1.3. Использование неметаболической энергии в опорной фазе шага

1. 3. Использование неметаболической энергии в опорной фазе шага

В ряде циклических видов спорта существенное влияние на биомеханику и энергетику скоростных локомоций оказывает движение по инерции в каждом двигательном цикле, например, в плавании, лыжном, конькобежном, велосипедном и гребном спорте. Это удлиняет период расслабления мышц, преимуще- ственно задействованных в работе, и способствует экономизации общих энергозатрат.

В легкоатлетическом беге этот фактор отсутствует, и специфи- ка бега заключается в так называемом «переднем толчке» и верти- кальных колебаниях общего центра масс тела (ОЦМТ). С увели-

чением скорости бега траектория ОЦМТ несколько повышается, что приводит к усилению «переднего толчка» и увеличению по- терь скорости передвижения.

Однако «передний толчок» наряду с негативными имеет и по- ложительные стороны. В момент постановки ноги на дорожку про- исходит упругая деформация напряженных мышц-разгибателей ноги и накопление в них упругой (неметаболической) энергии, которая затем немедленно используется для повышения мощ- ности их сокращения. Например (рис. 1. 3), при постановке ноги на опору (а) камбаловидная мышца растягивается, накапливает энергию упругой деформации (в) и отдает ее массе тела в начале разгибания ноги (с). Это является существенной силовой добав- кой в общую энергетику движения (феномен рекуперации энер- гии упругой деформации мышц), которая способствует компен- сации неизбежных потерь скорости в момент постановки ноги на дорожку и поддерживает ее постоянство на дистанции.

Такой режим работы мышц, при котором используется упру- гая энергия их деформации, был впервые изучен на примере тройного прыжка с разбега и классифицирован как реактивно- баллистический, а свойство организма эффективно исполь- зовать этот режим было названо реактивной способностью нервно-мышечного аппарата (Ю. Верхошанский, 1959, 1963). Дальнейшие исследования показали, что при наиболее эконо- мичных скоростях передвижения рекуперируется до 60% полной механической энергии тела и лишь около 40% рассеивается в ци- кле шага и требует восстановления в последующем цикле за счет

а                                б                                         в

Рис. 1. 3. Упругая деформация камбаловидной мышцы при отталкивании в беге. При постановке ноги на дорожку мышца растягивается (а), накапливает энергию упругой деформации (в) и отдает

ее при завершении отталкивания стопой

метаболических источников. Способность мышц накапливать упругую энергию тесно связана со спортивными результатами в беге на длинные дистанции (r = 0, 785) и его экономичностью (r = 0, 870).

1. 4. Специфичность режимов работы организма при беге с различной скоростью

Бег с предельной и умеренной интенсивностью, несмотря на внешнее сходство, – это различные режимы работы организма. Разница здесь заключается прежде всего в мощности потока им- пульсации, идущей на мышечную периферию со стороны цент- ральной моторной зоны, которая определяет количественно- временны´ е  характеристики  электрической  активности  в  составе работающих мышц и мощность функционирования локомоторно- го аппарата.

Однако, если разница в мощности центральной импульсации в этих случаях количественная, то на уровне функциональных систем организма, обеспечивающих энергетику бега, различия но- сят качественный характер. Они выражаются в преимуществен- ной активации быстрых или медленных мышечных волокон, мо- билизации разного по составу спектра гормональных регуляторов метаболизма, использования различных энергетических субстра- тов и путей их утилизации для ресинтеза АТФ.

При беге с высокой скоростью поток центральной импульса- ции предельно интенсивен. Локомоторный аппарат функциони- рует с максимальной мощностью, с преимущественной мобилиза- цией быстрых и значительной части промежуточных мышечных волокон. Высокая активность гормональных систем усиливает креатинфосфатный механизм (КрФ) ресинтеза АТФ, повышает мощность гликолиза с образованием больших концентраций лак- тата в работающих мышцах и крови. Основными энергетически- ми субстратами являются КрФ и гликоген мышц. Скорость бега лимитируется способностью моторной зоны генерировать и под- держивать максимальный по интенсивности поток импульсации, скоростью и мощностью метаболических реакций, запасом КрФ и гликогена в мышечных волокнах и уровнем концентрации лак- тата в мышцах.

При беге с относительно меньшей скоростью передвижения поток центральной импульсации к спинальным механизмам и, следовательно, работа локомоторной системы менее интен-

сивны. Мобилизуются в основном медленные и промежуточные, а также часть быстрых мышечных волокон. Активизируются гормональные регуляторы метаболизма и энергопродукции, обе- спечивающие гомеостатические реакции и перераспределение кровотока. Усиливается кровоснабжение работающих органов и мышечных групп. В качестве энергетических субстратов в за- висимости от мощности работы используются гликоген и сво- бодные жирные кислоты. Эффективность и продолжительность работы лимитируются устойчивостью поступления кислорода, поддержанием постоянного ударного объема сердца и минутного объема крови в соответствии с величиной кислородного запро- са. Большое значение имеют «дыхательные» способности мышц, связанные с окислительными свойствами медленных мышечных волокон и их способностью к утилизации кислорода.

Тренировка преимущественно в беге с высокой и умеренной скоростью вызывает различные адаптационные реакции организ- ма, и при планировании тренировки в годичном цикле бегунов на средние и длинные дистанции это следует иметь в виду.