта, бронхов. Гладкие мышцы работают медленно и почти непрерывно, осуществляя однообразные движения. Ими нельзя управлять силой воли.

Скелетные мышцы (поперечно-полосатые) удерживают тело в равновесии и осуществляют движения. Мышцы соединены с костями при помощи сухожилий. Если мышцы сокращаются, то части скелета через суставы приближаются или удаляются друг от друга. Работой скелетных мышц можно управлять произвольно.

Сердечная мышца занимает как бы промежуточное положение между гладкими и скелетными мышцами. Так же, как и гладкие мышцы, она практически не поддается воздействию нашей воли и имеет высокую сопротивляемость утомлению. Так же, как и скелетные мышцы, она может быстро сокращаться и интенсивно работать.

Активную часть аппарата движения составляют скелетные мышцы. Сокращение этих мышц подчинено воле человека, поэтому они называются произвольными. Общее количество скелетных мышц более 400, и их вес (масса) у взрослого человека достигает 40 % и более от общего веса (массы). Мышца, как и все другие органы, имеет сложное строение. В ее состав входят несколько тканей. Основу скелетной мышцы составляет поперечно-полосатая мышечная ткань, обусловливающая свойство мышцы сокращаться.

Основным элементом скелетной мышцы является мышечная клетка. В связи с тем, что мышечная клетка по отношению к своему поперечному сечению (0,05-0,11 мм) относительно длинна (волокна бицепса имеют длину до 15 см), ее называют также мышечным волокном. Скелетная мышца состоит из большого числа этих структурных элементов, составляющих 85–90 % от ее общей массы. Так, например, в состав бицепса входит более 1 млн волокон. Между мышечными волокнами расположена тонкая сеть мелких кровеносных сосудов (капилляров) и нервов (около 10 % от общей массы мышцы). От 10 до 50 волокон соединяются в пучок. Пучки мышечных волокон и образуют скелетную мышцу. Мышечные волокна, пучки мышечных волокон и мышцы окутаны соединительной тканью.

В каждой мышце различают сокращающуюся часть – мышечное брюшко, или тело, и несокращающуюся часть – сухожилие. Как правило, мышца имеет два сухожилия, которыми она прикрепляется к костям.

Мышечное брюшко состоит из множества поперечно-полосатых мышечных волокон, образующих пучки разной толщины. В каждом пучке мышечные волокна связаны друг с другом рыхлой волокнистой соединительной тканью в виде тонкой сети, называемой эндомизием. Пучки мышечных волокон также соединены между собой прослойками соединительной ткани, а вся мышца покрыта снаружи соединительнотканной оболочкой – перимизием. Мышечное брюшко имеет красно-бурый цвет.

Сухожилие мышцы построено из плотной оформленной соединительной ткани и отличается от брюшка своей блестящей светло-золотистой окраской. Коллагеновые волокна сухожилия проникают в мышечное брюшко и там вокруг концов поперечнополосатых мышечных волокон образуют несколько слоев, прочно соединяющих мышечное брюшко с сухожилием.

Мышца, как и все органы, снабжена нервами и сосудами. Место их вхождения в мышцу принято называть воротами. В составе нервов проходят двигательные (эфферентные), чувствительные (афферентные) и симпатические волокна. Нервные импульсы, передаваемые по двигательным волокнам из мозга в мышцу, вызывают ее сокращение. По чувствительным двигательным волокнам поступает в мозг информация из мышечных рецепторов, сигнализирующая о состоянии мышцы. Через симпатические волокна ЦНС оказывает влияние на трофику (обменные процессы) мышцы. Как орган с интенсивным обменом веществ мышца имеет богатое кровоснабжение. Многочисленные ветвления подходящих к мышце сосудов проходят внутри мышцы в прослойках соединительной ткани.

По форме различают три основные вида мышц – длинные, короткие и широкие. Длинные мышцы располагаются преимущественно на конечностях. Они имеют веретенообразную форму. Их сухожилия уже мышечного брюшка и напоминают узкую ленту. Некоторые длинные мышцы начинаются несколькими головками на разных костях или в разных местах одной кости, затем эти головки соединяются и на другом конце мышцы переходят в общее сухожилие. Соответственно числу головок такие мышцы называются двуглавыми, трехглавыми и четырехглавыми. Иногда мышца на всем своем протяжении имеет сухожильные перемычки – след того, что она в процессе развития образовалась из нескольких мышц (прямая мышца живота).

Короткие мышцы находятся между отдельными позвонками и ребрами; здесь сохранилось частично сегментированное расположение мышц.

Широкие мышцы лежат преимущественно на туловище и имеют форму пластов различной толщины. Сухожилия таких мышц представляют собой широкие пластинки и называются апоневрозами.

В разных мышцах направление мышечных волокон неодинаково; оно может быть прямым (продольным), косым и круговым (сфинктерами). Некоторые мышцы с косым направлением мышечных волокон называются одноперистыми (волокна присоединены к сухожилию с одной стороны) и двуперистыми (с двух сторон).

Каждая мышца имеет собственное название. Эти названия разнообразны, и в основе их лежат разные принципы. Одни мышцы называются по их функции – сгибатель, разгибатель, приводящая и др. В названии других мышц отражена их форма: трапециевидная, ромбовидная, круглая, квадратная мышца и др. Третьи мышцы названы по особенности их строения: полусухожильная мышца, двуглавая и др. В названии некоторых мышц отражены одновременно их положение и форма или положение и функция: наружная косая мышца живота, длинный сгибатель пальцев (рис. 3).

Скелетные мышцы перебрасываются через один, иногда через два и даже несколько суставов и прикрепляются своими концами к разным костям. В соответствии с этим в каждой мышце принято различать ее начало и место прикрепления. Они при сокращении приближаются друг к другу, а сами мышцы при этом выполняют определенную работу. Поэтому тело человека или его части при сокращении соответствующих мышц изменяют свое положение, приходят в движение, преодолевают сопротивление силы тяжести. В других случаях при сокращении мышц тело удерживается в определенном положении без выполнения движения. Исходя из этого различают работу динамическую и статическую.

Динамическая работа осуществляется в изотоническом режиме, при этом поочередно сокращаются различные группы мышц, что дает возможность человеку длительное время совершать работу. Статическая работа – это форма деятельности, при которой мышечные волокна развивают напряжение, но почти не укорачиваются, т. е. работа совершается в изометрическом режиме. К статическим усилиям относятся стояние, держание головы в вертикальном положении, сидение и т. д. [59].

Мышцы также могут выполнять преодолевающую, уступающую и удерживающую работу [38, 51, 80].

При преодолевающей работе мышца преодолевает тяжесть данного звена тела или какое-либо сопротивление, когда момент силы мышцы или группы мышц больше момента силы[1]1
  Момент силы (вращательный момент) – векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора (проведенного от оси вращения к точке приложения силы) на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твердое тело [37, 73].


[Закрыть] тяжести.

При уступающей работе мышца, оставаясь напряженной, постепенно расслабляется, уступая действию силы тяжести или действию сопротивления; момент силы мышцы при этом меньше момента силы тяжести или сопротивления.

При удерживающей работе мышцы происходит уравновешивание действия сопротивления, моменты сил равны, в результате чего движение отсутствует.

При перемещении тела в пространстве в разных суставах происходит смена одних движений другими: сгибание-разгибание, отведение-приведение, супинация-пронация. В осуществлении каждого движения участвует обычно несколько групп мышц, причем мышцы одной группы сокращаются, а мышцы противоположной группы в это время расслабляются. Благодаря одновременному сокращению и расслаблению противоположных групп мышц обеспечивается плавность движения.

Рис. 3. Мышцы человека:

а – вид спереди:

1 – лобная мышца; 2 – круговая мышца глаза;3 – круговая мышца рта; 4 – жевательная мышца; 5 – подкожная мышца шеи; 6 – грудино-ключично-сосцевидная мышца; 7 – дельтовидная мышца; 8 – большая грудная мышца; 9 – двуглавая мышца плеча;10 – прямая брюшная мышца; 11 – наружная косая мышца живота;12 – внутренняя и широкая мышцы; 13 – икроножная мышца;14 – трехглавая мышца плеча; 15 – широчайшая мышца спины;16 – передняя зубчатая мышца; 17 – портняжная мышца;18 – четырехглавая мышца бедра; 19 – наружная широкая мышца;20 – сухожилие четырехглавой мышцы бедра;21 – передняя большеберцовая мышца;

б – вид сзади.

1 и 2 – разгибатели предплечья; 3 – трапециевидная мышца; 4 – широчайшая мышца спины; 5 – наружная косая мышца живота; 6 – большая ягодичная мышца; 7 – полусухожильная и полуперепончатая мышца; 8 – двуглавая мышца бедра; 9 – икроножная мышца; 10 – ременная мышца шеи; 11 – дельтовидная мышца; 12 – трехглавая мышца плеча; 13 – ахиллово сухожилие

Мышцы, производящие одну и ту же работу (одно и то же движение в данном суставе), называются синергистами, а мышцы, действующие в противоположном направлении, – антагонистами. Так, все мышцы, вызывающие сгибание в плечевом суставе, будут между собой синергисты, разгибатели этого сустава по отношению друг к другу также синергисты. Но две эти группы мышц – сгибатели и разгибатели – одна по отношению к другой являются антагонистами.

В Приложении 1 представлены основные группы мышц, их функции и развивающие упражнения.

1. Расскажите о строении и функциях мышц человека.

2. Какие мышцы составляют активную часть аппарата движения?

3. Дайте общую характеристику видам мышц человека.

4. Расскажите о видах работы мышц.

Специфическими элементами мышечного волокна являются миофибриллы (тонкие нити, которые тянутся от одного поперечно-полосатого волокна мышцы к другому), системы продольных трубочек – саркоплазматическая сеть (саркоплазматический ретикулум) и система поперечных трубочек – Т-система (она представляет собой выпячивание поверхностной мембраны мышечного волокна внутрь его) [38, 44].

Диаметр миофибрилл составляет 0,5–2 мкм. Поперечная исчерченность образована чередующимися светлыми и темными дисками; оба диска образуют саркомер – функциональную единицу сократительного аппарата мышечного волокна. Внутри каждого саркомера тонкие нити не доходят друг до друга, т. е. концы их не соединяются, оставляя пространство, называемое Н-зона. Между двумя рядами тонких миофибрилл находятся толстые миофибриллы, занимающие среднее положение в саркомере. Они скреплены сетевидной структурой, представленной темной полоской – М-линией. Толстые нити состоят из белка миозина, а тонкие – из актина. Между актиновыми и миозиновы-ми нитями расположены поперечные мостики [44, 59].

В основе мышечного сокращения лежит перемещение нитей актина относительно нитей миозина (рис. 4). Нити актина двигаются, как по туннелю, между миозиновыми фибриллами, за счет чего укорачивается ширина Н-полоски. Такое вклинивание актиновых нитей между миозиновыми приводит к уменьшению длины мышцы (изотоническое сокращение). При изометрическом сокращении одни саркомеры сокращаются, другие растягиваются, что обеспечивает отсутствие изменения длины волокна. В процессе скольжения нитей каждый мостик может сцепиться с одним актиновым участком, продвинуть нить актина на какое-то расстояние, затем отсоединиться от него и войти в контакт со следующим мостиком.

Рис. 4. Механизм мышечного сокращения:

А-диск – нити миозина; I-диск – нити актина;

Z-линия – линия тонкой мембраны, сквозь которую проходят миофибриллы; М-линия – сетевидная структура соединения миофибрилл

Сокращение мышечных волокон происходит со значительным потреблением энергии [38, 44, 59]. Энергию для перемещения нитей дает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) при ее расщеплении в присутствии ионов кальция (Са²+). Ферментом, расщепляющим АТФ в мышцах, является миозин, активность которого резко возрастает при соединении с актином и при образовании белка актомиозина в присутствии Са²+. В состоянии покоя сокращение мышцы не возникает, это связано с тем, что Са²+ находится внутри саркоплазматического ретикулума. Сокращение мышечных волокон и мышц возникает по причине прихода нервных импульсов из ЦНС, и в нервно-мышечном синапсе происходит выделение ацетилхолина, который вызывает деполяризацию мембраны мышечного волокна. Возникающий вследствие этого импульс распространяется по мембранам саркоплазматического ретикулума. Изменение потенциала мембраны сопровождается увеличением ее проницаемости для Са²+ и выходом его в межфибриллярное пространство. Кальций способствует образованию актомиозина, под влиянием которого расщепляется АТФ. Освобождаемая при этом энергия используется для скольжения нитей. Эта теория получила название теории «скользящих нитей». Вслед за распадом АТФ происходит расщепление ряда других, богатых энергией фосфатных соединений. Освобождаемая энергия в значительной степени используется для восстановления уровня АТФ. Распад фосфатных соединений осуществляется без доступа кислорода, поэтому эта фаза получила название «анаэробная фаза». Энергия высвобождается в результате следующей реакции:

1. АТФ^миозин → Энергия + АДФ + H₃PO₄ + 10 ккал → Мышечное сокращение

Расщепление АТФ происходит с большой скоростью. АТФ дефосфорилируется благодаря ферментативному действию миозина и превращается в аденозиндифосфорную кислоту (АДФ), а затем при потере еще одной группы фосфорной кислоты – в адениловую кислоту. Энергия расходуется для сокращения мышц. Так как АТФ расходуется, то длительная мышечная работа невозможна без восстановления (ресинтеза) АТФ.

Ресинтез АТФ происходит за счет энергии, которая освобождается при втором, более медленном процессе дефосфорилирования креатинфосфорной кислоты на креатин и фосфорную кислоту:

2. Креатинфосфат → креатин + Н₃РO₄ + 10, 5 тыс. ккал → ресинтез АТФ

За счет этой энергии могут быть выполнены интенсивные, но не продолжительные нагрузки – от 20–30 с до 1–2 мин (бег на 100 м). При более длительных нагрузках происходит расщепление углеводов:

3. Гликолиз → глюкозофосфат → 2 молекулы молочной кислоты + Q (гликогемолиз)

В результате этой реакции происходит распад глюкозы и расщепление глюкозофосфата до молочной кислоты с выделением энергии, которая идет на ресинтез АТФ и креатинфосфата.

Для дальнейших реакций необходимо наличие кислорода – начинается аэробная фаза, во время которой происходит распад молочной кислоты до углекислого газа (СО₂) и воды (Н₂О):

4. Молочная кислота → СО2 + H2O + 700 ккал

Освободившаяся энергия идет на ресинтез молочной кислоты до глюкозы и гликогена, а также – на восстановление АТФ и креатинфосфорной кислоты.

Запас АТФ в скелетных мышцах обеспечивает всего лишь 10 одиночных сокращений. При максимальном мышечном сокращении имеющихся в тканях запасов АТФ достаточно только на одну секунду. Энергия креатинфосфата, концентрация которого в 3–8 раз больше, чем АТФ, может поддержать такое сокращение в течение еще нескольких секунд. При максимальном сокращении на протяжении нескольких секунд абсолютно необходим анаэробный гликолиз, в котором используются запасы гликогена. Ресинтез гликогена из образующейся при этом молочной кислоты возможен лишь в аэробных условиях, поэтому при работе мышц так необходим кислород. При его отсутствии нарушается ресинтез гликогена и запасы углеводов быстро истощаются. Процесс расслабления мышцы связан с обратным поступлением Са²⁺ в саркоплазматический ретикулум [59].

Таким образом, механизм мышечного сокращения сопряжен с расходованием энергетических ресурсов. Истощение данных ресурсов приводит к проявлению ряда специфических физиологических состояний организма, о чем речь пойдет далее.

1. Расскажите о строении сократительного аппарата мышц.

2. Раскройте механизм мышечного сокращения.

3. Дайте общую характеристику механизмам потребления энергии при мышечном сокращении.

В тренировочной деятельности можно выделить три основные периода: предстартовый, основной (рабочий) и восстановительный [38, 51, 80 и др.].

Предстартовое состояние характеризуется функциональными изменениями, предшествующими началу работы (выполнению физических упражнений). Различают раннее предстартовое состояние, собственно, стартовое состояние и разминку. По своей природе предстартовое состояние – это условно-рефлекторные реакции, готовящие организм к предстоящей работе, ускоряющие процессы врабатывания. Данные изменения связаны с активацией лимбической и симпатоадреналовой систем, повышением в крови катехоламинов (адреналина и норадреналина), глюкозы крови. Кислородтранспортная система (КТС) в этот период приходит в динамику в результате второсигнальных раздражителей, эмоциональных реакций.

В зависимости от поставленной задачи, изменений физиологических функций и эмоционального статуса предстартовое состояние проявляется в трех видах: предстартовой готовности (умеренном эмоциональном возбуждении), лихорадке (возбуждении) и апатии (угнетении) [51, 80].

Занятиям физической культурой должна предшествовать разминка (общая или специальная), т. е. физические упражнения, которые являются вводными к тренировкам и соревнованиям и оптимизируют функциональное состояние организма. Они усиливают возбудимость сенсорных, моторных и вегетативных нервных центров, деятельность желез внутренней секреции; всех звеньев КТС; обеспечивают повышение температуры тела, снижение вязкости мышц, повышение скорости их сокращения, усиление диссоциации оксигемоглобина. В отличие от общей разминки, сопровождающейся перечисленными эффектами, специальная разминка по своему характеру ближе к предстоящей тренировочной деятельности.

В рабочем периоде различают быстрые изменения функционального состояния организма, определяемые как состояние врабатывания и следующий за ним относительно устойчивый период (устойчивое состояние), характеризующийся медленными изменениями основных физиологических функций.

Врабатывание – это начальный период работы, связанный с настройкой нервной и эндокринной систем, достижением требуемого уровня вегетативных функций, формированием стереотипа движений. Особенностями врабатывания являются замедленность и неодновременность (гетерохронизм) «включения» систем и органов в работу. Присутствует прямая зависимость между интенсивностью работы и скоростью изменения физиологических функций в условиях кислородного дефицита.

При интенсивной работе для начального периода врабатывания характерно состояние «мертвой точки» (тошнота, одышка, головокружение, ощущение пульсации сосудов головного мозга, боли в мышцах), которое сменяется при наличии волевых усилий появлением чувства облегчения, «второго дыхания» [51].

После врабатывания при выполнении упражнений большой и умеренной мощности в организме занимающегося возникает устойчивое состояние, которое продолжается от момента завершения врабатывания до начала утомления.

Выделяют два вида устойчивого состояния:

1) ложное устойчивое состояние (при выполнении работ большой и субмаксимальной мощности), когда занимающийся достигает уровня максимального потребления кислорода (МПК), но это потребление не покрывает высокого кислородного запроса и образуется значительный кислородный долг;

2) истинное устойчивое состояние, которое возникает при выполнении работ умеренной мощности, когда потребление кислорода соответствует кислородному запросу и кислородный долг почти не образуется [51].

При выполнении анаэробных упражнений максимальной мощности рабочий период нельзя выделить, упражнения выполняются в состоянии врабатывания. От особенностей рабочего периода зависит скорость и глубина наступления утомления и процессов восстановления.

В процессе тренировочной деятельности возникает утомление – функциональное состояние организма, вызванное физической или умственной нагрузкой, проявляющееся в снижении работоспособности, невозможности выполнять дальнейшую работу на требуемом уровне интенсивности, что ведет к чувству усталости и полному отказу от работы. Главными признаками утомления являются снижение работоспособности, изменение функций организма и субъективные симптомы, чувство усталости (общая слабость, вялость в мышцах, тяжесть в голове, недомогание, боли в конечностях, мышцах и др.). Утомление рассматривается как нормальное физиологическое состояние организма в процессе труда, препятствующее истощению организма.

Главные причины утомления – физическая или умственная нагрузка, а также дополнительные факторы, к которым можно отнести факторы внешней среды (температуру, влажность, атмосферное давление, скорость движения воздуха, солнечную радиацию и др.); несоблюдение санитарно-гигиенических факторов, нарушение процессов труда и отдыха, суточных биоритмов человека, социальные и другие факторы [38, 51 и др.].

Симптомы утомления разделяются на субъективные (чувство усталости) и объективные (изменение функций организма, которые могут носить различный характер). В начале утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели носят неустойчивый характер, но находятся в пределах существующих нормативов, а затем наблюдается однонаправленное их изменение со значительным снижением функций органов и систем организма и профессиональной деятельности. Изменения происходят в первую очередь в тех органах и системах, которые осуществляют и обеспечивают спортивную деятельность (нервно-мышечном аппарате, кислородтранспортной системе дыхания, системе кровообращения). Вместе с тем ведущее значение в развитии явлений утомления имеет ЦНС, обеспечивающая интеграцию систем организма.

Утомлению предшествует предутомление, под которым подразумевают существенное снижение функциональной активности со стороны некоторых органов и систем организма, но компенсированное за счет других функций, вследствие чего общая работоспособность почти не меняется. Данную стадию утомления называют компенсированной, за которой следует стадия декомпенсированного утомления. При длительной физической или умственной нагрузке при нарушении режима труда и отдыха проявления усталости суммируются, переходя в хроническое утомление – состояние, пограничное с патологическим, когда очередной трудовой цикл характеризуется устойчивыми симптомами усталости, для ликвидации которых требуется дополнительный отдых. При его отсутствии развивается переутомление – патологическое состояние организма, характеризующееся постоянным ощущением усталости, вялостью, нарушением сна и аппетита, болями в области сердца и другими симптомами, для ликвидации которых дополнительного отдыха недостаточно, а требуется специальное лечение. Основным проявлением переутомления является снижение спортивных достижений, автоматизма, координированности движений, появление грубых ошибок при выполнении специальных физических упражнений.

После прекращения упражнений происходят обратные изменения в деятельности тех функциональных систем, которые обеспечивали выполнение данного упражнения. Вся совокупность изменений (физиологических, биохимических и структурных), обеспечивающих переход организма от рабочего состояния к уровню покоя, объединяется понятием восстановления, т. е. возврата организма к исходному гомеостатическому уровню. Время, необходимое для этого, называется периодом восстановления, во время которого происходит смещение обмена веществ от катаболических процессов к процессам анаболизма. То есть в процессе мышечной работы расходуются кислородный запас организма, фосфагены (АТФ и креатинфосфаты), углеводы (гликоген мышц и печени, глюкоза крови) и жиры. После работы происходит их восстановление. Исключение составляют жиры, восстановления которых может и не быть [51].

Основные процессы восстановительного периода исследователи выделяют следующие: 1) ликвидация кислородного долга;

2) восстановление запасов кислорода; 3) восстановление фос-фагенов; 4) восстановление гликогена; 5) устранение молочной кислоты [38, 51, 80 и др.].

1. Ликвидация кислородного долга. Восстановительные процессы, происходящие в организме после работы, находят свое энергетическое отражение в повышенном (по сравнению с предрабочим состоянием) потреблении кислорода – кислородном долге. Кислородный долг – это избыточное потребление кислорода сверх предрабочего уровня покоя, которое обеспечивает энергией организм для восстановления до предрабочего состояния, включая восстановление израсходованных во время работы запасов энергии и устранение молочной кислоты. Скорость потребления кислорода после работы снижается на протяжении первых 2–3 мин очень быстро (быстрый, или алактатньй, компонент кислородного долга), а затем более медленно (медленный, или лактатный, компонент кислородного долга), пока не достигает (через 3060 мин) постоянной величины, близкой к предрабочей.

Быстрый (алактатный) компонент кислородного долга связан главным образом с использованием кислорода на быстрое восстановление израсходованных за время работы высокоэнергетических фосфагенов в рабочих мышцах.

Медленный (лактатный) компонент кислородного долга связан в большой мере с послерабочим устранением лактата (молочной кислоты) из крови и тканевых жидкостей. Кислород в этом случае используется в окислительных реакциях, обеспечивающих ресинтез гликогена из лактата крови (главным образом, в печени и отчасти в почках) и окисление лактата в сердечной и скелетных мышцах. Кроме того, длительное повышение потребления кислорода связано с необходимостью поддерживать усиленную деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, обмена веществ в период восстановления [38, 51].

2. Восстановление запасов кислорода. Кислород находится в мышцах в форме химической связи с миоглобином. Эти запасы очень невелики: каждый килограмм мышечной массы содержит около 11 мл кислорода. Следовательно, общие запасы «мышечного» кислорода (из расчета на 40 кг мышечной массы у спортсменов) не превышают 0,5 л. В процессе мышечной работы он может быстро расходоваться, а после работы быстро восстанавливаться. Скорость восстановления запасов кислорода зависит лишь от доставки его к мышцам. Сразу после прекращения работы артериальная кровь, проходящая через мышцы, имеет высокое парциальное напряжение (содержание) кислорода, так что восстановление кислорода, связанного с миоглобином, происходит, вероятно, за несколько секунд. Таким образом, уже через несколько секунд после прекращения работы кислородные запасы в мышцах и крови восстанавливаются [51].

3. Восстановление фосфагенов. Фосфагены, особенно АТФ, восстанавливаются очень быстро: до 70 % израсходованных фос-фагенов уже на протяжении первых 30 с после прекращения работы. А их полное восполнение заканчивается за несколько минут, причем почти исключительно за счет энергии аэробного метаболизма, т. е. благодаря кислороду, потребляемому в быструю фазу кислородного долга. Соответственно, чем больше расход фосфагенов за время работы, тем больше требуется кислорода для их восстановления (для восстановления 1 моля АТФ необходимо 3,45 л кислорода) [38, 51].

4. Восстановление гликогена. Израсходованный за время работы гликоген ресинтезируется из молочной кислоты на протяжении 1–2 ч после работы. Расходуемый в этот период восстановления кислород определяет вторую, медленную, или лактатную, фракцию кислородного долга. Однако полное восстановление гликогена в мышцах может длиться до 2–3 дней. Скорость восстановления гликогена и количество его восстанавливаемых запасов в мышцах и печени зависят от двух основных факторов: степени расходования гликогена в процессе работы и характера пищевого рациона в период восстановления. После очень значительного (более ³/₄ исходного содержания), вплоть до полного, истощения гликогена в рабочих мышцах его восстановление в первые часы при обычном питании идет очень медленно и для достижения предрабочего уровня требуется до 2 суток. При пищевом рационе с высоким содержанием углеводов (более 70 % суточного калоража) этот процесс ускоряется – уже за первые 10 ч в рабочих мышцах восстанавливается более половины гликогена, к концу суток происходит его полное восстановление, а в печени содержание гликогена значительно превышает обычное. В дальнейшем количество гликогена в рабочих мышцах и печени продолжает увеличиваться и через 2–3 суток после «истощающей» нагрузки может превышать предрабочее в 1,5–3 раза – феномен суперкомпенсации [51].

5. Устранение молочной кислоты. В период восстановления происходит устранение молочной кислоты из рабочих мышц, крови и тканевой жидкости, причем тем быстрее, чем меньше образовалось молочной кислоты во время работы. Важную роль играет послерабочий режим. Так, после максимальной нагрузки для полного устранения накопившейся молочной кислоты требуется 60–90 мин в условиях полного покоя (пассивное восстановление). Однако если после такой нагрузки выполняется легкая работа (активное восстановление), то устранение молочной кислоты происходит значительно быстрее.

Существует четыре основные пути устранения молочной кислоты: 1) окисление до углекислого газа и воды (так устраняется примерно 70 % всей накопленной молочной кислоты); 2) превращение в гликоген (в мышцах и печени) и глюкозу (в печени) – около 20 %; 3) превращение в белки (менее 10 %); 4) удаление с мочой и потом (1–2%). При активном восстановлении доля молочной кислоты, устраняемой аэробным путем, увеличивается. Хотя окисление молочной кислоты может происходить в самых разных органах и тканях (скелетных мышцах, мышце сердца, печени, почках и др.), наибольшая ее часть окисляется в скелетных мышцах, что объясняет, почему легкая работа способствует более быстрому устранению лактата после тяжелых нагрузок [51, 80].

В периоде восстановления выделяют 4 фазы: