Глава 3. Исследования физической работоспособности

ФР проявляется в различных формах мышечной деятельности. Она зависит от физической формы или готовности (physical fitness) человека, его пригодности к физической работе, физической культуре, спортивной деятельности.

Физическая работоспособность (physical work capacity, physical performance capacity) — потенциальная способность человека проявить максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. ФР — понятие комплексное, его можно охарактеризовать рядом факторов. К ним относятся: телосложение и антропометрические показатели; мощность, емкость и эффективность механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем; сила и выносливость мышц, нейромышечная координация (ловкость); состояние ОДА (гибкость). На рис. 3.1 показаны компоненты комплексного механизма ФР (Аулик А.В.).

Рис. 3.1. Компоненты комплексного механизма физической работоспособности (Аулик А.В.)

Уровень развития отдельных компонентов ФР различен. Он зависит от наследственности и от внешних условий — профессии, характера физической активности и вида спорта. В более узком смысле ФР понимают как функциональное состояние кардиореспираторной системы. В повседневной жизни интенсивность физической нагрузки невысока и имеет аэробный характер, поэтому обычную работу лимитирует именно система транспорта кислорода. Увеличение распространения коронарной болезни, ИМ, нарушений кровообращения головного мозга, гипертензии заставляет специалистов сосредоточить внимание на состоянии кардиоваскулярной системы. Поэтому при массовых исследованиях часто ограничиваются определением максимума аэробной мощности, что принято считать главным фактором ФР. Уровень физической активности людей влияет не только на их ФР, но и на состояние здоровья.

Энергетика — один из основных факторов обеспечения ФР. Максимальные двигательные достижения человека зависят от энергетических запасов и скорости их ресинтеза с помощью аэробного и анаэробного процессов. В этой связи ФР дифференцируют по преобладающему вкладу разных путей ресинтеза АТФ:

• аэробную ФР;
• анаэробную ФР:
  а) лактатную;
  б) алактатную;
• ФР со смешанным типом энергообеспечения.

Аэробная ФР — это способность человека выполнять длительную циклическую работу, требующую значительного напряжения аэробных окислительных процессов. Показателями аэробной ФР являются объем, мощность или предельное время выполняемой работы (в спорте — спортивный результат).

Вклад аэробного механизма энергообеспечения можно измерять путем регистрации VО_2max. Этот показатель для нетренированных женщин зрелого возраста составляет в среднем 2,8 л в минуту (49 мл/кг в минуту), а для мужчин — 4,0 л в минуту (57 мл/кг в минуту). Максимальные значения VО_2max наблюдаются прежде всего у спортсменов, тренирующихся на выносливость (стайерский и марафонский бег, лыжные гонки и др.) — 5–6 л в минуту (до 90 мл/кг в минуту) и более.

Аэробная ФР обеспечивается усилением центрального кровообращения: ЧСС до 170 уд/мин, СО — до 120 мл и МПК — до 22 л; возрастает кровоток в работающих мышцах до 100–150 мл на 100 г массы мышц в минуту. Увеличение этих показателей способствует поступлению в мышцы большего количества кислорода. В тканях организма, прежде всего в мышечной, расширяются возможности аэробного ресинтеза АТФ за счет увеличения количества и размера митохондрий, количества миоглобина, активности ферментов аэробного окисления, накопления гликогена и внутриклеточных липидов.

Анаэробная ФР — это способность человека выполнять кратковременную работу с максимально мощным сокращением мышц, что требует максимального напряжения алактатного и лактатного механизмов энергопродукции. В связи с этим различают два вида анаэробной ФР:

• алактатная анаэробная, фосфагенная (обеспечивается за счет энергии распада АТФ и КФ);
• лактатная анаэробная, гликолитическая (обеспечивается за счет энергии, образующейся в процессе анаэробного гликолиза).

Проявляется анаэробная ФР в скоростно-силовых возможностях, ее показателями являются предельная скорость выполнения движений, уровень максимальной скорости освобождения энергии во время анаэробных реакций (для лиц зрелого возраста она равняется 50 ккал/кг в минуту). Более распространенной является оценка вклада анаэробного механизма в процесс энергообеспечения физической работы по количеству кислорода, потребляемого после работы сверх уровня потребления в состоянии покоя (кислородный долг). Этот показатель удается определить только с использованием газоанализатора, также можно измерить быстрый компонент кислородного долга (алактатный) и медленный (лактатный), которые, соответственно, характеризуют вклад обоих анаэробных механизмов в энергообеспечение работы.

Распространенным показателем, отражающим вклад анаэробного гликолиза в энергообеспечение физической работы, является максимальный уровень молочной кислоты в крови, что характеризует максимальную мощность гликолитического механизма. Этот показатель может достигать 26 ммоль-л^–1.

Обеспечение высокого уровня анаэробной ФР осуществляется в основном благодаря высоким возможностям центральной нервной регуляции мышечной деятельности, высокой способности мышц к скоростно-силовым проявлениям, емкости и мощности фосфагенной энергетической системы работающих мышц.

ФР со смешанным типом энергообеспечения — это способность человека выполнять физическую работу в режимах деятельности двигательного аппарата, приближенных к максимальным. Механизмы энергообеспечения работают в максимальных (аэробных и гликолитических) и близких к максимальным (алактатном) режимах.