При динамической работе артериальное кровяное давление изменяется как функция выполняемой работы. Систолическое давление увеличивается почти пропорционально выполняемой нагрузке, достигая приблизительно 220 мм рт. ст. (29 кПа) при нагрузке 200 Вт.
Диастолическое давление изменяется лишь незначительно, чаще в сторону снижения. Поэтому среднее артериальное давление слегка повышается. Верхний предел нормального увеличения кровяного давления при велоэргометрии (100 Вт) составляет 200/100 мм рт. ст. в положении сидя и 210/105 мм рт. ст. в положении лежа (метод RR).
В системе кровообращения, функционирующей под низким давлением (например, в правом предсердии), давление крови во время работы увеличивается мало; отчетливое его повышение в этом участке является патологией (например, при сердечной недостаточности).
Аэробно-анаэробный переход и анаэробный порог
При увеличении эргометрической работы полезно измерять уровень нагрузки, при котором концентрация лактата в крови превысит величины 2 и 4 ммоль/л (начало перехода и порог соответственно). Результат этого теста более информативен, чем максимальное потребление кислорода при длительной (порядка часов) работе, требующей выносливости. У мужчин в возрасте 20–30 лет аэробно-анаэробный переход достигается при нагрузке порядка 1,25 Вт/кг, а анаэробный порог — приблизительно при 2,5 Вт/кг массы тела. Нагрузка, при которой достигается анаэробный порог, выраженная в процентах от нагрузки, при которой потребление кислорода становится максимальным, характеризует зависимые от тренировки процессы адаптации в мышцах (состояние тренированности). Эта величина у нетренированных лиц составляет около 50–60 %, а у высоко тренированных в видах спорта, требующих выносливости, — около 80 %.
Значение массы тела
Результаты тестов на работоспособность часто выражают с учетом массы тела (относительные величины). Однако это обобщение непригодно для оценки индивидуальных случаев; следует принимать во внимание требования, предъявляемые конкретной задачей. Это необходимо по следующим причинам.
Когда человек перемещает только массу собственного тела, физиологические параметры работы у разных лиц можно наилучшим образом сопоставить, соотнеся их с массой тела.
Для случая переноски тяжестей полезнее выражать результаты по отношению к абсолютной работоспособности или к общей массе (масса тела плюс масса груза).
Если необходимо оценить работоспособность мускулатуры, предпочтительно соотнести результаты с массой мышц (с которой коррелирует «безжировая масса тела»).
Интерпретация тестов на работоспособность
После того как установлены надежность и достоверность теста, можно делать точные и информативные выводы на основе его результатов, однако существуют два ограничения. Строго говоря, результат теста применим только к тому виду работы, который подвергается тестированию. Выводы о работоспособности при других нагрузках оправданны только в том случае, если факторы, определяющие характер работы, в значительной степени сходны, причем можно (следует) ожидать, что такой перенос всегда будет сопровождаться потерей достоверности. Результаты теста относятся только к работоспособности в момент проведения пробы.
Анализ пригодности каждого из вышеперечисленных тестов проводится исходя из критерия (условия) доступности (возможности проведения) в условиях войсковой части при сохранении максимально возможной информативности, решение за командиром (руководителем подготовки).
Приложение 6. Нагрузки на организм специалиста в зависимости от их вида
Упражнения, когда действующей нагрузкой выступает масса тела самого спортсмена, и действия, направленные на сохранение равновесного положения тела, находящегося под действием силы тяжести. При сохранении положения тела, человеку приходится уравновешивать не только силу тяжести, но и другие силы. Сточки зрения задачи уравновешивания сил можно выделить три вида статической работы мышц (рис. 6.1).
На схеме спортсмен, удерживающий «угол», одновременно выполняет следующие виды работ:
удерживающая работа — против момента силы тяжести (группа мышц 1); моментами сил тяги мышц уравновешены моменты силы тяжести звеньев;
укрепляющая работа — против сил тяжести, действующих на разрыв; силы мышечной тяги укрепляют сустав, принимают на себя нагрузку (группа мышц 2);
фиксирующая работа — против сил тяги мышц-антагонистов и других сил; силы мышечной тяги лишают звено возможностей движения, действуя друг против друга по направлению, но совместно — по задаче (группа мышц 3).
Аналогично можно рассмотреть упражнения, связанные с отжимом от опоры, например, подъем тела из упора лежа, и подобные им.
Строго говоря, согласно биомеханике, все движения человека (или его биокинематических звеньев) условно можно разделить на преодолевающие и уступающие.
В преодолевающих движениях суммарная тяга мышц направлена в сторону движения звена, в уступающих — в противоположную сторону.
Отсюда — движения человека могут выполняться с преодолевающей (положительной) или уступающей (отрицательной) работой мышц. Примером преодолевающей (положительной) работы может служить поднимание штанги. При этом мышцы укорачиваются, преодолевая силы сопротивления, приложенные к звеньям (штанге). Такие движения раньше называли активными; пассивными же считали движения, выполняемые без активного сокращения мышц, например, при помощи внешних для человека сил (опускание штанги под действием ее веса и т. п.).
Следует отметить, что в этом примере якобы «пассивные» движения на самом деле таковыми не являются, так как при этом движении (опускание штанги под действием ее веса) спортсмен напряжением мышц-антагонистов тормозит или останавливает ее движение, вызванное внешними для него силами (сила тяжести штанги при опускании ее на помост). В таких случаях антагонисты совершают уступающую (отрицательную) работу (растягиваясь, они как бы уступают движущим внешним силам), причем совершают иногда огромную работу, при которой их активность (в биологическом смысле) очень велика. Поэтому их движения нецелесообразно называть пассивными, а правильнее называть уступающими. Не следует смешивать понятия «активные силы» в смысле механическом (способные вызвать движение) и в смысле биологическом (тяги мышц). Правильнее делить движения на преодолевающие (с положительной работой мышц) и уступающие (с отрицательной работой мышц). И те и другие движения активные. Пассивными же следует называть лишь движения без активного участия мышечных сил (свободное падение, пассивное «падение» расслабленной руки и т. п.), при которых действительно мышцы никакой роли не играют.
Таким образом, в преодолевающих движениях главными источниками движущих сил служат только мышечные тяги, хотя им могут помогать и иные силы. Тормозящие силы могут быть весьма разнообразными:
• в упражнениях с отягощением — их вес и силы инерции;
• в упражнениях с эспандером — силы его упругой деформации;
• в упражнениях с сопротивлением партнера — вес и сила инерции тела партнера, его мышечные силы;
• в упражнениях без снарядов — вес и силы инерции собственных частей тела и даже тяги своих мышц-антагонистов.
В уступающих движениях источниками движущих сил могут быть любые силы, а тормозящими служат преимущественно тяги мышц-антагонистов.
При верхней опоре приближение к ней преодолевающим движением выполняется по механизму притягивания; движение в обратном направлении — уступающее (например, опускание вниз). Возбужденная мышца напрягается и, если может преодолеть сопротивление, сокращается, сближая при этом места прикрепления; сближаются два звена, соединенные мышцей.
Притягивание — способ выполнения мышцами положительной работы.
При верхней опоре звенья, соединенные с подвесом (перекладиной, уступом скалы и т. п.), — опорные, они чаще всего остаются неподвижными. Остальные звенья тела подвижные, они перемещаются относительно опорных звеньев и друг друга.
Рассмотрим упражнение подтягивания на перекладине, являющейся верхней опорой.
Общий механизм притягивания при верхней опоре схематически состоит в следующем (рис. 6.2).
Силой тяжести опорных звеньев (кистей рук), закрепленных на верхней опоре (перекладине), как и силой тяжести схематически изображенных звеньев с пружиной (предплечье и плечо), можно пренебречь. Мышца (на рисунке изображена как растянутая пружина), соединяющая подвижные звенья с опорными, под действием силы веса подвижных звеньев (тела) (Р) напряжена. Ее сила тяги приложена к рычагам и не позволяет им опуститься вниз: сила F вызывает равное и противоположное по направлению противодействие реакции опоры (Rct). Сила F" равна по модулю силе Р (как действие и противодействие). В этом исходном положении движения еще нет. Чтобы вызвать притягивание подвижных звеньев к верхней опоре, необходимо увеличить напряжение мышцы (приращение силы тяги соответственно AF' и AF"), тогда сила +А F" вызовет ускорение (+а) подвижных звеньев, направленное вверх; появится направленная вниз сила инерции (Fm), приложенная к рычагам. Это обусловит возникновение динамической составляющей реакции опоры (R). Сила+А F" и представляет собою ускоряющую силу, вызывающую притягивание. Центр масс подвижных звеньев получает ускорение. Реакция опоры как реакция связи движения не вызывает, движущей силой она не является, но без нее изменение движения ЦМ невозможно. Источником же энергии движения служит мышца; ее сила тяги (+АF') для подвижных звеньев — сила внешняя. Следовательно, закон сохранения движения ЦМС соблюдается.
