Реферат определение понятий кислородный запрос максимальное потребление кислорода

Обновлено: 02.07.2024

Кислородный запрос - количество кислорода, необходимого организму для обеспечения процессов жизнедеятельности в различных условиях покоя или работы в 1 мин. В покое в среднем кислородный запрос равен 200-300 мл. При беге на 5 км, например, он увеличивается в 20 раз и становится равным 5000-6000 мл. При беге на 100 м за 12 секунд, при пересчете на 1 мин кислородный запрос увеличивается дo 7000 мл.

Суммарный, или общий, кислородный запрос - это количество кислорода, необходимое для выполнения всей работы. В состоянии покоя человек потребляет 250-300 мл кислорода в 1 мин. При занятиях бегом эта величина возрастает в зависимости от интенсивности и продолжительности тренировок.

Наибольшее количество кислорода, которое организм может потребить в минуту при определенно-интенсивной мышечной работе, называется максимальным потреблением кислорода (МПК). МПК зависит от состояния сердечнососудистой и дыхательной систем, кислородной емкости крови, активности протекания процессов обмена веществ и других факторов.

Кислородный долг - разница между кислородным запросом и количеством кислорода, которое потребляется во время работы за 1 мин. Например, при беге на 5000 м за 14 мин кислородный запрос равен 7 л/мин, а предел (потолок) МПК у данного спортсмена - 5,3 л/мин; следовательно, в организме каждую минуту возникает кислородный долг, равный 1,7 л кислорода, т.е. такое количество кислорода, которое необходимо для окисления продуктов обмена веществ, накопившихся при физической работе.

При длительной интенсивной нагрузке (беге на длинные дистанции) возникает суммарный кислородный долг, который ликвидируется после окончания работы.

Тренировка -> энергетическое истощение мышечных клеток;

Активации протеинсинтеза -> гипертрофия митохондрий и увеличение их количества. При этом значительно повышается энергетический потенциал клетки.

Повышение энергетического потенциала активации генетического аппарата клетки -> гипертрофия клеток (выражается в росте мышечной массы).

Как видим, гипертрофия мышечных волокон невозможна без предыдущей гипертрофии митохондрий. Гипертрофия митохондрий - необходимый подготовительный этап для мышечного роста.

У высококвалифицированных спортсменов-бегунов митохондрии успешно утилизируют кетоновые тела (продукты недоокисленных жирных кислот), которые в обычных условиях утилизируются очень плохо, а также альдегиды, спирты (в т.ч. и этиловый спирт). То, что для обычного, нетренированного организма является ядом, например этиловый спирт, для квалифицированного спортсмена является источником энергии (на клеточном уровне конечно).

8 Соотношение аэробных и анаэробных процессов в беге

Основными характеристиками энергосистем в беге являются:

- анаэробная алактатная система. Здесь в реакции не участвует кислород и не образуется молочная кислота. Процесс накопления энергии посредством образования АТФ вызывается еще одной молекулой, содержащей энергообразующую связь — креатинфосфата.

Эта система типична для кратковременных усилий, например, для первой половины бега на дистанцию 100 м. Если мы стартуем внезапно из состояния покоя, наши мышцы начинают расходовать небольшое количество АТФ, накопленной в мышечных волокнах, а затем АТФ образуется благодаря креатинфосфату (КрФ), содержащему одну молекулу креатина и одну молекулу фосфата, которые соединены с помощью энергообразующей связи (—*—):

При разрыве этой связи выделяется энергия, используемая для ресинтеза АТФ из АДФ и фосфата.

Эта система называется анаэробной, поскольку в ресинтезе не участвует кислород, и алактатной, поскольку молочная кислота не образуется. Количество АТФ, которое может образоваться в этом случае (примерно в четыре раза больше запаса АТФ), ограничено, так как запасы креатинфосфата в мышечных волокнах невелики. Эта система не очень важна для тренеров по марафону в виду того, что образуемого в ней количества АТФ будет достаточно лишь для прохождения самого начала марафонской дистанции.

- анаэробная лактатная система. Здесь в реакции кислород не участвует, но образуется молочная кислота. Энергия посредством образования АТФ поступает из расщепляющихся молекул сахара. Во время этой реакции образуется молочная кислота. Она также известна под названием анаэробная гликолитическая система, поскольку молекулы сахара расщепляются без участия кислорода. Молекулы сахара, точнее говоря молекулы глюкозы, расщепляются не полностью, а лишь до образования молочной кислоты. Мышца фактически содержит не молекулы молочной кислоты, а отрицательно заряженный ион лактата (LА - ) и положительно заряженный ион водорода (Н + ), а также энергию, необходимую для образования АТФ из АДФ и фосфата:

Глюкоза => LА - + Н + + энергия

Оба этих иона могут рассматриваться как ненужные, служащие помехой для мышц. Они также могут попасть из мышцы в кровь даже во время работы мышцы, если эта работа будет достаточно продолжительной, как в случае марафонского бега.

Принято считать, что мышца прибегает к анаэробной лактатной системе в том случае, когда интенсивность выполняемой работы такова, что запрос АТФ в минуту будет превышать количество АТФ, образуемое за счет аэробной системы. Анаэробная лактатная система важна в беге на дистанции 400м, 800м и даже на более длинную дистанцию 1500м. Однако она важна в определенной степени и для марафонского бега.

В этой системе энергия, используемая для образования АТФ, также может быть получена из молекул глюкозы. Однако в этом случае они полностью расщепляются за счет сложной цепочки биохимических реакций с участием кислорода до образования двуокиси углерода и воды. Эти реакции могут происходить также с жирными кислотами, которые превращаются в двуокись углерода и воду. Эти реакции можно представить в следующем виде:

Глюкоза + кислород => двуокись углерода + вода + энергия

Жирные кислоты + кислород => двуокись углерода + вода + энергия

Раздел: Физкультура и спорт
Количество знаков с пробелами: 61850
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 0

Максимальное потребление кислорода (МПК) или VO2 max – максимальная возможность организма человека транспортировать кислород в мышцы и дальнейшее потребление мышцами этого кислорода для получения энергии во время физических упражнений с предельной интенсивностью.
Чем лучше развиты сердечнососудистая и сердечно-респираторная системы, тем больший объем крови циркулирует в организме. За счет увеличения объема циркулирующей крови, увеличивается количество обогащенных кислородом красных клеток крови, питающих мышцы, также повышается содержание плазмы необходимой для производства энергии.

Файлы: 1 файл

Максимальное потребление кислорода.docx

Чем лучше развиты сердечнососудистая и сердечно-респираторная системы, тем больший объем крови циркулирует в организме. За счет увеличения объема циркулирующей крови, увеличивается количество обогащенных кислородом красных клеток крови, питающих мышцы, также повышается содержание плазмы необходимой для производства энергии.

Максимальное потребление кислорода зависит от нескольких показателей, а именно:

Максимальной частоты сердечных сокращений
Количества крови, которое способен перекачать левый желудочек сердца в артерию за один удар
Доли кислорода извлекаемой из крови мышцами

Тренировочным путем мы способны улучшить только два последних показателя. Первый же показатель уменьшается с возрастом, тренировками мы лишь замедляем процесс понижения ЧССмакс.

Величина МПК определяется с помощью двух способов:

1. Прямой способ, в котором используется специальный прибора, который называется газоанализатором.

2. Косвенный способ, в котором задействуются функциональные тесты.

Наиболее точно измерить МПК возможно только в лабораторных условиях. Обычно тест заключается в следующем — вы встаете на беговую дорожку и начинаете бежать, постепенно увеличивая интенсивность до полного отказа. Воздух, выдыхаемый при этом, анализируется на специальном оборудовании. Измеряется МПК либо в абсолютных единицах (литрах поглощенного кислорода в минуту л/мин), либо в относительных в мл/кг/мин, где показатель рассчитывается на килограмм массы тела в минуту. Менее точно определить темп бега на уровне МПК можно взяв за основу свой темп в соревнованиях на 3-5 километров.

МПК=(1,7 x PWC170 + 1240) / вес (кг)

Наш организм входит в режим максимального потребления кислорода при достижении частоты сердечных сокращений равной величине: 220 минус ваш возраст. Соответственно, при выполнении какого-нибудь упражнения или бега в быстром темпе при достижении частоты пульса 220 минус ваш возраст, человек достигает уровня максимального потребления кислорода и уже в ближайшее время будет вынужден или снизить темп или остановиться.

Из-за нехватки кислорода в мышцах, углеводы, требуемые для образования энергии, расщепляются не полностью и с образованием молочной кислоты, избыток приводит к болям в мышцах, усталости, прекращению движения.

Зависеть максимальное потребление кислорода (МПК) будет в основном от двух факторов: функции кислородтранспортной системы и способности скелетных мышц усваивать поступающий кислород.

В свою очередь, кислородтранспортная система включает систему внешнего дыхания, систему крови и сердечно-сосудистую систему. Каждая из этих систем вносит свой вклад в величину максимального потребления кислорода (МПК), а нарушение какого-нибудь звена в этой цепочке может сразу отрицательно сказаться на всем процессе.

Физические возможности человека (в особенности при выполнении нагрузок циклического характера, например, ходьбы, бега, плавания) в основном лимитируются производительностью сердца и легких, интегральным показателем которой является максимальное потребление кислорода (МПК). Возможности сердечнососудистой системы ограничены по транспорту кислорода, в связи с чем кислородный потолок человека в основном составляет не более 2—6 л/мин, причем величина МПК порядка 2—2,5 л/мин обычно регистрируется у нетренированных женщин, 3—3,5 л/мин — у нетренированных мужчин. Величина МПК зависит от целого ряда факторов: возраста, веса, пола, направленности физической тренировки и т. д.

Физическое здоровье человека - это не только отсутствие болезней, но и определенный уровень физической подготовленности и функционального состояния организма. Основным критерием физического здоровья человека следует считать его энергопотенциал, т.е. возможность потреблять энергию из окружающей среды, накапливать ее и мобилизовать для обеспечения физиологических функций. Чем больше организм может накопить энергии, а также чем эффективнее ее расходование, тем выше уровень физического здоровья человека. Так как доля аэробной (с участием кислорода) энергопродукции является преобладающей в общей сумме энергетического обмена, то именно максимальная величина аэробных возможностей организма является основным критерием физического здоровья человека и жизнеспособности. Из физиологии известно, что основным показателем аэробных возможностей организма является величина потребляемого кислорода в единицу времени (максимальное потребление кислорода - МПК). Соответственно, чем выше показатель Максимального потребления кислорода, тем большим физическим здоровьем обладает человек. Для более полного понимания этого момента, давайте подробно разберем, что такое Максимальное Потребление Кислорода и от чего оно зависит.

Что такое максимальное потребление кислорода (МПК)?

Максимальное потребление кислорода (МПК) – это такое количество кислорода, которое организм способен усвоить (потребить) в единицу времени (берется за 1 минуту). Не надо путать с тем количеством кислорода, которое человек вдыхает легкими, т.к. только часть этого кислорода в конечном счете поступает к органам.

Понятно, что чем больше организм способен усвоить кислорода, тем больше у него вырабатывается энергии, которая расходуется как на поддержание внутренних потребностей организма, так и на совершение внешней работы.

Возникает вопрос, неужели именно количество кислорода усвояемого организмом в единицу времени является фактором, лимитирующим нашу работоспособность и определяющим уровень физического здоровья человека. Как это не странно может показаться на первый взгляд, но это именно так.

Теперь надо разобрать от чего зависит величина максимального потребления кислорода (МПК). Поскольку механизм этого процесса заключается в поглощении кислорода из окружающей среды, доставки его к органам и потреблении кислорода самими органами (в основном скелетными мышцами), то зависеть максимальное потребление кислорода (МПК) будет в основном от двух факторов: функции кислородтранспортной системы и способности скелетных мышц усваивать поступающий кислород.

Связь между величиной МПК и состоянием здоровья впервые была обнаружена американским врачом Купером. Он показал, что люди имеющие уровень максимального потребления кислорода 42 мл/мин/кг и выше, не страдают хроническими заболеваниями и имеют показатели артериального давления в пределах нормы. Более того, была установлена тесная взаимосвязь величины максимального потребления кислорода и факторов риска ишемической болезни сердца: чем выше уровень аэробных возможностей (МПК), тем лучше показатели артериального давления, холестеринового обмена и массы тела. Минимальная предельная величина максимального потребления кислорода для мужчин 42 мл/мин/кг, для женщин – 35 мл/мин/кг, что обозначается как безопасный уровень соматического здоровья человека.

В зависимости от величины МПК выделяют 5 уровней физическогоздоровья человека (таблица).

Для более точного определения уровня физического состояния принято оценивать его по отношению к должным величинам МПК (ДМПК), соответствующим средним значениям нормы для данного возраста и пола.

Уровень физического здоровья человека	% ДМПК
Низкий	50-60
Ниже среднего	61-74
Средний	75-90
Выше среднего	91-100
Высокий	101 и выше

Их можно рассчитать по следующим формулам:

Для мужчин: ДМПК=52-(0,25 x возраст),

Для женщин: ДМПК=44-(0,20 x возраст).

Зная должную величину максимального потребления кислорода (МПК) и его фактическое значение, можно определить %ДМПК:

%ДМПК=МПК/ДМПК x 100%

Определение фактической величины МПК возможно двумя способами:

1. Прямой метод (с помощью прибора - газоанализатора)

2.Косвенный метод (с использованием функциональных тестов)

Определение максимального потребления кислорода прямым методом достаточно сложно и требует наличия дорогостоящей аппаратуры, поэтому он не получил широкого распространения. Расчет МПК косвенным методом имеет небольшую погрешность, которой можно пренебречь, а в остальном, он является очень доступным и информативным методом для оценки физического здоровья человека, что делает его наиболее применяемым в различных физкультурно-оздоровительных учреждениях и реабилитационных центрах.

Для определения максимального потребления кислорода косвенным методом наиболее часто используется тест PWC170, определяющий физическую работоспособность человека.

Забегая немного вперед, напишем формулу для расчета МПК при использовании теста PWC170:

Способность человеческого организма поддерживать высокий потребительский уровень кислорода после физической нагрузки называется кислородным долгом. Что это дает? Возможность иметь кислородный долг гарантирует организму требуемый запас прочности. Подробнее об этом – далее в статье.

Определение

Итак, что это за характеристика? Кислородный долг представляет собой количество О₂, которое необходимо для окисления накопившихся в человеческом организме продуктов обмена при интенсивной мышечной работе.

Обуславливаются процессы долга тем, что при длительной физической активности ткани могут функционировать в ишемическом режиме. Это объясняется нехваткой кислорода. Кислородный долг по праву считается классическим примером отсроченного действия на организм физической нагрузки.

Данный долг бывает следующих разновидностей:

Алактатный. Как он образуется? Алактатный долг в организме человека возникает в результате физической нагрузки. Он устраняется в течение нескольких минут.
Лактатный – возрастает в процессе превышения показателей кислородного запроса МПК в организме человека. Компенсация такого рода долга происходит в течение нескольких часов.

Алактатный кислородный долг – это количество О₂, которое потребуется затратить для пополнения резерва. Его еще называют быстрым, так как восстановление после физических нагрузок происходит стремительно и занимает не более четырех минут времени.

Лактатный кислородный долг связан с многочисленными факторами и называется медленным. В таком случае О₂ участвует в процессах окислительных реакций и обеспечивает из лактата крови ресинтез гликогена, а также окисление в скелетных и сердечных мышцах.

Все компоненты кислородного долга играют важную роль и зависят от физической активности и подготовки человеческого организма к нагрузкам.

Причины снижения

В состоянии покоя человек расходует в среднем около 250 миллилитров О₂ в минуту. Данная величина может варьироваться в зависимости от веса, пола и условий существования, а также при физической активности. Во время физических нагрузок отмечается значительное увеличение потребляемого кислорода примерно в двадцать раз.

Когда человек находится в спокойном состоянии, то тогда затрачивается примерно двадцать процентов общего расхода энергии, из них требуется не менее пяти процентов от общего потребления О₂. Во время физической активности происходит вентиляция легких и изменение параметров кислородного давления в зависимости от интенсивности нагрузок и возраста человека.

После завершения физических нагрузок потребление О₂ начинает постепенно снижаться и в итоге возвращается к исходным параметрам. Как показывает практика, размер долга О₂ напрямую зависит от прилагаемых усилий и физической подготовки человека. Максимальный кислородный долг может варьироваться в зависимости от этих факторов. Например, при физической нагрузке, которая длится на протяжении нескольких минут у нетренированного человека, долг составляет в среднем от трех до пяти литров. Показатель у спортсмена в такой ситуации составляет от пятнадцати литров и более. При этом следует иметь в виду, что максимальный кислородный долг – это мера анаэробной мощности, которая характеризует собой общую емкость анаэробных процессов, что происходят при максимальных нагрузках и условиях.

Максимальное потребление О2

Предельное количество О₂, которое доставляется в течение одной минуты к работающим мышцам человека, называется максимальным потреблением. Этот показатель напрямую зависит от следующих факторов:

от увеличения физической нагрузки на организм;
массы работающей мускулатуры;
состояния систем транспортировки кислорода;
сердечной производительности;
периферического кровообращения.

Предельное потребление кислорода в человеческом организме измеряется в литрах. В детском возрасте показатели варьируются в соответствии с ростом и возрастом ребенка. Для того чтобы провести тщательную оценку физического состояния человека, необходимо в первую очередь определить кислородный пульс. Именно данный показатель свидетельствует об экономичности работы сердца. Чем меньше частота сердечных сокращений, тем большее количество кислорода надобно организму.

Кислородный запрос

Количество кислорода, которое требуется человеку для выполнения определенной работы на единицу времени, является кислородным запросом. Связано ли это с другими характеристиками? Кислородный долг и кислородный запрос тесно взаимосвязаны между собой. Если органы снабжения О₂ не могут быстро удовлетворить запрос, в организме организуется долг.

Методы восстановления

После любой физической активности в организме человека проистекают противоположные процессы и трансформации в деятельности функциональных систем, которые снабжали органы для выполнения определенного упражнения.

Любые физические нагрузки требуют последующего восстановления организма, которое может быть как активным, так и пассивным. Если речь идет об активном восстановлении, то в таком случае каждая тренировка должна обязательно заканчиваться постепенным уменьшением нагрузки. Именно благодаря этому подходу предотвращается появление судорожных состояний в мышцах, а также значительно облегчается процесс восстановления.

Если речь идет о пассивном подходе, то в таком случае человеку требуется меньше кислорода, чем при нахождении в привычном состоянии. В результате этого происходит высвобождение кислорода в определенном количестве, организм восстанавливается. Рекомендуется пассивное восстановление в том случае, если нагрузки не выходили за рамки равномерного потребления кислорода.

Восстановительный период в таком случае длится короткий промежуток времени, после которого можно заново приступать к выполнению упражнений. По мнению ученых, именно пассивный метод считается наиболее актуальным. Выбирать способ восстановления следует правильно, так как именно от этого напрямую зависят нагрузки на сердце.

Заключение

Когда человек выполняет работу, требующую высокой мощности, системы доставки О₂ не могут обеспечить потребность энергетических процессов. В результате этого происходит накапливание в тканях недоокисленных продуктов. Как только человек завершает физические нагрузки, происходит ликвидация кислородного долга. Оценка такого состояния должна проводиться в каждом случае персонально в зависимости от физической подготовки, нагрузки, пола и возраста человека. Именно кислородный долг считается классическим примером отсроченного действия на человеческий организм физической нагрузки.

Читайте также: