1.2. Система аэробного обеспечения

Термин «аэробный» заимствован из физиологии, он использу­ется при определении химических и энергетических процессов, обеспечивающих работу мышц. Известно, что обмен веществ при возбуждении мышцы представляет собой сложную систему хи­мических реакций. Процессы расщепления сложных молекул на более простые сочетаются с процессами синтеза (восстановления) богатых энергией веществ. Один из этих процессов может идти только в присутствии кислорода, то есть в аэробных условиях. При аэробных процессах вырабатывается значительно большее количество энергии, чем при анаэробных реакциях. Углекислый газ и вода являются основными продуктами распада при аэробном способе выработки энергии и легко удаляются из организма при помощи дыхания и пота. К видам двигательной активности, стиму­лирующим повышение потребления кислорода во время занятий, относятся различные циклические движения, выполняемые с не­высокой интенсивностью достаточно длительное время.

В широком смысле к аэробике относятся циклические виды локомоций: ходьба, бег, плавание, катание на коньках, лыжах, ве­лосипеде и другие виды двигательной активности. Выполнение общеразвивающих и танцевальных упражнений, объединенных в непрерывно выполняемый комплекс, также стимулирует работу сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Это и дало основание использовать термин «аэробика» для разнообразных программ, выполняемых под музыкальное сопровождение и имеющих тан­цевальную направленность. Это направление оздоровительных занятий получило огромную популярность во всем мире.

Аэробные упражнения, так же как и другие, выполняются за счет сокращения мышц. Для этого требуется энергия, которая может поставляться двумя путями: анаэробным, когда все компонен­ты находятся внутри мышц, и аэробным, при котором требуется доставка к мышечным волокнам кислорода и энергетических суб­стратов - сжигаемых веществ. Таким образом, в системе аэробного обеспечения выделяют системы транспорта, утилизации, а также управления и обеспечения: ЦНС, гормональная, водно-солевая, терморегуляции и др. (G. Doganis, Р. Iosifidou, S. Vlachopoulos, 2000; А.В. Ромашов, 2003).

Основными элементами системы транспорта являются легкие, сердце, сосуды, кровь, запасы гликогена в печени и липидов в жи­ровых депо. В системе утилизации это: митохондрии миокарда и мышц, внутриклеточные запасы кислорода (в связи с миоглобином), гликогена, жиров.

Функционирование аэробной системы энергообеспечения

В начале любых упражнений в качестве источника энергии используются запасы креатинфосфата (КрФ) в мышцах. Практи­чески мгновенно (в течение 1-2 с) развертываются системы внут­риклеточного дыхания, для которых кислород доставляется из миоглобина мышечных клеток и гемоглобина капиллярной крови. Этих источников энергии хватает на 10-30 с, в течение которых под воздействием ЦНС, гормональной системы и сигналов с со­судистых хеморецепторов постепенно интенсифицируется работа систем доставки кислорода к мышцам и мобилизуются внекле­точные запасы углеводов и жиров (О. Inbar, Bar-Or., J.S. Skinner, 1996).

После врабатывания (2-4 мин), в течение которого достигается требуемая интенсивность и сбалансированность функционирова­ния всех систем аэробного энергообеспечения, наступает устойчи­вое состояние, которое может поддерживаться достаточно долго, если мощность работы не превышает порога анаэробного обмена (ПАНО) - т. е., когда еще может поддерживаться баланс между скоростью продукции анаэробных метаболитов (лактат, ионы во­дорода) в быстрых мышечных волокнах и их удалением.

При более высокой интенсивности накопление анаэробных продуктов распада является причиной возникновения утомле­ния. Поэтому для продолжения тренировки необходим активный отдых — временное снижение интенсивности ниже анаэробного порога, после чего опять выполняется работа (повторный и ин­тервальный метод). Таким образом, ПАНО - это «грань» между интенсивностью, с которой можно работать длительное время (как непрерывным, так и переменным методом) и уровнем ЧСС, при котором подключаются анаэробные механизмы энергообеспече­ния, активизируя более быстрое развитие утомления (A. Weltman, 1995).

Срочные эффекты аэробики. При интенсивности ниже АП пропорционально нагрузке возрастают: легочная вентиляция, пот­ребление кислорода, частота сердечных сокращений, температура тела, артериальное давление, потоотделение. В кровь в небольшом объеме выбрасываются гормоны и нейромедиаторы симпатоадреналовой и глюкокортикоидных систем, возрастает содержание сахара и жиров. В реакциях энергообеспечения используются, в основном, внутримышечные запасы макроэргических веществ. Жировые депо мобилизуются незначительно (Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, 1993).

При интенсивности выше ПАНО наблюдаются те же явления, но они выражены гораздо сильнее. Углеводы становятся преиму­щественным источником энергообеспечения, в крови накапливает­ся молочная кислота и другие метаболиты, происходит интенсив­ное потоотделение, значительно возрастает легочная вентиляция за счет увеличения частоты дыхания, ЧСС и потребление кисло­рода может достигнуть максимума, накапливается кислородный долг.

Отставленные эффекты аэробики. За счет увеличения про­изводительности системы транспорта и утилизации кислорода повышается выносливость. В то же время дальнейшее развитие выносливости может лимитироваться, например, миокард имеет врожденные анатомические особенности, которые могут ограни­чивать его производительность. В этом случае повысить плотность капилляров и митохондрий в мышцах очень тяжело и производи­тельность всей системы будет небольшой. Мышцы также могут лимитировать дальнейший прогресс выносливости. Например, в случае недостаточной силы медленных мышечных волокон. Такие мышцы не будут создавать достаточного «кислородного запроса» и, следовательно, вся система не выйдет на индивидуально макси­мальный уровень функционирования (Г. Горцев, 2001).

Под воздействием аэробной тренировки в отдельных системах и органах могут происходить следующие перестройки.

Миокард: незначительно увеличивается объем полостей сердца, происходит гипертрофия мышечных стенок, улучшаются ионные процессы, повышается плотность митохондрий - все это улучшает сократимость миокарда и повышает максимальный сердечный выброс и устойчивость работы сердца при длительной мышечной нагрузке, повышая производительность сердца. Кроме этого уве­личивается просвет коронарных сосудов, плотность капилляров, снижается реактивность миокарда на действие стрессоров (Clin Hemorheol Microcirc, 1990).

Система кровообращения: увеличивается просвет и эластич­ность магистральных и периферических сосудов, увеличивается плотность капилляров, что способствует профилактике атероскле­роза и улучшению обеспечения тканей кислородом, гормонами и пластическими веществами (О.К. Тарнопольская, 1984).

Кровь: увеличивается общий объем циркулирующей крови, гемоглобина и эритроцитов, увеличивается производительность кислородно-транспортной функции (З.Н. Прокопюк, 2000).

Мышцы: растет плотность митохондрий и капилляров, концен­трация миоглобина, запасов гликогена и триглицеридов, возника­ет незначительная гипертрофия медленных мышечных волокон. В целом такие перестройки увеличивают выносливость мышц при выполнении работы аэробного характера (Дж. X. Уилмор, Д.Л. Костпилл, 1997).

Эндокринная система: аэробные упражнения способствуют незначительному увеличению веса и функциональной мощности некоторых желез, снижают их реакцию на выполнение умеренной мышечной работы, повышают способность поддерживать высо­кую функциональную активность в течение длительного времени, изменяют чувствительность тканей к гормонам, что способствует улучшению регуляции функций организма и обменных процессов (Gallup Е.М., 1995).

Регуляторный эффект аэробных упражнений выражается в экономизации деятельности функций всего организма. Это обес­печивается совершенствованием окислительных процессов (уве­личением количества митохондрий в различных органах), регуля­цией обмена веществ на всех участках и звеньях - от поступления до утилизации и выведения продуктов метаболизма, снижением интенсивности ответа тканей на действие гормонов и нейроме­диаторов, снижением тонуса симпатической нервной системы и, напротив, повышением тонуса парасимпатической системы, име­ет некоторый антисклеротический эффект, так как понижается уровень холестерина и улучшается соотношение липопротеинов высокой и низкой плотности в крови (В. Тристан, О.В. Погодаева, 1997).

При оздоровительных формах занятий наблюдается незначи­тельное снижение массы тела. Большей активности препятству­ет снижение основного обмена, повышение тонуса парасимпати­ческой нервной системы и снижение реактивности на гормоны (Р.М. Энока, 1997).