Максимальне споживання кисню як показник продуктивності аероба і чинники, його визначаючі

Споживання кисню м'язами зростає з активізацією їх діяльності, наприклад із збільшенням швидкості бігу. У кожної людини є своя межа споживання кисню при напруженій м'язовій діяльності - максимальне споживання кисню.

МПК є показником продуктивності аероба, бо визначає максимальну інтенсивність реакцій аеробів в організмі.

У свою чергу, МПК залежить від максимальних можливостей дихання, кровообігу і системи крові, забезпечуючих доставку кисню тканинам. Тому МПК також служить найважливішим показником функціонального стану цих систем.

МПК високотренованих спортсменів, виступаючих на довгих дистанціях, складає 5-6 л/міни, а у нетренованих людей коливається в межах 2,5 - 3,5 л/мін. При порівнянні МПК різних спортсменів потрібно враховувати їх вагу. Так, не можна порівнювати два лижники вагою 60 - 80 кг, якщо МПК їх однаково, наприклад 5,5 л/мін. Важчий спортсмен розвиває на дистанції велику потужність і відповідно споживає більше кисню. Тому правильніше розраховувати МПК в питомих одиницях ваги тіла - в мл/мин/кг. Так, для лижника, 60 кг, що важить, МПК, рівне 5,5 л/мін (5500 мл/мин) : 60 кг = 91,7 мл/мин/кг, буде високим, а для 80 кг, що важить, - помірним: 5500 мл/мин : 80 кг = 69,8 мл/мин/кг.

У спокої, сидячи, людина споживає 0,25 - 0,30 л кисню в 1 мін. Звідси витікає, що спортсмени при фізичному навантаженні можуть збільшити споживання кисню в 20 разів в порівнянні із спокоєм (6 л/міни : 0,3 л/мін = 20), а неспортсмени - тільки в 10 разів.

Щоб зрозуміти, від чого залежить величина МПК в організмі, потрібно зіставити максимальні можливості дихання, кровообігу і системи крові, доставляючих кисень з атмосфери до працюючих м'язів.

Система дихання

При м'язовій роботі глибина дихання може досягати 2-3 л, а частота - 60-90 дихальних рухів в 1 мін. Почастішання дихання більше 40-50 разів в 1 мін приводить до зниження його глибини. При глибині дихання 3 л. спортсмен може забезпечити легеневу вентиляцію до 100 - 120 л/мін. Подальше зростання легеневої вентиляції можливе лише при збільшенні частоти дихання.

У момент досягнення МПК (5,5-6 л/мін) легенева вентиляція складає 140-160 л/міни і більш при частоті 60 дихань в 1 мін.

Це приблизно в 20 разів більше, ніж у спокої. Дані вимірювань максимальної довільної легеневої вентиляції у спокої говорять про те, що у спортсменів вона може бути ще більшою - доходити до 200 - 250 л в 1 мін. Звідси зрозуміло, що зовнішнє дихання не обмежує МПК людину. Збільшення легеневої вентиляції понад необхідне не приводить до збільшення споживання кисню тому, що кисень легенів вже не може засвоюватися кров'ю в більшій кількості.

Система кровообігу

Показником інтенсивності кровотоку в організмі служить хвилинний об'єм крові. У спокої він складає 4000 -5000 мл/мин (4 - 5 л/міни).

Об'єм систоли крові у спокої рівний 60-80 мл. Під час роботи він збільшується залежно від місткості шлуночків і розвитку їх мускулатури. Максимальний об'єм систоли крові у спортсменів може досягати 180-200 мл. Проте при ЧСС, яка спостерігається у момент досягнення МПК (180-190 уд/мин), об'єм систоли менше - не перевищує 170 мл.

Почастішання серцебиття понад 200 уд/мин вже не приводить до збільшення хвилинного об'єму крові, тому що об'єм систоли при цьому знижується ще більше.

Таким чином, хвилинний об'єм крові тренованих людей складає 30-35 л (наприклад, 170 * 200 уд/мин = 34000 мл/мин), що в 7-8 разів перевищує рівень спокою. Якщо порівняти це з більш ніж 20 -кратним збільшенням зовнішнього дихання, то стане ясно, наскільки відносно менше резерви кровообігу. Саме хвилинний об'єм крові, визначуваний в основному працездатністю серця, в першу чергу лімітує споживання кисню організмом.

Максимальний об'єм крові досягається лише при виконанні таких вправ, які створюють сприятливі умови для кровообігу, а саме при динамічній циклічній роботі більшості скелетних м'язів. М'язи, що при цьому скорочуються, допомагають серцю в просуванні крові, забезпечуючи задоволення кисневого запиту.

Грудна клітка при неутрудненому диханні виконує функцію “дихального насоса”, допомагаючи поверненню венозної крові до серця з великого круга кровообігу.

Чинники, сприяючі діяльності серця, особливо м'язовий насос, забезпечують вищу продуктивність аероба при роботі лижника і плавця по порівнянню, наприклад, з велосипедистом, у якого під час педалювання працюють набагато менше м'язи при недостатньо вільному диханні. При роботі на велоергометрі за допомогою рук і ніг спортсмени споживають більше кисню і підтримують вищу потужність, ніж при роботі з допомогою тільки ніг.

Отже, за всіх сприятливих умов хвилинний об'єм крові може максимально перевищити рівень спокою лише в 7-8 разів. Яким же чином досягається 20 кратне збільшення доставки кисню до тканин? Зрозуміти це можна, якщо врахувати особливості перенесення кисню кров'ю.