Объясните анатомо-физиологические механизмы развития выносливости при аэробных тренировках и опишите, как их можно оценивать у подростков с разным уровнем физической подготовки
Объясните анатомо-физиологические механизмы развития выносливости при аэробных тренировках и опишите, как их можно оценивать у подростков с разным уровнем физической подготовки
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Механизмы развития выносливости при аэробных тренировках
- Центральные изменения:
- Увеличение ударного объёма и минутного объёма сердца (сердечный вывод) за счёт увеличения объёма левого желудочка (эксцентрическая гипертрофия) и плазменного объёма. Это повышает доставку O2: V˙O2=Q×(CaO2−CvO2)\dot{V}O_2 = Q \times (C_aO_2 - C_vO_2)V˙O2 =Q×(Ca O2 −Cv O2 ), где QQQ — сердечный выброс.
- Небольшое повышение концентрации гемоглобина/общего объёма крови у подростков: адаптация умеренная и зависит от половой зрелости.
- Периферические (мышечные) изменения:
- Увеличение капилляризации мышц → лучшее капиллярно‑клеточное снабжение O2.
- Рост митохондриальной плотности и активности окислительных ферментов (цитохромоксидаза, SDH) → повышение аэробной мощности и скорости восстановления.
- Сдвиг сократительных свойств волокон: часть IIx → IIa, улучшение выносливости.
- Улучшение способности окислять жиры (повышение доли липидного метаболизма при субмаксимальных нагрузках).
- Метаболические и дыхательные изменения:
- Сдвиг порогов лактата/вентиляционных порогов в сторону более высокой доли V˙O2\dot{V}O_2V˙O2 (можно работать дольше при меньшем накоплении лактата).
- Улучшение динамики VO2 (быстрее достигается устойчивая аэробная скорость).
- Нейро‑гормональные и терморегуляторные:
- Улучшение координации двигательных паттернов, повышение устойчивости центральной нервной системы к утомлению.
- Улучшение терморегуляции (потливость, кожный кровоток).
- В пубертате влияние гормонов (GH, тестостерон) модифицирует адаптации — у мальчиков часто выраженнее рост массы и мощности.
Как оценивать у подростков (методы, показатели, интерпретация по уровню подготовки)
Общие замечания для подростков: учитывать стадию полового созревания (Tanner) или расстояние до пика линейного роста (years from PHV); при сравнении лучше масштабировать VO2 по безжировой массе. При сомнениях о здоровье — медобследование перед максимальными тестами.
Ключевые показатели и формулы:
- Максимальная/пиковая потребность кислорода: V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max (абс.: \(\text{л·мин}^{-1}\), относ.: \(\text{мл·кг}^{-1}\text{·мин}^{-1}\)).
- Фикс‑показатель «кислородный пульс»: O2 pulse=V˙O2HRO_2\text{ pulse}=\dfrac{\dot{V}O_2}{HR}O2 pulse=HRV˙O2 — суррогат ударного объёма.
- Сердечный выброс Q=HR×SVQ = HR \times SVQ=HR×SV (непосредственно измеряется в лаборатории).
- Вентиляционные/лактатные пороги (VT1, VT2 / LT) в абсолютных значениях и как доля V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max .
Лабораторные методы (рекомендуются при доступности и при подготовленных подростках)
- CPET (кардио‑пульмональный тест) с газоанализом → прямое измерение V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max , VT1/VT2, дыхательные эквиваленты, кислородный пульс.
- Градационный тест с замерами лактата → определение порога лакта́та (напр., LT при \(2-4\ \text{ммоль·л}^{-1}\)).
- Эхокардиография при необходимости → оценка размеров и функции сердца (ударный объём, LVEDV).
- NIRS / биопсия / ферментная активность — для исследования капиляров/митохондрий (в научных целях).
Полевые и субмаксимальные тесты (более практичны для подростков)
- 20‑m shuttle run (beep test) — хороший монитор ориентировочного V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max у школьников.
- Cooper 12‑min или тест дистанции (оценка по формулам) — для подростков среднего/высокого уровня.
- 6‑минутная прогулка (6MWT) или субмаксимальные степ‑тесты — для низкой физической подготовленности или медицинских ограничений.
- Измерение ЧСС при фиксированной нагрузке (например, ЧСС при 4‑м/км темпе или через 6‑мин): снижение ЧСС при той же работе = улучшение выносливости.
- ЧСС восстановления (HR recovery): HR1min recHR_{1min\ rec}HR1min rec — показатель тренированности и автономной регуляции.
Практические рекомендации по подходу в зависимости от уровня подготовки
- Низкий уровень (нетренированные/медицинские ограничения):
- Избегать максимальных степ‑нагрузок без медоблюдения.
- Использовать субмаксимальные тесты (6MWT, лёгкий степ або прогулочный тест) + стабильную оценку ЧСС и RPE.
- Оценивать улучшение через снижение ЧСС на фиксированной работе, увеличение дистанции/времени до утомления, улучшение HR recovery.
- Средний уровень (активные школьники, секции):
- Можно применять 20m shuttle, Cooper, субмаксимальные степ‑тесты; при наличии — CPET.
- Измерять относительный V˙O2\dot{V}O_{2}V˙O2 (\(\text{мл·кг}^{-1}\text{·мин}^{-1}\)), пороги (VT/LT), кислородный пульс.
- Ожидаемые изменения после трен‑вмешательства: повышение порогов как доли V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max и рост V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max в пределах 5−15%\,5-15\%5−15%.
- Высокий уровень (юниорские/резервные команды):
- Желателен CPET с лактатом, эхокардиография, контроль тренировочной нагрузки по %HRmax или %VO2.
- Анализ VO2 kinetics (время достижения 63% прироста) и мощности/скорости на порогах.
- Ожидается сдвиг порога на более высокий процент от V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max , рост ударного объёма и улучшение показателей утилизации жиров.
Интерпретация изменений и ожидаемые диапазоны (ориентировочно)
- Прирост V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max у подростков при целенаправленных аэробных тренировках: примерно 5−15%\,5-15\%5−15% (в зависимости от исходного уровня и длительности программы).
- Увеличение объёма плазмы и ударного объёма: обычно заметно в первые недели тренировок; вклад в увеличение максимального Q значим.
- Пороги (LT/VT) смещаются вверх как в абсолютных, так и в относительных величинах (работа при LT может увеличиться на десятки процентов).
Краткое завершение
- Основная физиологическая база улучшения выносливости — сочетание центральных (увеличение доставки O2) и периферических (увеличение использования O2) адаптаций, модифицируемых стадией полового созревания.
- Оценивать лучше комплексно: V˙O2 max\dot{V}O_{2\ max}V˙O2 max (или его приближённые полевые эквиваленты), пороги (лактат/VT), ЧСС на фиксированной работе и ЧСС восстановления; метод подбирать по уровню и безопасности подростка.