Клеточное дыхание. Основными процессами, обеспечивающими клетку энергией, являются аэробный и анаэробный этапы дыхания. С кровью кислород проникает в митохондрии клетки.
В митохондриях кислород вступает в многоступенчатую реакцию с различными питательными веществами – белками, углеводами, жирами и др. Этот процесс называется клеточным дыханием. В результате выделяется химическая энергия, которую клетка запасает в особом веществе – аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ).
Кислородный этап дыхания. Продукты расщепления глюкозы попадают в митохондрию. Там от них сначала отщепляется молекула двуокиси углерода, который выводится из организма при выдохе. Остальное окисление происходит в последовательной цепи реакций, так называемом цикле Кребса, где синтезируются дополнительные молекулы АТФ.
Жиры тоже участвуют в этой цепочке, но их расщепление требует времени, поэтому, если энергия нужна срочно, то организм использует не жиры, а углеводы. Могут окисляться для энергетических нужд и белки, но лишь в крайнем случае, например при длительном голодании. Белки для клетки – это неприкосновенный запас.
Главный по эффективности процесс синтеза АТФ происходит при участии кислорода в многоступенчатой дыхательной цепи. Кислород способен окислять многие органические соединения и при этом сразу выделять много энергии. Но такое количество энергии для организма было бы губительно. Роль дыхательной цепи и всего аэробного, т. е. связанного с кислородом, дыхания состоит именно в том, чтобы организм обеспечивался энергией непрерывно и небольшими порциями в той мере, в какой это нужно организму. Дыхательная цепь в совокупности с циклом Кребса и гликолизом позволяет довести количество АТФ с каждой молекулы глюкозы до 38. При гликолизе это соотношение было лишь 2:1. Таким образом, коэффициент полезного действия аэробного дыхания намного выше.
Борьба дзюдо характеризуется нестандартными ациклическими движениями переменной интенсивности, связанными с использованием больших мышечных усилий при активном противодействии противнику.
В ходе тренировочных занятий и соревновательных схваток происходят изменения в функциях газотранспортной системы.
При борьбе происходит очень большой расход энергии: за 1 мин он достигает в среднем 10–12 ккал и более.
Частота дыхания во время борьбы достигает 40–50 раз в мин. При этом ритм дыхания непостоянен: в моменты статических напряжений оно реже, а после схваток хорошо тренированные борцы могут регулировать дыхание. Общий кислородный запрос у борцов составляет около 16–37 л, потребление кислорода 1,8–2 л/мин. После схватки наблюдается кислородный долг, равный 25–43 % кислородного запроса. При борьбе возникает ряд положений тела, уменьшающих вентиляционные возможности легких, что ограничивает потребление кислорода.
У борцов наряду с развитием анаэробных возможностей большое значение имеет и повышение МПК. Так у квалифицированных спортсменов оно достигает 4,1–4,6 л/мин или 57 мл/кг/мин.
Кислородная потребность при борьбе может быть различной. Ее величина зависит от интенсивности работы. В связи с наличием статических напряжений во время схватки образуется кислородный долг, который может достигать значительных величин.
Кровообращение. В состоянии покоя частота сердцебиений у борцов равна в среднем 60–65 уд./мин. После схваток, в зависимости от их длительности и интенсивности, ЧСС оказывается увеличенной до 170–200 уд./мин. Артериальное давление при этом поднимается до 160–180 мм рт. ст. Это повышает требования к деятельности сердца и ведет к гипертрофии миокарда.
После тренировочных и соревновательных схваток отмечается увеличение в крови эритроцитов и гемоглобина. Количество лейкоцитов также увеличено. В связи с большим эмоциональным возбуждением борьба сопровождается значительным повышением уровня катехоламина и сахара в крови (до 150–180 мг %). Увеличено и содержание молочной кислоты (до 130 мг % и больше).
Мощность работы во время соревновательной схватки может быть оценена как субмаксимальная.
После интенсивной схватки увеличение ударного выброса происходит не за счет мобилизации роста остаточного диастолического объема крови, а в результате повышения сократительной функции миокарда.
При увеличении объема общих или специальных упражнений, выполняемых в основном в аэробном режиме, мобилизуются механизмы циркуляторной производительности и наблюдается увеличение конечного диастолического объема сердца.
Эффективность газотранспортной системы при развитии аэробного компонента выносливости можно определить по:
1) поступлению кислорода в организм путем газообмена в легких;
2) транспорту кислорода к работающим тканям;
3) утилизации диоксида углерода в тканях.
С учетом этих факторов состояние тренированности и высокий уровень спортивных достижений может быть охарактеризован тремя основными показателями:
1) величиной максимального потребления кислорода (махУО2);
2) уровнем анаэробного (лактатного) порога (ПАНО);
3) экономичностью движений.
Первые два показателя имеют чисто физиологическое значение и при правильном и целенаправленном построении тренировочного процесса обнаруживают выраженное увеличение. Экономичность движений чаще всего является врожденным качеством и настолько гармонична с точки зрения биомеханики, что позволяет спортсмену даже с менее высокими функциональными показателями демонстрировать отличные спортивные результаты. Экономичность движений определяется, в частности, скоростью сокращения и расслабления скелетной мускулатуры, быстротой проведения нервного возбуждения к мышцам и т. д.
Наиболее обобщенным показателем развития аэробных возможностей спортсмена служит величина максимального потребления кислорода, достигаемого в процессе выполнения работы. Будучи зависимым от целого ряда факторов: функциональной дееспособности, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, от объема и состава крови и особенностей утилизации кислорода в тканях, – этот показатель отражает состояние работоспособности организма на системном уровне. В видах деятельности, связанных с проявлением выносливости, физическая работоспособность растет вместе с увеличением аэробных возможностей. Это достигается путем направленной физической подготовки, которая ведет к существенной перестройке в деятельности ведущих функциональных систем организма, выражающейся в повышении производительности сердечно-сосудистой системы, расширении капиллярной сети работающих мышц, повышении производительности системы дыхания и т. п.
Чем выше величина максимально возможной скорости потребления кислорода, тем большую мощность работы может выполнять спортсмен в аэробных условиях.
Другим критерием общей выносливости является аэробная емкость, которая рассматривается как способность удерживать максимально долгое время состояние, при котором возможно поддерживать околопредельный уровень потребления кислорода. В качестве показателя емкости используют время удержания критической мощности или суммарное количество кислорода, поглощаемое за это время. Еще одним показателем аэробного механизма энергообеспечения является его подвижность (эффективность). Под этим понятием рассматривается время выхода организма на уровень максимального потребления кислорода. Более подготовленные спортсмены могут выходить на этот уровень за 2,5–3 мин, в то время как спортсмены низкой квалификации достигают максимального потребления кислорода только к 5–6 мин работы.
