Основным процессом ресинтеза АТФ является так называемый аэробный механизм, который осуществляется с использованием вдыхаемого кислорода. Движения невысокой интенсивности в спортивных упражнениях, где частота пульса не превышает 140–160 уд/мин, а также в повседневных действиях человека (ходьбе, выполнении несложной работы, напряжением мышц для поддержания позы и т. д.) обеспечиваются кислородом, доставляемым к работающим тканям током крови.
Исследования, проведенные со спортсменами высокой квалификации, показали, что, чем большее количество кислорода доставляется к работающим мышцам, тем выше, как правило, их спортивный результат в соревнованиях на выносливость. Максимальное потребление кислорода (МПК) определяется по количеству потребления О2
во время работы со ступенчато повышающейся нагрузкой и выражается в количестве потребленного кислорода, приведенного к единице массы человека. У сильнейших лыжников и бегунов на длинные дистанции этот показатель достигает 90 мл/кг/мин. Спринтеры обычно характеризуются показателями МПК в пределах 50–60 мл/кг/мин. Может показаться, что для спринтера кислородный механизм энергообеспечения является весьма несущественным. И это действительно так, если рассматривать только соревновательную деятельность бегунов на короткие дистанции. Например, в беге на 100 м спортсмен выполняет 13–19 неглубоких вдохов.Известно, что при самой интенсивной деятельности кровь в организме человека успевает делать полный кругооборот лишь за 8 секунд. С выстрелом стартера бегуны мгновенно включают в работу значительное число мощных мышечных групп, для функционирования которых необходимо столько кислорода, сколько не может гемоглобин крови доставить в работающие мышцы. Поток крови с требуемым окислителем достигает своей конечной цели лишь через 4–5 секунд с момента старта, спортсмены же к этому времени преодолевают половину дистанции. И все же показатель максимального потребления кислорода является достаточно важным для бегунов на короткие дистанции. Высокое МПК позволяет, прежде всего, переносить большие тренировочные нагрузки, без чего невозможно достижение высокого результата.
Чем выше аэробные возможности спортсменов, тем скорее у них протекают процессы восстановления. Это дает возможность прийти довольно свежим к следующему кругу соревнований или чаще использовать интенсивные тренировочные занятия. По мере увеличения длины спринтерской дистанции повышается значение кислородного механизма энергообеспечения работающих мышц. По сравнению с бегом на 100 м вклад аэробного процесса в беге на 200 м в общих энерготратах возрастает в 2,5 раза, а в беге на 400 м – в 5 раз.
Что же лимитирует наши аэробные возможности? Прежде всего – это размеры сердца. У сильнейших стайеров объем сердца примерно составляет 1100 см3
, у спринтеров – 900 см3. Таким образом, при равном числе сердечных сокращений количество крови, отправляемой к работающим мышцам, у бегунов на короткие дистанции значительно меньше. Важными факторами, обеспечивающими механизм кислородного энергообеспечения, также являются мощность сердечной мышцы, скорость кровотока, объем циркулирующей крови, ее способность связывать большее количество кислорода, возможности утилизации кислорода работающими мышцами.Из практики тренировки известно, что развитие аэробных возможностей наиболее эффективно при равномерной тренировочной нагрузке с интенсивностью, при которой частота пульса находится в пределах 150–165 уд/мин.
Конечный пункт доставки кислорода – мышечное волокно. От сердца обогащенная кровь сначала по аорте (диаметром 4 см), затем по более мелким сосудам доставляется к работающим мышцам, где микрокапилляры (их число составляет до 2000 на 1 мм2
мышечной ткани) осуществляют окисление продукта мышечного метаболизма. При выполнении длительных равномерных тренировочных нагрузок значительно расширяется сеть микро капилляров (общее их количество может возрасти на 100 %), а также повышаются возможности кардио-респираторной системы.При проведении повторной тренировки, когда пробежки чередуются с паузами отдыха, в основном совершенствуются возможности сердечнососудистой системы (увеличивается мощность сердечного выброса). Как показали исследования, оптимальными в данном случае являются отрезки бега в 200 м со скоростью 90 % от максимальной и паузами отдыха, продолжающимися до тех пор, пока частота пульса не снизится до 120 уд/мин. Таким образом, аэробный механизм энергообеспечения, являясь существенным для спринтера, все же не решает основных задач энергообеспечения при работе с максимальной мощностью.
В беге на короткие дистанции основные энергетические процессы происходят без участия кислорода; их называют анаэробными. Мощность таких процессов по сравнению с аэробными выше в 2–4,5 раза.
При недостатке кислорода ресинтез АТФ из АДФ происходит за счет распада креатин фосфата (КРФ) или ферментативного расщепления глюкозы или гликогена до молочной кислоты. Соответственно эти процессы называются анаэробным алактатным и анаэробным гликоли-тическим.