Добровольные перегрузки. Воздействие стресса на организм

Марафонский забег, требующий от спортсмена напряжения моральных и физических сил в течение почти трех часов, является тяжелым испытанием для человека. Подвергаясь нагрузкам, значительно превышающим обычные, организм реагирует на них изменением некоторых своих функций и в то же время не выходит за пределы своих ресурсов, что позволяет ему успешно справляться с дополнительным стрессом. Однако в понимании большинства людей подлинный смысл марафона заключается в следующем: марафонская дистанция и время ее прохождения настолько велики, что человек может достичь пределов своих возможностей без предварительной подготовки. На самом деле, когда это случается, нормальная деятельность организма нарушается, обнаруживается воздействие стресса, вынуждающее человека прекратить бег.

Марафон — это прежде всего нагрузка, которой вы добровольно себя подвергаете. Поэтому вам следует знать, что происходит с вашим организмом и как он реагирует на стресс.

Несмотря на то, что речь идет о стрессе, он необязательно наносит вред здоровью. Многочисленные исследования последних лет свидетельствуют о том, что подобные стрессовые состояния скорее благотворны, чем губительны для человека, так как способствуют предупреждению сердечных заболеваний.

Доктор Ральф Паффенбаргер начал свое длительное исследование в 1962 г. и продолжил в 1966 г. В ходе исследования он опросил 36000 выпускников университета. Вопросы касались их профессиональной деятельности, здоровья, характера занятий физической культурой. На вопросы ответили 17000 человек. Затем в 1972 г. он разослал следующую серию вопросников тем, кто ответил ранее, и приступил к анализу полученных результатов. Исследование еще раз доказало, что в целях успешного предотвращения заболеваний регулярные физические упражнения должны проводиться с высокой степенью интенсивности. Был установлен своеобразный порог, отделяющий физические упражнения, направленные на сохранение здоровья человека, от физической деятельности, интенсивность которой недостаточна для успешной защиты организма.

Таким порогом оказалась физическая активность, требующая еженедельных затрат энергии в 2000 калорий. Применительно к бегу, данный объем работы совершает бегун, преодолевающий каждую неделю дистанцию 20 миль со скоростью 1 миля за 7—8 мин. У выпускников Гарвардского университета, занимавшихся физическими упражнениями с интенсивностью ниже указанной, было зарегистрировано на 64% больше сердечных заболеваний, чем у тех из них, кто тренировался в более жестком режиме. На самом деле, если бы каждый из опрошенных достиг этого уровня интенсивности физической деятельности, то, исходя из статистических данных, можно предположить, что более 166 из 600 человек избежали бы сердечных заболеваний.

Паффенбаргером было установлено, что бегу, плаванию и спортивным играм (например, баскетболу, гандболу) следует уделять по крайней мере 3 часа в неделю.

Хотя марафонский бег и подготовка к нему отнимают у вас много сил и времени, необходимо помнить о том, что вы бегаете не только для своего удовольствия, но и для укрепления здоровья.

Во всех методах тренировки используется принцип адаптации к стрессу. Когда уровень стрессового воздействия не выходит за пределы возможностей организма и даже чуть-чуть их превышает, организм адаптируется к этому незначительному увеличению, становится более тренированным и обретает способность справляться с большим объемом работы, чем раньше. Пределы человеческих возможностей, таким образом, расширяются.

Наиболее важной для стайеров является адаптация сердечнососудистой системы. Еще до того как вы начали бегать, сердечнососудистая система, легкие и сердце «тренировались», подвергаясь нагрузкам и стрессам современной жизни. Дыхание, поглощение кислорода легкими, транспортировка этого кислорода к мышцам — все это позволяет человеку вставать утром с постели, ехать или идти пешком на работу или учебу, возможно, совершать некоторый объем физической работы, прежде чем вернуться домой и устроиться в кресле перед экраном телевизора. Ходьба по лестнице становится, одним из наиболее трудных в энергетическом плане упражнений: организму приходится бороться с этим дополнительным стрессом, потому дыхание учащается, увеличивается объем потребления кислорода, необходимого для «сверхнормативной» нагрузки.

Однако вы — бегун, в вашем случае дело обстоит несколько иначе. Подъем по лестнице не вызывает у вас учащения дыхания: занятия бегом расширили границы ваших физических возможностей, так как организм адаптировался к значительно большим энерготратам. Это произошло за счет увеличения объема потребления кислорода. Дыхание стало более глубоким, в кровь поступает больше кислорода, улучшилось кровообращение. Ударный объем крови также возрос. Частота пульса снизилась и стала более ритмичной. Капилляризация мышечных тканей способствовала увеличению притока крови. Дополнительное стрессовое воздействие повысило эффективность сердечно-сосудистой системы. С каждым днем увеличивая длину тренировочной дистанции, вы почувствуете результаты адаптации: объем работы, который раньше казался непосильным, уже не будет вызывать затруднений.

Параметры сердечно-сосудистой адаптации были измерены в лабораторных условиях путем ряда тестов на тредбане. Таких параметров довольно много; основной из них включает объем кислорода, потребляемого человеком в процессе физического упражнения (VО2). Он измеряется в миллилитрах на килограмм веса тела в 1 мин (мл/кг/мин) В расчет принимается вес тела испытуемого и продолжительность физического усилия. Если человек совершает максимальное усилие, мы имеем дело с максимальным потреблением кислорода (VО2max) Измерение производится следующим образом испытуемый надевает дыхательную маску, с помощью которой определяется объем вдыхаемого воздуха и выдыхаемого углекислого газа, что позволяет без особого труда вычислить объем потребления кислорода в процессе бега по движущейся дорожке тредбана с определенной постоянной скоростью или под определенным углом наклона. Как правило, одновременно измеряются и другие показатели сердечно-сосудистой адаптации. К ним относятся частота пульса и ЭКГ.

На рис. 6 представлены значения максимального потребления кислорода (VО2max) для людей различных возрастных групп. В экспериментах приняли участие лица, ведущие нормальный активный образ жизни и марафонцы Результаты тестов показали, что даже у 50-летнего бегуна объем потребления кислорода достигает 65 мл/кг/мин, в то время как у 25-летнего человека, ведущего малоподвижный образ жизни, эта величина составляет 48 мл/кг/мин. Объем потребления кислорода у бегунов международного класса равняется примерно 77 мл/кг/мин (71,2 мл/кг/мин у Фрэнка Шортера и 84,4 мл/кг/мин у Става Префонтэна)

Однако у бегуна не только увеличивается объем потребления кислорода, но и возрастает эффективность его использования организмом. Благодаря адаптации к стрессу организм человека привыкает к тому, что ему и впредь придется выдерживать большие физические нагрузки «насос» становится более глубоким, замедляется частота пульса. В отличие от нетренированных лиц, у которых ЧСС равняется 72 уд/мин, пульс бегунов сокращается до 40 и даже 35 уд/мин. Естественно, организм бегуна при этом претерпевает радикальные перемены. Неудивительно, что врачи, привыкшие иметь дело с «нормальными» людьми, приходят в некоторое замешательство, анализируя результаты ЭКГ бегуна. В прошлом бегунам в таких случаях советовали прекратить занятия бегом по причине отклонений, обнаруженных в их организме

Существует еще один фактор, влияющий на сердечно-сосудистую адаптацию. Марафонец, адаптировавшийся в процессе тренировки, может бежать более длительное время, имея более высокий уровень потребления кислорода, чем спринтер. У лучших марафонцев во время бега уровень потребления кислорода составляет 90% от максимального. В этом они превосходят бегунов с более низкой степенью адаптации, но значительно большими значениями VO2max. Дерек Клейтон, обладавший довольно невысокой для марафонца аэробной производительностью (69,7 мл/кг/мин), мог бежать длительное время, когда потребление кислорода составляло 86% от максимального. Его рекорд в марафоне по прежнему остается непревзойденным — 2 час 8 мин. 34 сек! Фактор выносливости объясняет, почему Шортер (его аэробная производительность — 71,2 мл/кг/мин) завоевал золотую медаль на олимпийских играх в Мюнхене и серебряную в Монреале.

Аэробная производительность зависит от гораздо большего числа параметров, чем просто потребление кислорода и частота пульса. Начать с того, что жизненная емкость легких оказывает влияние на то, какое количество воздуха может быть обработано с каждым дыхательным актом, а частота дыхания зависит от силы респираторных мышц. Оба параметра улучшаются у бегуна на длинные дистанции путем адаптации к стрессу на тренировке, а максимальный дыхательный объем достигает уровня 210 л/мин, в то время как у нетренированных людей он равняется 125—160 л/мин

Легкие представляют собой достаточно большую поверхность для передачи кислорода гемоглобину через стенки капилляров в обмен на отработанный углекислый газ, который выводится из организма. У бегуна на длинные дистанции содержание гемоглобина в крови повышено, таким образом больший объем кислорода может быть доставлен по назначению содержащимися в крови эритроцитами.

Как мы убедились, к большим физическим нагрузкам адаптируется также сердце бегуна оно увеличивается в размерах и работа его становится более эффективной. Возрастает почти вдвое ударный объем крови, достигая 200 мл (у человека, ведущего малоподвижный образ жизни, ударный объем крови равен примерно 100—125 мл) Обладая таким ударным объемом крови, сердце бегуна, сокращаясь в более медленном ритме, доставляет в состоянии покоя то же количество кислорода в кровь, что и сердце нетренированного человека. Вот почему при отсутствии нагрузки ЧСС может снизиться без каких-либо нарушений деятельности организма. Однако при интенсивном физическом усилии сердце бегуна способно пропускать через себя вдвое больший объем крови без изменения частоты пульса.

Как мы видели, потребление кислорода на протяжении нескольких часов может оставаться у бегуна на уровне 80—90% от максимального, а это приводит к тому, что сердце также работает с интенсивностью 80—90% от максимальной. С прекращением стрессового воздействия после соревнований частота пульса очень быстро понижается, возвращаясь к своему обычному уровню в состоянии покоя. Быстрое восстановление свидетельствует о степени тренированности спортсмена: после марафонского забега оно должно завершиться менее чем через 24 часа.

В результате тренировки количество капилляров в мышечных тканях может увеличиться на 100%. В мышцах кислород поступает в миоглобин, мышечный пигмент, связывающий кислород. Миоглобин накапливает кислород и передает его в митохондрии. Именно в митохондриях организм аэробным путем преобразует питательные вещества или конечные продукты пищи в производящие энергию молекулы. Вкратце мы коснемся процесса энергетической конверсии. К счастью, даже на этом последнем этапе процесса передачи кислорода у бегунов на длинные дистанции есть ряд преимуществ: уровень миоглобина возрастает у них почти вдвое по сравнению с обычным, что позволяет транспортировать больший объем кислорода и создавать некоторые его дополнительные запасы.

Вот почему при изучении адаптации, приводящей ко всем этим изменениям, проводятся тесты на тредбане с использованием специальных приборов. Измеряются следующие параметры:

• вентиляция легких или частота дыхания;

• максимальное потребление кислорода (VO2max);

• коэффициент дыхательного обмена, или соотношение углекислого газа и кислорода в выдыхаемом воздухе;

• частота сердечных сокращений.

При этом можно определить ударный объем крови, а с помощью анализа крови — уровень гемоглобина и другие жизненные параметры. Другие типы тестов позволяют убедиться в развитии сердечно-сосудистой системы хорошо тренированных бегунов на длинные дистанции.

Адаптация сердечно-сосудистой и легочной систем может с успехом протекать при весьма небольшой интенсивности занятий, но при условии, что физическое упражнение выполняется в течение продолжительного времени. Так, группа бегунов тренировалась в беге со скоростью 1 миля менее чем за 8 мин, однако занятия длились от 2 до 8 (!) час, при этом уровень потребления кислорода редко превышал 50% от максимального. Все бегуны чрезвычайно увеличили свои аэробные возможности.

Все эти параметры нетрудно измерить посредством обычного теста на стресс под наблюдением врача.

Основной смысл подготовки к марафонскому забегу заключается в том, чтобы позволить организму постепенно приспособиться к испытываемому стрессу и таким образом значительно укрепить сердечно-сосудистую систему.