Материал: Пособие для персональных тренеров

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

желание снизить нагрузки. Как правило, человек не может сказать более 3-4 слов, не переведя дыхание.

Восстановление сил даже после анаэробных усилий (не более 90с) происходит по аэробному механизму.

Безусловно, в разных ситуациях доминируют разные энергетические механизмы, однако, независимо от интенсивности и типа нагрузок, анаэробная и аэробная системы всегда в работе. По анаэробному механизму производится лишь малая толика энергии. Основной вклад в дело синтеза АТФ принадлежит аэробной системе. Во время отдыха, при небольших и средних нагрузках, больших нагрузках (если вы в хорошей физической форме), при восстановлении сил после анаэробных упражнений АТФ вырабатывается именно по аэробной схеме. Промежуточные продукты (углекислый газ и вода), возникающие при кислородном окислении жиров и углеводов, легко выводятся из организма при выдохе и в виде пота.

Анаэробный механизм включается, когда требуются кратковременные усилия и можно обойтись без большого количества кислорода. Если кислорода поступает недостаточно, вы начинаете чувствовать усталость.

Естественно, переключение на анаэробный механизм происходит не вдруг, а постепенно: организм начинает вырабатывать все больше и больше молочной кислоты, чтобы компенсировать недостаток энергии, который аэробная система не в состоянии покрыть при очень больших нагрузках. Любые упражнения с аэробного уровня легко перевести на анаэробный, увеличив нагрузку. Однако это рекомендуется делать лишь тогда, когда вы уверены, что клиент в отличной физической форме.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭНЕРГИЕЙ

Физиологическая адаптация к физическим нагрузкам

Давайте посмотрим, как организм вырабатывает энергию, каким образом происходит адаптация к физическим нагрузкам. Понимание этих моментов чрезвычайно важно для составления программ.

У здорового человека, который отдыхает, энергия вырабатывается аэробно. Как только на организм оказывается нагрузка, потребности в энергии возрастают. К сожалению, аэробная система не может быстро реагировать на резкое увеличение нагрузок и потребностей организма в кислороде. вы должны вдохнуть, затем из легких кислороду надо попасть в кровь, кровь переносит кислород к сердцу, и только сердце отправляет кислород к работающим мышцам.

Как видите, цепочка длинная. Таким образом, образуется «дыра»: кислород не успевает поступать к работающим мышцам. Такое явление называется кислородным дефицитом и наблюдается в начальной стадии выполнения упражнений (даже при очень небольших нагрузках).

Требуется несколько минут, чтобы кислород достиг зон активности. Даже если при выполнении упражнений нагрузки не изменяются, все равно на начальной стадии наблюдается нехватка кислорода.

Чтобы закрыть кислородную «дыру», включаются в действие анаэробные механизмы синтеза АТФ. Кислородный дефицит – это разница между количеством кислорода, которое организм реально использовал при физических нагрузках, и тем количеством, которое организм потребил бы, не будь кислородной «дыры», т.е. при немедленном реагировании аэробной системы синтеза АТФ.

Явление кислородного дефицита можно свести к минимуму, если увеличивать нагрузки постепенно (т.е. включить в программу разминку). В этом случае организму дается резерв времени, чтобы перебросить кровь от внутренних органов к активным мышцам. Однако абсолютно свести на нет кислородный дефицит невозможно: на самом начальном этапе нагрузки все равно будет включаться анаэробный механизм синтеза АТФ. В течение первых минут выполнения упражнений потребление кислорода резко увеличивается. Стабилизация наступает лишь на третьей-четвертой минуте, независимо от уровня физических нагрузок. После этого, если нагрузки не изменяются, величина потребляемого организмом кислорода остается постоянной.

Равномерное потребление кислорода говорит о балансе между количеством энергии, необходимой рабочим мышцам и скоростью синтеза АТФ аэробной системой. Если упражнения начинать с небольших нагрузок, то равномерное потребление кислорода достигается на третьейчетвертой минуте. С данной задачей кардиореспираторная система справляется легко. Подобное состояние клиенты характеризуют обычно следующим образом: «Я могу так двигаться хоть всю жизнь». Вообще, если клиент легко выполняет упражнение в течении пяти минут и более, это означает, что в его организме установилось состояние равномерного потребления кислорода.

36

ГЛАВА 5. ФИЗИОЛОГИЯ И РАЗВИТИЕ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При равномерном потреблении кислорода молочная кислота синтезируется в минимальных количествах, так как кислорода достаточно. Аэробная система вполне справляется с синтезом нужного количества АТФ (идет процесс аэробного гликолиза). Подобное состояние наблюдается при не очень больших нагрузках.

Очень важно доходчиво объяснить клиентам: что такое состояние равномерного потребления кислорода? Как человек при этом себя чувствует? Во время тренировочных занятий вы и ваш клиент будете ориентироваться именно на это состояние. Вам нередко придется просить участника программы увеличить нагрузку, выйдя из комфортной зоны равномерного потребления кислорода, или, наоборот, снизить нагрузку при восстановлении после очень активных упражнений.

Верхняя граница равномерного потребления кислорода совпадает с точкой анаэробного порога; у всех людей она разная из-за разного состояния кардиореспираторной системы и, следовательно, возможности «транспортировать» кислород к зонам активности. Так, если человека с малоподвижным образом жизни попросить пройти милю примерно за 20 минут, возможно, ресурсы его аэробной системы будут истощены, и включится анаэробный механизм синтеза АТФ. Верхняя граница равномерного потребления кислорода у этого человека будет очень низкой. У хорошо тренированного клиента ресурсов аэробной системы, скорее всего, хватит на очень большие нагрузки.

Упражнения в зоне равномерного потребления кислорода характеризуются максимальным уровнем интенсивности, который человек может сохранять на протяжении длительного времени.

Потребление кислорода при восстановлении сил

При восстановлении организма после легких, средних и сильных нагрузок человек потребляет большое количество кислорода, что связано с погашением так называемого «кислородного долга», рассчитываемого по формуле: количество кислорода, реально потребленное организмом в период восстановления, минус количество кислорода, которое организм использовал бы, находясь в состоянии покоя, в течении того же периода времени.

Нет сомнений в том, что при восстановлении сил после физических нагрузок аэробный метаболизм усиливается. После нагрузок вы дышите глубже, потребляя больше кислорода, который идет на восстановление израсходованных запасов энергии. Дополнительный кислород расходуется на синтез фосфатов (АТФ-ФК), необходимых для работы анаэробной системы. При переходе от больших нагрузок к средним, дополнительный кислород расходуется на обратный процесс синтеза гликогена из молочной кислоты. Однако главным источником при синтезе гликогена является не избыток молочной кислоты, образовавшейся при работе анаэробной системы, а углеводы, поступившие в организм с пищей.

По показателю «кислородного долга» можно судить о величине «кислородного дефицита». Более того, значение «кислородного долга» отражает энергетические затраты анаэробной системы. Респираторной, кровеносной, гормональной систем, энергетические затраты на восстановление тканей, стабилизацию ионных и тепловых механизмов (перераспределение кальция, калия, натрия в мышцах и других частях тела). При восстановлении организма после физических нагрузок на указанные процессы требуется огромное количество кислорода, гораздо большее. Чем при обычных условиях.

При восстановлении организма уровень потребляемого кислорода снижается постепенно, поэтому после тренировки рекомендуется выполнять так называемую «заминку». Подобное построение программы позволит «мягко» восстановить нормальный аэробный уровень. При легких и средних нагрузках аэробный уровень приходит в норму очень быстро. После больших нагрузок этот процесс длится дольше и весьма ощутим (вы учащенно дышите, с лица струится пот – вообще, требуется время для того, чтобы «остыть»).

«Кислородный долг»: нагрузки и восстановление организма

Восстановление организма после физических нагрузок может быть активным или пассивным. При активном восстановлении тренировка заканчивается «заминкой», т.е. постепенно уменьшающимися нагрузками. Такой подход предотвращает судороги в мышцах, облегчает процесс восстановления. Что касается пассивного метода, то в этом случае человек лежит на полу, не двигаясь. Те, кто предпочитают пассивный подход, считают, что состояние абсолютного покоя требует меньше кислорода, чем обычное состояние организма, и таким образом высвобождается определенное количество кислорода, позволяющее организму восстановиться.

Если ваши нагрузки не выходили из диапазона равномерного потребления кислорода, восстанавливать силы рекомендуется пассивно. Когда вы выполняете аэробные упражнения на уровне равномерного потребления кислорода или комплекс 5-10 секундных упражнений на разные группы мышц, в организме не происходит скопления больших количеств молочной кислоты. Поэтому

37

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

восстановительный период – очень короткий, после чего можно снова приступать к выполнению упражнений – вы не будете чувствовать никакой усталости. Не все соглашаются с тем, что пассивный метод (или метод малых нагрузок) способствует восстановлению организма. Хотя исследования подтверждают, что наиболее оптимальным способом восстановления является пассивный метод, однако его следует применять только в том случае, если у человека больное сердце или вы хотите усилить эффект упражнений. Помните о том, что небольшие нагрузки ни в коем случае не мешают процессу восстановления.

Если нагрузки превышают 50-60% максимального аэробного уровня (что составляет примерно 70-75% максимального ЧСС), то аэробная система перестает справляться с нагрузками, независимо от вашего физического состояния. Начинается активный синтез молочной кислоты. Вскоре вы начинаете чувствовать непреодолимое желание прекратить упражнения. (Заметим, однако, что у некоторых спортсменов аэробная система может работать даже при 85% аэробного уровня).

Удаление из организма излишков молочной кислоты происходит быстрее при активном восстановлении. Рекомендуется выполнять упражнения на большие группы мышц, при этом нагрузки должны быть в диапазоне равномерного потребления кислорода или ниже. Пока преимущества активной разминки в данном случае подтверждаются лишь практически. В принципе активизация процесса удаления молочной кислоты может быть связана с усилением кровотока к органам, для жизнедеятельности которых необходима молочная кислота (печень и сердце). Кроме того, при активном восстановлении увеличивается кровоток к мышцам, что тоже способствует удалению излишков молочной кислоты, так как мышечная ткань окисляет эту кислоту в процессе цикла Кребса (аэробная система синтеза АТФ). Однако если разминка слишком интенсивная и нагрузки превышают точку аккумуляции молочной кислоты в крови, процесс восстановления организма может затянуться, так как в этом случае синтез молочной кислоты будет продолжаться.

Если оставить свободу выбора за клиентом, большинство людей сами смогут четко определить для себя уровень активности, необходимый для восстановления организма. Этот уровень будет соответствовать нагрузкам, лежащим ниже точки аккумуляции молочной кислоты. При таких нагрузках человек не задыхается, говорит, не заглатывая воздух, не жалуется на то, что у него болят мышцы или что в них ощущается жжение (аккумулирование молочной кислоты).

«Заминка» помогает организму восстановить запасы энергии. Если способ восстановления выбран правильно, нагрузки на сердце минимальны.

Хронология энергетического спектра при выполнении упражнений на развитие кардиореспираторной системы

1.Первые 10 секунд. На первые минуты активности вполне хватает запасов энергии, имеющихся в организме. На этом этапе энергия выделяется за счет расщепления фосфокреатина (ФК) и АТФ, запасы которых в организме невелики и быстро исчерпываются (ФК и АТФ хватает на срок от 10 секунд до нескольких минут, в зависимости от уровня нагрузки).

Заметим, что система АТФ-ФК не вырабатывает молочную кислоту. Повышенный уровень в крови молочной кислоты на начальных этапах выполнения упражнений объясняется одновременным включением механизма выработки молочной кислоты. Указанные две схемы действуют до тех пор, пока вы не войдете в состояние устойчивого потребления кислорода, когда начинает активно работать аэробная система и кислородная «дыра» ликвидируется.

2.Первые 1-3 минуты. Небольшое количество энергии производится за счет расщепления гликогена, содержащегося в мышечной ткани, или глюкозы, вырабатываемой печенью и поставляемой кровью к работающим мышцам. Этот процесс называется анаэробным гликолизом. Насколько интенсивно работает данная система, зависит от уровня нагрузок. Молочная кислота является побочным продуктом химических реакций, идущих при анаэробном гликолизе (т.е в условиях недостатка кислорода). При активизации данного механизма, молочная кислота в организме накапливается очень быстро, в результате человек устает и прекращает заниматься. После снижения нагрузок большая часть молочной кислоты, выработанной вследствие расщепления гликогена и глюкозы, захватывается кровью и доставляется к печени, где она снова превращается в гликоген.

3.Активность продолжительностью три минуты. На этом этапе (а именно: в состоянии устойчивого потребления кислорода, восстановления, уменьшения нагрузок) включается аэробная система. Гликоген, вырабатываемый печенью, расщепляется до глюкозы, которая затем поступает в кровь и служит топливом для аэробного и анаэробного механизмов. В начале выполнения упражнений, а также при очень высоких нагрузках глюкоза вступает в реакции по анаэробной схеме: как только человек входит в состояние устойчивого потребления кислорода, превалирующим становится аэробный механизм переработки глюкозы.

38

ГЛАВА 5. ФИЗИОЛОГИЯ И РАЗВИТИЕ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.От трех минут до нескольких часов в состоянии равномерного потребления кислорода.

Вконечном итоге жировые клетки начинают расходовать жиры – «излюбленное топливо» аэробной системы. В первую очередь, происходит расщепление жирных кислот до глюкозы и гликогена, из которых затем синтезируется АТФ. Единственными ограничителями в работе данного механизма являются истощение запасов гликогена и глюкозы в мышцах, а также недостаток кислорода. В целом аэробный механизм позволяет довольно долго выдерживать физические нагрузки.

5.Восстановление. На данном этапе молочная кислота, АТФ, ФК синтезируются и

используются в присутствии достаточного количества кислорода. Тренеры очень часто упускают этот этап, хотя он очень важен при восстановлении организма после анаэробных нагрузок (например, при анаэробных кардиореспираторных интервалах или силовых упражнениях).

Усталость – начало процесса. Если нагрузки велики (по вашему физическому уровню), организм пытается активизировать аэробный механизм, чтобы обеспечить организм необходимой энергией. Скорость аэробных реакций увеличивается, человек начинает глубже дышать. Однако в силу плохой физической формы механизмы выработки энергии не успевают синтезировать нужные «материалы». Таким образом, организм не способен поставить достаточное количество кислорода или переработать его, чтобы удовлетворить потребности аэробной системы.

Энергетическая хронология высокоинтенсивной активности

Анаэробный порог. Как только интенсивность кардиореспираторных упражнений возрастает, начинают доминировать анаэробные системы, в частности механизм синтеза молочной кислоты. Частые сокращения мышц вызывают сужение мелких артерий, в результате чего к мышцам, на которые приходятся нагрузки, начинает поступать ограниченное количество крови, а, следовательно, и меньшее количество кислорода, глюкозы, жира. В этом случае клетки вынуждены расходовать собственные запасы гликогена. Как только человек приближается к анаэробному порогу, границе зоны состояния равномерного потребления кислорода, уровень молочной кислоты в крови резко повышается. Молочная кислота замедляет аэробные реакции, что приводит к снижению интенсивности мышечных сокращений.

Если вы снижаете темп упражнений, в организм начинает поступать достаточное количество кислорода, и избыток молочной кислоты переходит в глюкозу или гликоген. Вся «лишняя» молочная кислота удаляется из организма за 30-45 минут.

По анаэробному механизму синтезируется довольно много энергии. Однако возможностей этой системы хватает лишь на 40-50 секунд. Это происходит потому, что наш организм не может в течение длительного времени пребывать в условиях избытка молочной кислоты и недостатка АТФФК. В отличие от анаэробной системы, аэробная система активизируется с увеличением нагрузок.

Анаэробный порог и интервальные тренировочные занятия

Вся эта довольно сложная информация очень полезна при составлении программ кардиореспираторных занятий. Здесь возможно несколько подходов, позволяющих приостановить процесс выработки молочной кислоты. Описанные ниже методы помогут вашим клиентам стать более работоспособными, приобрести отличную физическую форму и похудеть, при этом уменьшить лишнюю массу тела.

Нагрузки в пределах состояния равномерного потребления кислорода на границе с анаэробным порогом. Анаэробный порог – предел возможностей аэробной системы, когда для удовлетворения возрастающих потребностей организма в энергии начинается процесс усиленной выработки молочной кислоты, что, в конце концов, приводит к изнеможению. Периодически доводя нагрузки до уровня, близкого к анаэробному порогу, вы тренируете аэробный механизм.

Интервальные тренировки. Интервальный метод состоит в следующем: вы чередуете периоды нагрузок, превышающих анаэробный порог, с периодом восстановления сил. Отодвинуть границу анаэробного порога можно только путем высокоинтенсивных кардиореспираторных упражнений. Чередуйте нагрузки и отдых, и граница интенсивной выработки молочной кислоты поднимется. В результате вы станете более выносливым (за счет расширения зоны равномерного потребления кислорода), приобретете отличную физическую форму, похудеете.

Если нагрузки невелики, ваш аэробный уровень никогда не увеличится, и показатели выносливости останутся прежними. Нагрузки на уровне, требующем очень интенсивной работы кардиореспираторной системы (когда процент от максимального аэробного уровня составляет большую величину), называются «функциональным процентом максимального аэробного уровня». Этот показатель служит характеристикой состояния кардиореспираторной системы.

Эти моменты необходимо учитывать, когда хотите добиться определенных результатов. Однако если у клиента плохое здоровье, здесь требуется осторожный подход. В этом случае

39

Ч А С Т Ь 2. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ФИТНЕС-ПРОГРАММЫ

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

интервальные переходы должны быть более плавными, нагрузки очень небольшими. Главное – учитывайте физические возможности своего клиента.

СВЕРХНАГРУЗКИ И КАРДИОРЕСПИРАТОРНЫЙ ФИТНЕС

При составлении программы упражнений необходимо правильно рассчитать сверхнагрузки, иначе вы никогда не добьетесь успеха в деле улучшения кардиореспираторной системы.

Сверхнагрузка (не путать с перетренированностью) – это продолжительная ритмичная работа больших групп мышц, позволяющая быстро увеличить пульс и приток венозной крови к сердечной мышце. Если вы хотите добиться высоких результатов, нагрузки необходимо постоянно увеличивать.

Отметим, что пульс можно увеличить разными методами: лекарствами, эмоциями, силовыми упражнениями, однако нам важно параллельно интенсифицировать приток венозной крови к сердцу, иначе вы никогда не добьетесь результатов в деле улучшения работы кардиореспираторной системы.

Кардиореспираторные сверхнагрузки характеризуются частотой, интенсивностью и

продолжительностью.

Вкомплекс необходимо включить аэробные упражнения, интервальный сегмент с преобладанием анаэробных упражнений – только в этом случае возможно повысить выносливость организма. Правильно подобранные нагрузки позволяют улучшить работу кардиореспираторной системы, а значит, увеличить количество поступающего в кровь кислорода.

При выполнении кардиореспираторных упражнений вы добиваетесь следующих результатов:

1.Увеличение плотности тканей капилляров. При увеличении плотности тканей сосудов питательные вещества и кислород быстрее доставляются к рабочим мышцам, а побочные продукты метаболизма (молочная кислота, углекислый газ, вода) быстрее удаляются. Этот эффект наблюдается при выполнении упражнений на развитие выносливости.

2.В клетках увеличивается число митохондрий, которые часто называют «энергетическими станциями» аэробного гликолиза; кроме того, размеры митохондрий УВЕЛИЧИВАЮТСЯ. В результате этих процессов аэробный механизм начинает работать эффективнее, выдерживая интенсивные нагрузки.

3.При выполнении упражнений на развитие выносливости увеличивается количество аэробных ферментов (протеинов, катализирующих процессы выработки энергии); кислород перерабатывается более продуктивно. В результате энергия вырабатывается быстрее.

4.Интервальный режим упражнений помогает углубить процесс метаболизма: включить в механизм выработки энергии волокна всех типов.

5.Возрастает величина минутного сердечного выброса, т.е. увеличивается количество крови, «выбрасываемой» сердцем за одно сокращение.

6.Регулярные тренировки улучшают способность клеток «извлекать» кислород из крови.

Врезультате указанных физиологических и биохимических изменений клетки нашего организма приобретают способность вырабатывать АТФ по аэробного механизму даже при достаточно высоких нагрузках.

КАК ВЫБРАТЬ МЕТОД ТРЕНИРОВКИ

Когда у клиента улучшается состояние кардиореспираторной системы, его целевая направленность занятий изменяется. Чтобы удовлетворить его растущие запросы, можете выбрать любые упражнения на большие группы мышц. Первое, на что вы должны обратить внимание при разработке программы: необходимо проанализировать упражнения с точки зрения работы энергетических систем организма. Признаком эффективной работы энергетической системы является хорошая техника выполнения упражнения и прекрасная физическая форма. Чтобы улучшить работу кардиореспираторной системы, необходимо выполнять как аэробные, так и анаэробные упражнения. Интервальный метод позволяет отодвинуть анаэробную границу.

Адаптация к интервальным нагрузкам, превышающим границу состояния равномерного потребления кислорода, повышает способность человека работать с большой интенсивностью анаэробно, а также при высоком уровне молочной кислоты в крови.

В деле выбора упражнений следует в основном ориентироваться на интересы клиента, при этом, конечно, необходимо задавать такие нагрузки, которые позволяли бы эффективно тренировать кардиореспираторную систему. Может возникнуть вопрос, как правильно выбрать нагрузки. Прежде всего, ориентируйтесь на физическое состояние человека и его цели. Не забудьте спросить своего клиента, зачем он пришел к вам: улучшить технику выполнения упражнений, свою физическую форму, похудеть, поправить здоровье.

Помимо упражнений для улучшения работы кардиореспираторной системы рекомендуется: заниматься ходьбой, аквааэробикой, плаванием, бегом, горным велосипедом, степ-аэробикой, сайклом и др.

40