При полном аэробном расщеплении одной молекулы глюкозы образуются 38 молекул АТФ. Следовательно, аэробное расщепление глюкозы дает гораздо больше энергии по сравнению с анаэробным гликолизом. В процессе аэробного распада молекулы жирной кислоты образуется в несколько раз больше молекул АТФ, чем при аэробном расщеплении молекулы глюкозы. Таким образом, при окислении одинакового количества углеводов и жиров последние обеспечивают значительно большую энергопродукцию.
Окислительная система, использующая в качестве источников окисления жиры и углеводы, обладает наибольшей энергетической емкостью по сравнению с другими энергетическими системами. Ее емкость в тысячи раз превышает емкость фосфагенной и гликолитической систем. Именно поэтому окислительная энергетическая система обеспечивает возможность выполнения работы в течение длительного времени – от 3–5 мин до нескольких часов.
Биоэнергетические факторы, ограничивающие физическую работоспособность. Достижение максимальной физической работоспособности ограничивается многими причинами, в том числе и биоэнергетическими факторами в результате развивающегося под влиянием работы утомления. В табл. 3.2 приведены некоторые лимитирующие факторы, основанные на снижении энергетических ресурсов и увеличении в скелетных мышцах содержания ионов водорода – [H ].
Как следует из табл. 3.2, значение того или иного фактора в ограничении физической работоспособности зависит от длительности и интенсивности выполняемой работы. Так, при марафонском беге основным лимитирующим фактором работоспособности является снижение гликогена в мышцах, а при силовой тренировке – снижение АТФ, креатинфосфата и увеличение в мышечной ткани концентрации ионов водорода.
Таблица 3.2
Биоэнергетические лимитирующие факторы
Примечание: 5 – наибольшее значение фактора в ограничении работоспособности.
Восстановление после силовых тренировочных нагрузок. Известно, что строго регламентированные периоды отдыха между подходами и отдельными повторениями в конкретных подходах имеют большое значение, поскольку во многом определяют суммарную рабочую нагрузку (В.Н. Платонов, 2004; Г.П. Виноградов, 2009). Целенаправленная регламентация периодов отдыха может обеспечить необходимое увеличение суммарного кислородного долга и повышение общего расхода калорий. Силовые тренировки с разным объемом нагрузки приводят к нарушению постоянства внутренней среды организма и продуцируют кислородный долг от умеренных до больших величин (M.A. Burleson et al., 1998). Более того, тренировка со свободными весами может приводить к большему кислородному долгу, чем типичные аэробные упражнения. Такую закономерность необходимо использовать при проведении занятий по укреплению здоровья, а также в планировании и организации тренировочного процесса в профессиональном спорте.
Следует учитывать, что недостаточные для восстановления между тренировочными занятиями периоды отдыха могут изменять физиологические эффекты проведенной тренировки и уменьшать способность к выполнению последующей двигательной нагрузки. Понижение последующей двигательной активности способно уменьшить ожидаемые тренировочные адаптации к проведенной тренировке. Кроме того, неполное восстановление может быть одним из факторов, которые вызывают перетренированность у спортсменов (M.H. Stone et al., 1991). Несмотря на наличие убедительных доказательств о влиянии предшествующих тренировок на последующие, точные методические указания и конкретные временны е границы для восстановления после силовых тренировочных занятий разной направленности до сих пор неизвестны. Поэтому тренерам и спортсменам следует планировать длительность отдыха, достаточную для адекватного восстановления после силовых тренировок, направленных на решение тех или иных тренировочных задач.
Метаболическая специфичность тренировок. Реализация силовых тренировочных программ, предусматривающих соответствующую интенсивность и продолжительность работы, регламентированные интервалы отдыха, может обеспечить целенаправленную активацию определенных энергетических систем в процессе тренировки в результате специфических адаптаций при выполнении различных силовых упражнений (G.A. Brooks et al., 1996). Несмотря на то что силовая тренировка и другие формы анаэробной мышечной работы могут увеличивать аэробную мощность в незначительной степени (4–9 %) и на короткое время (J. P. McCarthy et al., 1995), главные эффекты таких тренировок связаны с изменениями анаэробных процессов. Силовая, спринтерская и другие формы анаэробной тренировки способны потенциально увеличить запасы фосфагенов и гликогена и повысить миокиназные реакции (G.A. Brooks et al., 1971; Н.И. Волков, В.И. Олейников, 2011). Тренировка такой направленности приводит к преимущественной гипертрофии волокон типа II (P.D. Gollnick, B. Saltin, 1982) и, в основном, повышает анаэробный метаболизм (P. J. Abernethy et al., 1990), обеспечивая увеличение двигательных возможностей спортсменов.
Окислительный метаболизм имеет важное значение в восстановлении организма после тяжелых анаэробных упражнений – силовой тренировки (G.A. Brooks et al., 1996). В то же время нужно проявлять осторожность в использовании средств аэробной тренировки в анаэробных видах спорта. Это связано с наличием экспериментальных доказательств, что аэробная тренировка даже с низкими объемами может ухудшать потенциальные анаэробные возможности при выполнении силовой и скоростной двигательной деятельности (K. Hakkinen et al., 2003). Механизм такого влияния заключается в понижении способности к производству анаэробной энергии при выполнении аэробных мышечных нагрузок (V.A. Vihko et al., 1978). В ряде исследований показано, что комбинированная анаэробно-аэробная тренировка может уменьшить прирост обхвата мышц, максимальную силу и, в особенности, скоростно-силовые способности (G.A. Dudley и R. Diamil, 1985). Хотя биохимические и физиологические механизмы этого процесса до сих пор неясны (M.H Stone et al., 1991), понижение прироста названных выше показателей после комбинированной тренировки может быть в определенной степени связано с изменением свойств мышечных волокон и концентрации тестостерона и кортизола в крови (WJ. Kraemer et al., 1995). Результаты некоторых исследований свидетельствуют, что анаэробные тренировки, включая силовые, способны повышать выносливость при выполнении силовых упражнений низкой интенсивности (JJ. Bastiaans et al., 2001).
Имеются сведения о том, что аэробная тренировка, сопровождающая занятия анаэробной направленности, ускоряет восстановление спортсменов (S.S. Plisk, 1991), поскольку восстановительные процессы обеспечиваются главным образом аэробными механизмами. Количественные характеристики влияния повышения аэробной мощности на процессы восстановления не совсем ясны. В некоторых работах показана зависимость между величиной максимальной аэробной производительности и показателями, характеризующими процесс восстановления после выполнения упражнений: устранение лактата, потребление O 2 (J.R. Hoffman, 1997). В других работах такая закономерность не наблюдалась (G.J. Bell et al., 1997). J.R. Hoffman (1997) показал, что способность к восстановлению повышается тренировками аэробной направленности только до определенной степени, превышение которой не дает дополнительной выгоды. Следовательно, имеется оптимальный лимит аэробной производительности и превышение его не влияет на восстановление названных выше параметров. Лимитирующая величина максимальной аэробной производительности, по данным J.R. Hoffman, составляет для мужчин приблизительно 45 мл/кг /мин .
В заключение отметим, что специфические анаэробные программы могут стимулировать увеличение аэробной мощности и повышать маркеры восстановления (J.L. McMillan et al., 1993). Кросс-поперечные и лонгитудинальные исследования (K.R. Pierce et al., 1987) показали, что силовая тренировка, а в особенности тренировка с высоким объемом нагрузки, может улучшать параметры восстановления, включая более быстрое возвращение к дорабочему уровню: сердечной деятельности (повседневного ЧСС), лактата, аммония и различных гормонов. Таким образом, интенсивная аэробная тренировка не является обязательной для восстановления после анаэробных нагрузок и может быть контрпродуктивной для большинства силовых и скоростно-силовых видов спорта (L.P. Koziris et al., 1996).