Величина максимального потребления кислорода характеризует суммарную мощность аэробных систем энергообеспечения во время максимальной физической нагрузки. Такой нагрузке соответствует максимальное значение ЧСС. Поэтому имеется четкая взаимосвязь между величиной максимального потребления кислорода и максимумом ЧСС. Учитывая высокую информативность и доступность в технике измерений показателя ЧСС, следует подробнее остановиться на вопросе его физиологической значимости.

Как уже отмечалось, большинство экспериментальных исследований, проведенных на спортсменах, показывают, что основной причиной, ограничивающей размеры аэробной работоспособности, является фактор сердечной производительности. Установлено, что минутный объем (МО) сердца увеличивается линейно с ростом уровня потребления кислорода или мощностью выполняемого упражнения.

Показано, что наиболее высокие величины сердечной производительности наблюдаются при достижении уровня максимума кислорода потребления. Увеличение тяжести работы выше этого уровня ведет к падению сердечной производительности и соответствующему снижению уровня потребления кислорода.

Частота пульса, так же как и величина минутного объема сердца, обнаруживает линейное увеличение с ростом мощности выполняемого упражнения. В момент достижения максимума аэробной производительности частота пульса устанавливается обычно в пределах от 170 до 190 уд./мин со средним значением 180 уд./мин. Дальнейшее повышение ЧСС является малоэффективным, т. к. при этом уменьшается ударный и минутный объем сердца. Интересно, что ЧСС на уровне максимального потребления кислорода не обнаруживает каких-либо специфических различий в зависимости от типа выполняемой работы или тренированности испытуемых. С увеличением мощности работы свыше уровня, который соответствует максимуму аэробной производительности, ЧСС все еще продолжает возрастать.

Такие производные ЧСС, как общая пульсовая стоимость работы (пульсовая стоимость + пульсовая сумма восстановления) и составляющие ее части, находятся в определенной зависимости от мощности выполняемого упражнения и уровня потребления кислорода при выполнении упражнения.

Ударный объем сердца (УО) – другой компонент сердечной производительности – растет асимптотически в ответ на увеличение мощности выполняемой нагрузки, достигая максимальных величин при ЧСС около 130 уд./мин. В диапазоне от 130 до 170 уд./мин УО сердца остается неизменным, но он понижается при более высоких значениях ЧСС. Это уменьшение УО зависит от ухудшения коронарного кровообращения из-за изменившихся условий механической работы сердца.

Непосредственно во время работы МО сердца при максимальном мышечном усилии может увеличиваться в пять раз. При этом ЧСС увеличивается в 2–3 раза, а УО возрастает с 60 до 150 мл.

Заслуживает специального рассмотрения еще один метаболический критерий выносливости, получивший за последние годы достаточно широкое применение в физиологии мышечной деятельности. Это так называемый анаэробный порог. Определение анаэробного порога заключается в нахождении таких «критических» значений мощности, выше которых энергетический запрос уже не может быть обеспечен только аэробным путем. При повышении интенсивности нагрузки выше анаэробного порога усиление гликолитического распада углеводов в тканях сопровождается образованием молочной кислоты. Включение анаэробных источников может быть установлено по увеличению лактата в крови выше некоторого базового уровня, составляющего около 4 ммоль/л. Значение конкретного уровня мощности, при котором начинает включаться анаэробный механизм с образованием лактата важно как для экспериментальных, так и для практических целей.

Получаемая при определении ПАНО физиологическая информация имеет значение для решения диагностических и прогностических задач в спортивной практике. Тренировка на выносливость ведет к увеличению как максимального потребления кислорода, так и порога анаэробного обмена.

Есть все основания полагать, что важным фактором, определяющим уровень анаэробного порога, является степень привычности к конкретной физической деятельности. Этот фактор может быть поставлен в прямую зависимость от развития адаптации в процессе тренировки. Он подтверждает то, что анаэробный порог отражает уровень функциональных возможностей в конкретной физической деятельности.

Помимо ограничения аэробных возможностей со стороны производительности сердечно-сосудистой системы, эти функциональные свойства человеческого организма ограничиваются также способностью к утилизации кислорода митохондриями скелетных мышц. Эта способность исчерпывается еще до того, как достигаются предельные возможности системы кровообращения.

Аэробная производительность поддается заметному развитию в процессе тренировки. Этому способствуют различные тренировочные программы, реализация которых связана с проявлением качества выносливости. Вместе с тем имеются сведения, что уровень аэробной производительности в значительной степени зависит также и от генетических факторов.

Проведенный обзор выполненных к настоящему времени исследований показывает, что для достижения высоких результатов в видах спорта со значительным проявлением выносливости требуется высокий уровень развития аэробных возможностей спортсмена.

Основными средствами развития аэробной выносливости спортсменов являются: кроссовый бег, плавание, бег на лыжах, работа на велоэргометре или велокросс.

В процессе развития общей выносливости необходимо обеспечить тренировочные воздействия на факторы, которые ограничивают ее проявление:

• развитие мощности функциональных систем аэробного энергообеспечения. Обобщенным показателем является максимальное потребление кислорода (МПК);

• развитие емкости аэробного источника энергообеспечения. Характеризуется способностью человека по возможности дольше выполнять определенную работу на максимальном для этой работы уровне потребления кислорода;

• совершенствование подвижности функциональных систем аэробного энергообеспечения. Характеризуется уменьшением времени на развертывание работы систем аэробного энергообеспечения к максимальной их мощности;

• улучшение функциональной и технической экономичности. Характеризуется уменьшением затрат энергии на единицу стандартной работы;

• повышение мощности и емкости буферных систем организма и его реализационных возможностей. Характеризуется способностью человека переносить изменения во внутренней среде организма.

Наиболее эффективно указанные задачи могут быть решены методами непрерывного и повторного упражнения.

При определении длительности тренировочных заданий по развитию общей выносливости необходимо учитывать время и варианты образования энергообеспечения мышечной работы.

В зависимости от уровня тренированности спортсмена ЧСС находится в диапазоне от 155 до 170 уд./мин. Этот режим нагрузки целесообразно применять в работе с физически средне– и хорошо подготовленными спортсменами, которые прошли качественную подготовку в режиме собственно аэробного энергообеспечения.