Энергетические процессы при умеренной физической активности протекают с участием кислорода (аэробный тип дыхания). При быстром беге на короткие дистанции организм не в силах обеспечить потребность клеток в кислороде, поэтому переключается на бескислородное дыхание (анаэробное). Например, спортсмен при беге на стометровку только 5% энергии получает аэробным путём.

В ходе анаэробных превращений в организме накапливаются недоокисленные продукты распада: креатин, молочная и янтарная кислоты, альфа-глицерофосфат и другие вещества. Эти метаболиты перерабатываются в период отдыха – либо окисляясь кислородом, либо преобразуясь вновь в те вещества, из которых они возникли: в креатинфосфат, глюкозу, гликоген и другие компоненты клеток. Эти процессы требуют потребления дополнительного количества кислорода, что получило название «кислородного долга», проявляющегося в одышке и сердцебиении.

Максимально быстро спортсмен долго бежать не может. При интенсивном беге менее километра факторами, ограничивающими скорость и вызывающими утомление, являются исчерпание ёмкости креатинфосфокиназной системы, снижение гликогенных резервов мышц, накопление предельных концентраций молочной кислоты (в 25-30 раз выше уровня покоя), сильное закисление крови (уменьшение рН). В мышцах и крови накапливаются пировиноградная и фосфорная кислоты, креатин и креатинин. Закисление в клетках мозга вызывает падение активности ферментов и усиление образования гамма-аминомасляной кислоты, входящей в состав «фактора торможения», предотвращающего чрезмерное истощение нервных клеток.

У нетренированного человека через несколько минут после начала напряженного бега возникает период дискомфорта: боль в ногах, усиление одышки (невозможность глубоко вдохнуть), частое поверхностное дыхание, усиленное сердцебиение с высокой ЧСС, значительное потоотделение. Это особое состояние называется «мёртвая точка». Преодоление состояния «мёртвой точки» требует волевых усилий. Если бег продолжается, то «мёртвая точка» сменяется чувством внезапного облегчения, появляется нормальное дыхание. Поэтому состояние, сменяющее «мёртвую точку», называют «вторым дыханием». Чем интенсивнее бег, тем раньше наступает «второе дыхание». Во время марафона «второе дыхание» часто открывается на второй половине дистанции и к моменту финиша. У профессиональных спортсменов «второго дыхания» практически не наблюдается, поскольку молочная кислота успевает быстро перерабатываться и мышцы не закисляются. «Второе дыхание» – это сигнал о плохой подготовке мышц к выполнению возложенных на них нагрузок. Разминка уменьшает вероятность появления «мёртвой точки».

Биохимия бега на длинные дистанции

При длительном беге затраты энергии восполняются почти исключительно за счет аэробных процессов, анаэробные действуют только при стартовом разгоне и финишном ускорении.

В качестве источников энергии на большие дистанции используются и углеводы и липиды (жиры). На жиры приходится от 10 до 50% энергообмена. Углеводы окисляются быстрее, поэтому являются основным источником энергии для коротких интенсивных пробежек. Жиры окисляются медленнее и требуют большего потребления кислорода.

Хорошо тренированный спортсмен, обладающий большим углеводным резервом, может дольше поддерживать высокую скорость бега. Его организм приспособился экономно расходовать энергию, ограничивая мобилизацию жиров из жировых депо. У него жиры вступают в энергообмен при более высоких концентрациях в крови продуктов углеводного метаболизма: молочной и пировиноградной кислот, глюкозы и других веществ.

Концентрация молочной кислоты в крови при забеге на длинные дистанции на второй-десятой минутах бега может повышаться в 3 раза по сравнению с уровнем покоя, затем снижается до уровня покоя, немного возрастая в конце в случае финишного ускорения. Концентрация глюкозы в крови в начале забега повышается, однако к концу снижается ниже уровня покоя из-за исчерпания углеводных запасов мышц и печени.

Мозг не использует жирные кислоты как источник энергии для своей работы, поскольку они практически не проникают через гемато-энцефалический барьер, поэтому снижение концентрации глюкозы в крови при длительном беге способствует развитию торможения в нервных центрах, психика успокаивается. Говорят, что эмоциональные стрессы «сжигаются» при длительных физических нагрузках.

При длительном беге происходят существенные изменения также и в белковом обмене. Усиливается распад структурных белков, ферментов, гемоглобина и миоглобина, нуклеопротеидов. Увеличивается концентрация в организме продуктов распада: аммиака, мочевины и мочевой кислоты. Заминка в форме лёгкого бега помогает «прокачать» продукты распада и уменьшает длительность периода восстановления.

При систематических тренировках возрастают запасы гликогена в печени, легко мобилизуемых липидов в мышцах, миоглобина в мышцах и гемоглобина в крови. Увеличивается количество митохондрий и ферментов аэробного окисления. Совершенствуются регуляторные системы, повышаются способности мышц запасать и удерживать минеральные вещества и витамины внутри мышечных волокон.

Недельный объём тренировки

Беговая нагрузка обычно измеряется недельным объёмом. Для оптимального развития организма можно выбрать следующую программу. Организм после хорошей нагрузки восстанавливается двое суток, поэтому с учётом отдыха и восстановления в неделю получается три беговые тренировки. Это две пробежки по полтора часа по программе: разминка – лёгкий бег – бег «по лезвию бритвы» (10-20 мин) – ускорение (60-200 метров) – заминка. Третья тренировка в выходной день должна проводиться на тренировку выносливости, объёмом 3-4 часа. В тренировку на выносливость следует включить специальные беговые упражнения, упражнения ОФП, занятия на тренажёрах. Отдых после тренировки на выносливость тоже должен быть более длительный – три дня.

В неделю получается 6-7 часов бега. Большая часть – это лёгкий бег, и только 10-20% интенсивный бег.

При такой недельной структуре тренировок организм получает достаточное количество полезного стресса, чтобы включить адаптационные механизмы. Происходят оздоровительные и укрепляющие тело процессы, адаптационные способности быстро растут. Можно бегать меньше, польза всё равно будет. Если бегать слишком редко, то организм забывает нагрузку – будет оздоровительный эффект, но рост физических и адаптационных способностей организма будет происходить медленно. Для начала можно бегать по 5 км в неделю, например, три тренировки по 20 минут в лёгком темпе или одна часовая пробежка.

Если организм совсем нетренирован, то сколько сможет пробежать для начала, то и хорошо, например, пробежать 500 метров в очень медленном темпе, медленнее пешехода. Главное, начать. Способности постепенно вырастут, 500 метров, 600 метров, 700 метров, километр. Через год получится пробежать 5 км, через два —15 км. А при регулярных тренировках по индивидуальному плану рост адаптационных способностей будет намного быстрее – за месяц можно набрать приличную форму.

Для сравнения, у спортсменов при подготовке к соревнованиям 5-6 тренировочных дней, 1-2 дня отдыха, недельный объем бега от 50 до 200 км, включая тренировку на 15-25 км.

Адаптационные этапы

Рассмотрим человека, который начал бегать несколько раз в неделю согласно индивидуальному плану тренировок. Первый этап – привыкание. Это первые 10-14 дней тренировок. Задача первого этапа состоит в формирование нового динамического адаптационного стереотипа. Только после этого можно давать более сильные беговые нагрузки. К концу первого этапа организм запасает и генерирует необходимое количество энергии. Нагрузки на первом этапе обязательно должны быть лёгкими, тренировки проходят в щадящем тонизирующем режиме. Основное правило – «не терпеть». Определить конец этапа можно при помощи ортостатической пробы пульса.

Ортостатическая проба пульса: измеряется пульс два раза – первый раз лёжа после просыпания, и второй раз после того, как человек встал с кровати и принял вертикальное положение (в вертикальном положении ЧСС больше). На 1-3 день разница в пульсе составляет 10 ударов в минуту (организм ещё ничего не почувствовал), на 3-7 день – 20 ударов в минуту (организм напрягся), на 7-10 день разница должна составлять 6-10 ударов в минуту (организм адаптировался), что означает, что общий адаптационный стереотип достигнут.

В конце первого этапа к началу очередной тренировки ощущается повышенный уровень бодрости. Увеличивается ударный объем сердца, количество ударов пульса при просыпании сокращается на 10 ударов в минуту. Скорость бега может значительно увеличиться при сохранении лёгкости. Уровень бодрости возрастает, например, с 3 до 4-6 по десятибалльной шкале. Вероятность ощущения «экстаза» в 10 баллов становится выше. Организм начинает вставать без будильника и с готовностью идти на тренировку.

Окончание первого этапа (10-14 день) – это точка бифуркации – развилка, в которой человек либо вернётся за одну-две недели в исходное «серое» состояние с жалобами на жизнь, либо пойдёт вверх к новым ощущениям бодрости и здоровья. Психика устала, но надо продолжить бегать в лёгком темпе для адаптации психики и привыканию к новым ощущениям. Волевой спад длится неделю.

Второй этап – возгонка. Этап предназначен для постепенного увеличения нагрузок по мере увеличения специфических адаптационных изменений организма. Затраты времени остаются прежними, но физическая скорость бега и дистанция естественным образом увеличиваются, хочется бежать быстрее и дольше. Критерий «лёгкость» остаётся прежним, «не терпим». Дозировка нагрузки субъективна. Динамика бега может меняться, бежать можно так, как хочется, скорость бега имеет второстепенное значение. Все мышцы раскрепощены. С каждой тренировкой личные достижения можно увеличивать.

Приступать ко второму этапу тренировок можно только при двух условиях. Во-первых, индивидуальный план тренировок выполнен минимум на 70% (при 30% нельзя увеличивать нагрузки). Во-вторых, разница пульса после просыпания и вставания должна вернуться к значению в первый день или быть меньше. Если не было увеличения разницы пульса (организм не получил пороговую тренировочную нагрузку), то первый этап не пройден, и надо серьёзно пересмотреть отношение к тренировкам.

На 4-й неделе надо сделать три тренировки до усталости. Если человек относится к 1-й или 2-й медицинской подгруппе, то можно бежать через силу, терпеть. Пик тренировок достигнут. Ощущение бодрости достигает состояния «экстаза» —10 по десятибалльной шкале.