Классификация физических нагрузок на примере упражнений около максимальной анаэробной мощности

В спорте, как правило, аэробными называют те упражнения, которые требуют постоянного поступления кислорода в организм. Анаэробными же упражнениями обозначают нехватку воздуха во время тренировки. Другими словами, анаэробные упражнения - это недолговременные и очень интенсивные тренировки, в момент которых человеческое тело испытывает сильный недостаток кислорода. Анаэробные упражнения выполняются благодаря скопленной в мышцах энергии. В отличие от аэробных упражнений, во время выполнения которых в организм поступает кислород на постоянной основе из-за непрекращающегося дыхания. С точи зрения потребления энергии, подавляющее большинство силовых и скоростных на короткие дистанции упражнений считаются анаэробными. Стоит отметить, что предельная продолжительность анаэробного упражнения составляет, как правил, менее двух минут. К анаэробным упражнениям относится: тяжелая атлетика, спринтерские бега, преодоление наиболее крутых подъемов, прыжки со скакалкой, а также изометрические упражнения. Немаловажным будет подчеркнуть, что спортсмены осуществляют анаэробную нагрузку для развития силы, а для укрепления и наращивания мышечной массы. Более того, анаэробные упражнения задействуют гликоген, которые по-другому обозначаются накопленными человеческих организмом углеводами.Как уже было упомянуто ранее, анаэробные тренировки требуют высокой интенсивности. К примеру, упражнения с отягощением до временного отказа являются наиболее интенсивными, поскольку в работу вовлечено большее количество волокон мышц.  Для уточнения стоит подчеркнуть, что для энергетических свойств данных упражнений используют два основополагающих показателя - анаэробная мощность работы, а также максимальная анаэробная способность. Мышцы во время выполнения анаэробных упражнений задействуют так много углеводов мышечных волокон, что испытывают ощутимую нехватку кислорода. Побочным результатом анаэробной тренировки обозначают молочную кислоту, из-за большой концентрации которой возникает характерная усталость. Скопление молочной кислоты после тренировки также является причиной краткосрочностью анаэробных нагрузок. Стоит отметить, что со временем тело адаптируется к тренировкам и молочная кислота ощущается не так сильно, как ранее.  Более подробно это выражается в увеличении количества так называемых "буферных веществ", которые задерживают наступление усталости и облегчают боль от молочной кислоты. Как показал ряд исследований, буферная емкость мышц после анаэробных нагрузок может увеличиваться с 10% до 45%, из-за чего в мышечных волокнах скапливается намного больше кислоты. 
Примеры анаэробных упражнений:
Как было упомянуто выше, к анаэробным упражнениям относят поднятие тяжестей (короткие подходы - не больше 10-15 повторов). Стоит отметить, что эти анаэробные упражнения околомаксимальной мощности.
Поднятие тяжестей - Это анаэробные упражнения, связанные с максимальным силовым напряжением за короткое время. В связи с этим ухудшаются условия дыхания и кровообращения. Повышается уровень молочной кислоты и растет ее выделение с мочой. Содержание молочной кислоты тем выше, чем большая работа выполнена спортсменом. Восстановление происходит за 10–20 мин, следовательно, ресинтез АТФ идет за счет креатинфосфокиназной реакции.
Суммарные биохимические изменения зависят от числа подходов к снаряду и величины интервалов отдыха между ними: если они большие, то биохимические показатели успевают восстановиться. Биохимические сдвиги больше у спортсменов среднего и полутяжелого веса, так как у них выше мощность работы на 1 кг веса тела. При толчке расход энергии и биохимические изменения выше, чем при жиме и рывке. В ходе тренировки мышечная сила развивается более эффективно при работе с большим весом, но в медленном темпе. Однако такая тренировка не развивает выносливость к длительным циклическим нагрузкам, так как вызывает угнетение некоторых окислительных ферментов. Силовая тренировка в более быстром темпе в меньшей степени развивает силу, но создает биохимические предпосылки для развития быстроты и выносливости. [1, с. 97]
Бег на 100–200 м и прыжки в длину с разбега - это упражнения, которые относятся к анаэробным упражнениям околомаксимальной мощности . Мышцы не обеспечиваются повышенным количеством кислорода, так как кровь не успевает пройти весь большой круг кровообращения. Потребление кислорода никогда не достигает максимального, а относительная величина кислородного долга составляет 95 % и выше. Ресинтез АТФ происходит за счет креатинфосфокиназной реакции, а затем за счет гликолиза (т. е. используются внутримышечные источники энергии). [1, c. 83]
Особенности анаэробных нагрузок Основная особенность анаэробных «бескислородных» нагрузок – это высокая интенсивность, кратковременность, максимальное напряжение. Во время таких упражнений организм практически не получает кислород, в результате чего растрачивается большое количество энергии, изъятой из мышц. Упражнения выполняются в очень быстром темпе короткими подходами. К «бескислородным» нагрузкам можно отнести следующее: спринтерский бег; быстрая езда на велосипеде; силовые тренировки; бодибилдинг и пауэрлифтинг; занятия в спортивном зале на тренажерах. 
Упражнения околомаксимальной анаэробной мощности
Внешняя сторона физического упражнения
Интенсивность сокращения мышц должна составлять 70–90 % от максимума.
Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–90 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (60–80 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 12 раз.
Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с околомаксимальным темпом.
Продолжительность упражнений с околомаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 20–50 с. Силовые упражнения выполняются с 6–12 или более повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают до 10–20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 10–50 с.
Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.
При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.
При выполнении скоростно-силовых упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.
При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 2–9 мин.
Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 3–4 серии повторяются 2 раза.
Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления будто-бы должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, которые демонстрируют резко отрицательное действие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).
Внутренняя сторона физического упражнения
Упражнения околомаксимальногй анаэробной мощности требуют рекрутирования больше половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.
Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет более 90 %. В гликолитических МВ он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.
Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от нескольких секунд (изометрическое упражнение) до десятков секунд (скоростное темповое упражнение) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин). Наибольших значений (80–90 % от максимальной) она достигает сразу после финиша на 200 м и на финише 400 м. В процессе выполнения упражнения быстро растет легочная вентиляция, так что к концу упражнения длительностью около 1 мин она может достигать 50–60 % от максимальной рабочей вентиляции для данного спортсмена (60–80 л/мин). Скорость потребления О2 также быстро нарастает на дистанции и на финише 400 м может составлять уже 70–80 % от индивидуального МПК.
Концентрация лактата в крови после упражнения весьма высокая — до 15 ммоль/л у квалифицированных спортсменов

. Она тем выше, чем больше дистанция и выше квалификация спортсмена. Накопление лактата в крови связано с длительным функционированием гликолитических МВ.
Концентрация глюкозы в крови несколько повышена по сравнению с условиями покоя (до 100–120 мг). Гормональные сдвиги в крови сходны с теми, которые происходят при выполнении упражнения максимальной анаэробной мощности (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода, если отдых будет пассивный и коротким. Повторное выполнение упражнений с интервалом отдыха 2–4 мин приводит к предельно высокому накоплению лактата и ионов водорода в крови, как правило, число повторений не бывает больше 4.
Долговременные адаптационные перестройки
Выполнение «развивающих» тренировок силовой, скоростно-силовой и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют добиться следующего.
Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 65–80 % от максимума или с 6–12 подъемами груза в одном подходе являются самыми эффективными с точки зрения прибавления миофибрилл в гликолитических мышечных волокнах, в ПМВ и ОМВ изменения существенно меньше.
Масса митохондрий от таких упражнений не прибавляется.
Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 16 раз, а спортсмен его поднимает только 4–8 раз. В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.
Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.
Сокращение продолжительности выполнения упражнения околомаксимальной алактатной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности
Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку очень легко пропустить момент начала накопления черезмерного накопления ионов водорода в промежуточных и гликолитических МВ.
Таким образом, упражнения околомаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах (высокопороговые двигательные единица могут не участвовать в работе, поэтому не вся мышца прорабатывается), что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.
Упражнения максимальной анаэробной мощности
Внешняя сторона физического упражнения
Интенсивность сокращения мышц должна составлять 90–100 % от максимума.
Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–100 %. При низкой интенсивности упражнения и максимальной интенсивности сокращения мышц упражнение выглядит как силовое, например, приседание со штангой или жим лежа.
Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в скоростно-силовое, например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с максимальным темпом.
Стоит отметить, что при интенсивной нагрузке имеющийся запас АТФ расходуется всего за 2 секунды. Несмотря на это, АТФ непрерывно восстанавливается из АДФ, что позволяет мышцам продолжать принимать на себя нужную нагрузку. Имеют место три основные системы, благодаря которым происходит восстановление АТФ: фосфатная, кислородная, в также лактатная. [2, с. 129]
Продолжительность упражнений с максимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает короткой. Силовые упражнения выполняются с 1–4 повторениями в серии (подходе). Скоростно-силовые упражнения включают до 10 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения длятся — 4–10 с.
Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.
При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.
При выполнении скоростно-силовых упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.
При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 45–60 с.
Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 10–40 раз.
Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии.
Внутренняя сторона физического упражнения
Упражнения максимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования всех двигательных единиц.
Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет от 90 % до 100 %. Он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы в гликолитических и промежуточных мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.
Рекордная максимальная анаэробная мощность, развиваемая спортсменами на велоэргометре составляет 1000–1500 Ватт, а с учетом затрат на перемещение ног более 2000 Ватт. Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от секунды (изометрическое упражнение) до несколько секунд (скоростное темповое упражнение).
Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Из-за кратковременности анаэробных упражнений во время их выполнения функции кровообращения и дыхания не успевают достигнуть возможного максимума. На протяжении максимального анаэробного упражнения спортсмен либо вообще не дышит, либо успевает выполнить лишь несколько дыхательных циклов. Соответственно легочная вентиляция не превышает 20–30 % от максимальной.
ЧСС повышается еще до старта (до 140–150 уд/мин) и во время упражнения продолжает расти, достигая наибольшего значения сразу после финиша — 80–90 % от максимальной (160–180 уд/мин). Поскольку энергетическую основу этих упражнений составляют анаэробные процессы, усиление деятельности кардиореспираторной (кислородтранспортной) системы практически не имеет значения для энергетического обеспечения самого упражнения. Концентрация лактата в крови за время работы изменяется крайне незначительно, хотя в рабочих мышцах она может достигать в конце работы 10 ммоль/кг и даже больше. Концентрация лактата в крови продолжает нарастать на протяжении нескольких минут после прекращения работы и составляет максимально 5–8 ммоль/л (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Перед выполнением анаэробных упражнений несколько повышается концентрация глюкозы в крови. До начала и в результате их выполнения в крови очень существенно повышается концентрация катехоламинов (адреналина и норадреналина) и гормона роста, но несколько снижается концентрация инсулина; концентрации глюкагона и кортизола заметно не меняются (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).
Ведущие физиологические системы и механизмы, определяющие спортивный результат в этих упражнениях: центрально-нервная регуляция мышечной деятельности (координация движений с проявлением большой мышечной мощности), функциональные свойства нервно-мышечного аппарата (скоростно-силовые), емкость и мощность фосфагенной энергетической системы рабочих мышц.
Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода если отдых будет пассивный и коротким. 
Долговременные адаптационные перестройки
Выполнение развивающих тренировок силовой, скоростно-силовой и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку (предполагается) в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода.
Сокращение продолжительности выполнения упражнения максимальной алактатной мощности, например, снижает эффективность тренировки с точки зрения роста массы миофибрилл, поскольку снижается концентрация ионов водорода и гормонов в крови