что такое аэробный и анаэробный процессы
Аэробная и анаэробная среда
При выполнении гематологических исследований используются два типа организмов аэробные и анаэробные. Они отличаются потребностью в наличии кислорода в окружающей среде. Аэробные микроорганизмы могут функционировать только при наличии кислорода, в то время, как анаэробные в нем совсем не нуждаются.
Классификация этих видов проводится на основе реакции на наличие или отсутствие кислорода. Из-за этого аэробные и анаэробные микроорганизмы по-разному выполняют свои функции в процессе клеточного дыхания.
Особенности аэробных микроорганизмов
Аэробные микроорганизмы не могут существовать без кислорода. Он необходим им для роста, развития и участвует в процессах размножения. Благодаря кислороду они способны окислять моносахариды, например, глюкозу.
Генерация энергии в этих микроорганизмах происходит при гликолизе. После него следует цикл Кребса и цепь переноса электронов. Среды, насыщенные кислородом – отличная питательная среда для таких микроорганизмов. Примеры аэробов – бациллы и нокардии.
Типы аэробов
Аэробные микроорганизмы классифицируют по уровню необходимого для жизнедеятельности кислорода:
Бактерии, нуждающиеся в кислороде для выживания, легко выделяются при культивировании в жидкой среде. Так для полноценной жизнедеятельности им необходим кислород, то чтобы выжить они всплывают на поверхность.
Особенности анаэробов
В процессе энергетического обмена эти микроорганизмы не используют кислород. Для этого им необходимы марганец, сера, кобальт, азот, метал или железо. В процессе образования энергии анаэробные микроорганизмы подвергаются ферментации. Для выживания они используют энергию, производимую при анаэробных процессах брожения:
Классификация анаэробных микроорганизмов также определяется по уровню токсичности кислорода:
Анаэробы не способны выживать в среде, богатой кислородом. Для облигатных разновидностей он токсичен, а вот факультативным видам он не вредит.
Сходства между аэробами и анаэробами
Различия аэробов и анаэробов
Отличительные особенности микроорганизмов представлены в таблице.
Физическая активность
ШКОЛА ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
Наша жизнь стала более комфортной. Благодаря разнообразной технике дома и на работе, передвижению на различных видах транспорта, включая автомобиль, современный человек уменьшает до минимума физические нагрузки, что приводит к развитию гиподинамии. Низкая физическая активность является одним из ведущих факторов риска развития основных неинфекционных болезней, включая сердечно-сосудистые, бронхо-легочные заболевания, сахарный диабет 2 типа и некоторые типы рака. На эти заболевания приходится значительная доля болезней, смертей и инвалидности.
ФИЗИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ. ЧТО ВХОДИТ В ЭТО ПОНЯТИЕ?
Физическая активность (ФА) – это любые движения тела при помощи мышечной силы, сопровождающиеся расходом энергии (выражающейся в килокалориях), включая физическую активность на работе, в свободное время, а также обычные виды ежедневной физической деятельности.
Физическая нагрузка делится на 3 уровня:
Низкая физическая активность – соответствует состоянию покоя, например, когда человек спит или лежа читает или смотрит телепередачи;
Умеренная физическая активность – уровень, при котором несколько повышается частота сердечных сокращений и остается ощущение тепла и легкой одышки, например, при быстрой ходьбе, плавании, езде на велосипеде по ровной поверхности, танцах;
Интенсивная физическая активность – это нагрузка, которая значительно повышает частоту сердечных сокращений и вызывает появление пота и сильной одышки («не хватает дыхания»), например усилия, затрачиваемые здоровым человеком при беге, занятиях аэробикой, плавании на дистанцию, быстрой езде на велосипеде, подъеме в гору.
Физические нагрузки делятся на аэробные и анаэробные нагрузки:
Аэробная нагрузка – Нагрузка, носящая длительный характер с низкой интенсивностью с частотой минимум 3-5 раз в неделю, с интервалом между тренировками 1-2 дня.
Виды аэробной нагрузки:
Анаэробная нагрузка – кратковременная интенсивная физическая нагрузка (различные силовые упражнения) с частотой 2-3 раза в неделю. В упражнениях должны быть задействованы крупные мышцы. Возможно использование тренажеров, утяжелителей или вес собственного тела.
Виды анаэробной нагрузки:
Необходимо чередовать анаэробные и аэробные нагрузки (анаэробные нагрузки 2-3 раза в неделю и аэробные нагрузки 3-5 раз в неделю).
3. Пульс считают утром в покое лежа в постели (55-60 уд/мин. – отлично!). В норме ежедневные колебания пульса не превышают 2-5 уд./мин.
Минимальный уровень ФА – его необходимо поддерживать, чтобы достичь тренированности сердечно-сосудистой системы – 30 минут в день (время занятий для достижения указанного уровня ФА может быть суммировано в течение дня, но длительность одного занятия должна быть не менее 10 минут) или 150 минут в неделю. При этом мы можем потратить 150 ккал в день.
ПОЧЕМУ НУЖНО БЫТЬ ФИЗИЧЕСКИ АКТИВНЫМ?
Физическая активность в течение 150 минут в неделю (2 часа 30 минут) снижает риск:
Занятия от 150 до 300 минут в неделю (5 часов) снижают риск развития:
Основные правила организации физической нагрузки:
Продолжительность 20-60 минут:
Принципы физических тренировок:
Если Ваша цель — похудение, Вам предстоит заниматься в так называемой «жиросжигающей» зоне пульса. Определить ее может каждый для себя по простой формуле. Сначала посчитайте максимально допустимую частоту пульса: 220 минус Ваш возраст в годах. Чтобы жир начал «сгорать», Ваш пульс во время тренировки должен составлять 70—80% от максимальной частоты сердечных сокращений.
Для нормальной работы функциональных систем организма человек должен сохранять энергетический баланс:
Энергия, которая потребляется с пищей = энергии, израсходованной на обменные процессы + физическую активность.
Физиологически оправдано постепенное снижение веса на 400-500 грамм в неделю в течение 6-12 месяцев. Только в этом случае, возможно, не только похудеть, но и без труда удержать вес на долгие годы и сохранить хорошее самочувствие.
Человеку, профессия которого не связана с физическим трудом, достаточно 2000 ккал/сут.:
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ УРОВНИ ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДЛЯ ТРЕХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУПП
Возрастная группа: 5-17 лет
Возрастная группа: 18 – 64 лет
Возрастная группа: 65 лет и старше
Кому необходимо дополнительное медицинское обследование для разрешения повышать уровень физической активности до интенсивной?
Материал готовили: Иванова Е.С., Пягай Н.Л. – Филиал по медицинской профилактике ГАУЗМО “Клинический центр восстановительной медицины и реабилитации”
Аэробные и анаэробные нагрузки
Введение
Человеческий организм эволюционно рассчитан на такой образ существования, при котором в полной мере используются присущие высшим приматам качества: сила, скорость, ловкость, выносливость, изобретательность. Определенный уровень физической активности должен поддерживаться постоянно; на этом фоне человек способен переносить пиковые, очень интенсивные психофизические нагрузки (примерами могут послужить охота на саблезубого тигра или финальный матч чемпионата мира). Однако необходимыми и обязательными условиями, при которых такие перегрузки переживаются без опасных для здоровья последствий, являются общая тренированность, отсутствие врожденных и приобретенных инвалидизирующих аномалий, достаточный и сбалансированный рацион, а также длительный период релаксации и отдыха после экстремальных усилий, даже кратковременных.
Все это известно с незапамятных времен, хорошо изучено и по возможности учитывается спортивными врачами, методистами, тренерами. Именно «по возможности», поскольку профессиональный спорт международного уровня зачастую предъявляет требования, фатально конфликтующие с требованиями охраны здоровья. В постоянной борьбе за повышение рекордных показателей (которые для обычного человека уже давно являются запредельными и абсолютно недосягаемыми) специалисты ищут наиболее эффективные варианты тренировочного процесса и режима соревнований. Вопрос оптимального сочетания аэробных и анаэробных нагрузок остается открытым.
(их часто называют также кардионагрузками) отличаются от анаэробных (силовых) механизмом энергетического обмена.
Нагрузкой аэробного типа называют такие виды физической активности, которые длятся достаточно долго и требуют, прежде всего, интенсивного снабжения легких воздухом. Кислород в этом случае является основным источником энергии; регулярные и продолжительные нагрузки такого рода, – а это любые виды бега на средние и дальние дистанции (включая бег на роликах и лыжах), плавание, велосипедный спорт, а также чрезвычайно популярная в 1980-х годах аэробика (ритмическая гимнастика), – укрепляют сердечнососудистую систему, повышают выносливость и оказывают мощное положительное влияние на психическую сферу. Кроме того, при условии свободного поступления чистого свежего воздуха интенсивная оксигенация тканей приводит к эффекту, известному в просторечье как «сжигание калорий», т.е. стимулирует метаболические процессы.
Анаэробная нагрузка требует интенсивной переработки ранее накопленных ресурсов. Имеются в виду депонированные в мышечной ткани запасы аденозинтрифосфорной кислоты (аденозинтрифосфат, АТФ), играющей роль аккумулируемого энергоносителя. Типичные примеры анаэробных нагрузок – пауэрлифтинг (поднятие тяжестей), бег на короткие дистанции, бодибилдинг и т.д. Такого рода упражнения способствуют смещению существующего соотношения жировой и мышечной ткани в сторону последней, укрепляют структуры опорно-двигательного аппарата, вырабатывают выносливость и физическую силу.
Следует понимать, что разделение на аэробные и анаэробные упражнения является условным и подразумевает лишь преобладание (а не эксклюзивное использование) одного из описанных механизмов потребления энергии. Скажем, занятия легкой атлетикой требуют не только интенсивного потребления кислорода, но и хорошей анаэробной выносливости, тогда как тяжелоатлетические упражнения уже через 10-15 секунд активируют механизм усиленной оксигенации.
В спортивной медицине существует ряд численных показателей, позволяющих оценить степень «аэробности» нагрузок. Таковы, например, пороги анаэробного обмена (ПАНО), называемые также лактатными порогами (лактаты – соли молочной кислоты, биохимического маркера усталости), или показатель максимального потребления кислорода (МПК), по достижении которого организм задействует анаэробный способ энергетического метаболизма.
В целом, описанные виды нагрузки не являются ни взаимозаменяемыми, ни жестко альтернативными, – разница между ними, повторим, достаточно расплывчата. Однако важнейшей задачей тренера-методиста является разработка такого тренировочного плана, который обеспечил бы спортсмену преимущество в конкурентных соревнованиях по данному виду спорта.
Что такое аэробная нагрузка?
Что такое аэробная нагрузка?
Для того, чтобы выполнять работу мышцам необходимо энергия. Эту энергию мышцы извлекают из вещества с названием Аминозинтрифосфат, или АТФ. При реакции АТФ с водой высвобождается большое количество энергии. Организм человека не накапливает это вещество, а синтезирует по мере необходимости – в сутки организм синтезирует примерно 40 кг АТФ! Но в отдельный момент времени в теле содержится не более 250 г.
Аэробная нагрузка – это такая нагрузка, при которой организм использует энергию от окисления углеводов и жиров кислородом.
Существуют несколько способов синтеза АТФ. В основном организм пользуется «аэробным механизмом», называемый также «тканевым дыханием». При тканевом дыхании АТФ синтезируется в процессе окисления углеводов и жиров кислородом дыхания. Легочное дыхание синтезирует 90% АТФ в обычной жизни.
Аэробная нагрузка – достаточно продолжительная нагрузка, длящаяся достаточно для того, чтобы аэробный механизм успел включиться.
У аэробного механизма или тканевого дыхания есть свои особенности. Аэробному механизму требуется от 1 до 4 минут, чтобы выйти на полную мощность. Поэтому при краткосрочной нагрузке он не успевает включиться. До того, как тканевое дыхание выйдет на рабочий уровень, организм синтезирует АТФ без участия кислорода. После начала работы аэробного механизма, примерно 30-40 минут АТФ синтезируется окислением углеводов, далее после истощения запаса углеводов организм начинает окислять жирные кислоты – продукты метаболизма жиров. 1 грамм жира дает в два раза больше энергии чем 1 грамм углеводов, но извлечь эту энергию сложнее, поэтому сначала организм использует углеводы.
Аэробная нагрузка – это небольшая нагрузка
Окислительный механизм по абсолютной величине имеют небольшую мощность, поэтому если в течение работы возникают интервалы максимальной эффективности, организм дополнительно подключает анаэробные механизмы синтеза. Мощность аэробного механизма зависит от количества кислорода, переносимого кровью. Чем больше количество потребляемого кислорода, тем больше мощность тканевого дыхания и тем больше АТФ синтезирует организм.
Какая нагрузка – аэробная нагрузка?
Критериям аэробной нагрузки отвечает продолжительные пешие и велосипедные прогулки, длительный бег с малой интенсивностью, занятия на эллиптическом тренажере, степпере, велотренажере, занятия аэробикой и аквааэробикой с невысоким темпом.
Какие мышцы работают при аэробной нагрузке?
Мышечные волокна делятся на «белые» — быстрые и «красные» — медленные. Целиком быстрых или медленных мышц не бывает. В каждой мышце содержаться оба типа волокон. Белые содержат много гликогена – продукта метаболизма глюкозы. Они отрабатывают при коротких взрывных нагрузках, например, жиме штанги или беге на сто метров. Красные волокна имеют хорошее кровоснабжение, в них хорошо проходят окислительные процессы. Соотношение красных и белых мышц индивидуально для каждого человека, продолжительный бег будет легче даваться тем, у кого красных волокон в мышцах больше. Понять каких волокон у человека больше, можно взяв анализ тканей – пункцию.
Роль аэробной нагрузки в процессе снижения веса
При низкоинтенсивной аэробной нагрузке организм в течение первых 30-40 минут черпает энергию из окисления углеводов. По мере исчерпания углеводов, источником энергии становятся жиры. Сжигая жир механизм тканевого дыхания может функционировать продолжительное время.
У этого понятного процесса есть несколько неочевидных аспектов, которым обязательно нужно уделить внимание: Если атлет увеличивает интенсивность нагрузки, то он останавливает процесс жиросжигания. Телу становится мало того количества АТФ, которое может быть получено с помощью аэробного механизма, и он обращается к анаэробному синтезу, в котором жир не расщепляется. Если нагрузка длится менее 40 минут, расщепление жиров не успевает начаться. Жир сжигается не «на ногах». Не существует правила о том, что «жир сжигается над теми мышцами, которые работают». Сжигается «общий жир», извлекаемый организмом из всех мест хранения.
Необходимо понять, что снижение веса — это следствие дефицита калорий, то есть ситуации, когда тратится энергии больше чем получается из пищи. Человек может сжечь жир в течение аэробной тренировки, или может израсходовать жир при дефиците калорий. Анаэробные высокоинтенсивные интервальные тренировки требуют больших затрат энергии, чем низкоинтенсивные пробежки, поэтому создают больший дефицит калорий. Задействование жировых резервов в анаэробном режиме по своей химии отличается от сжигания жира бегом, но может быть более эффективным средством для снижения веса.
Что такое аэробный и анаэробный процессы
Традиционные занятия фитнесом или аэробикой (в том числе и силовой) в последнее время устарели. Кроме того, в таких занятиях есть одна опасность. Рано или поздно хочется все это дело бросить, потому что, во-первых, скучно, а во-вторых, результат уж больно мал в сравнении с трудозатратами. Именно поэтому всё большую популярность приобретает интервальный метод проведения тренировок [3].
Особенностью такого метода является то, что физическая нагрузка при интервальных тренировках может быть любой: бег, велосипед, плавание, аэробика и даже танцы. В отличие от обычных занятий спортом (которые часто называют равномерными по причине отсутствия деления на интервалы по степени нагрузки на организм), суть интервальной тренировки заключается в чередовании интервалов с высокой и низкой интенсивностью физической нагрузки. Эти интервалы могут быть измерены многими различными способами: периодами времени, расстояний или частоты пульса [1, 2, 4]. В настоящее время интервальный метод проведения тренировок набирает популярность, так как имеет целый ряд преимуществ перед равномерными тренировками [1, 2, 3, 4]:
– меньшие затраты времени на проведение тренировки;
– значительное повышение выносливости организма к выполнению как силовых так и аэробных упражнений [5];
– укрепление сердечно-сосудистой системы организма;
– быстрое развитие тех мышц, на которые направлен цикл упражнений;
– сжигание калорий происходит в течение продолжительного периода даже после окончания интервальной тренировки (так называемый момент инерции).
Для проведения исследования были отобрана группа из 10 мужчин в возрасте от 25 до 30 лет, с начальным уровнем физической подготовки, физически здоровые.
Для исследования, приведённого в данной работе, были определены следующие цели: снижение веса спортсменов, укрепление основных групп мышц и повышение выносливости организма к продолжительным физическим нагрузкам. Учитывая описанные выше преимущества, в качестве методики проведения тренировок был выбран интервальный тренинг.
Исследования показали, что интервальный тренинг можно использовать как для новичков с низкой выносливостью организма к физическим нагрузкам, желающих улучшить свою физическую форму, так и для профессиональных атлетов (последние используют интервальные тренировки для подготовки к соревнованиям) [2]. От степени подготовки спортсменов в первую очередь зависит схема проведения интервального тренинга: количество повторений, продолжительность каждого повторения и т.д. [1, 2].
Для данного исследования была выбрана схема для начинающих, с более короткими промежутками интенсивной нагрузки и более длительными периодами восстановления (с последующим изменением длительности указанных периодов). Тренировки проводились три раза в неделю, продолжительность курса занятий с применением методики интервального тренинга – 4 месяца.
Для достижения поставленной цели исследования был разработан алгоритм проведения занятий с применением интервального метода тренировок, представленный в таблице.
Вид физической нагрузки
Каждая тренировка состояла из набора физических упражнений, способствующих как снижению веса, так и повышению выносливости организма испытуемых. Очевидно, что перед получением нагрузки организм должен быть подготовлен к выполнению упражнений различного вида. Именно с этой целью каждая тренировка начиналась разминкой.
Разминка перед нагрузкой приводит к повышению температуры организма с 35 до 38 градусов, что делает ткани более пластичными, а значит и более защищенными от растяжений и разрывов, а также позволяет метаболическим реакциям протекать с максимальными скоростями. Учащенное сердцебиение разносит питательные вещества по организму почти в 20 раз быстрее, а потребление мышцами крови увеличивается впятеро. Всё это необходимо, когда организм готовят к продолжительной и очень интенсивной нагрузке.
Разминка предваряет любую тренировку и представляет собой общее разогревание организма. В качестве разминки были выбраны бег на месте, различные виды прыжков (в стороны, вперед-назад и пр.) и легкая суставная гимнастика (включающая разминку кистевых, коленных, локтевых, плечевых, тазобедренного и голеностопных суставов). Продолжительность разминки в ходе занятий выбиралась с целью максимально подготовить организм к интенсивной аэробной нагрузке.
Аэробная нагрузка («аэробная» буквально означает «поглощающая воздух» – здесь кислород необходим для питания всех клеток организма) это комплекс упражнений низкой или средней интенсивности, способствующих укреплению сердечнососудистой системы. Аэробную нагрузку характеризует повышение частоты пульса до уровня 90 % от максимума. Максимальная частота пульса человека – это 220 «минус» его возраст в годах. Например, максимальная частота сердечных сокращений для человека в возрасте 30 лет будет равняться 190 ударам в минуту (220 – 30 = 190). Аэробная нагрузка отличается длительной продолжительностью (постоянная мышечная работа продолжается более 5 минут), при этом упражнения имеют динамический повторяющийся характер. Любой комплекс аэробных упражнений обладает следующими характеристиками:
– упражнения выполняются для мышц всего тела;
– упражнения направлены на преодоление веса собственного тела;
– аэробная нагрузка может быть постоянной и переменной;
– упражнения даются для всех уровней физической подготовки – от начального до продвинутого.
В ходе данного исследования в качестве аэробных были использованы такие упражнения как бег (на месте, с высоким подниманием бедра, захлестом голени и пр.), приседания, наклоны, прыжки и т.д. Выполнение аэробных упражнений приводит в тонус все группы мышц, что дает возможность переходить к силовым видам нагрузки.
Анаэробная (силовая) нагрузка – нагрузка, направленная на укрепление мышц и придание им определенной формы. Это нагрузка с минимальным потреблением кислорода организмом. Ее цель – развитие силы, наращивание мышечной массы.
Анаэробные упражнения приводят в действие совершенно иной тип обмена веществ, использующий в качестве топлива почти исключительно гликоген (заранее накопленные организмом углеводы). При анаэробном тренинге выполняются высокоинтенсивные, непродолжительные по времени (не более минуты) упражнения, после чего обязательно следует период отдыха (как правило в три раза больший), затем процесс повторяется. Анаэробный тренинг высокоинтенсивен, в работу вовлекается максимальное число мышечных волокон. В результате организм не в состоянии обеспечить себя достаточным количеством кислорода для восстановления энергии. Анаэробные упражнения выполняются практически «до отказа», то есть на пределе возможности организма.
В ходе данного исследования в качестве анаэробных были использованы упражнения с весами (гантелями, утяжелителями), упражнения с использованием собственного веса (отжимания, подтягивания и пр.), их сочетания, а также статические упражнения – упражнения, при которых мышцы напрягаются, но остаются при этом неподвижными, т.е. не растягиваются (типичными упражнениями на статику являются упор на руки или на одну руку поочередно, ласточка, мостик и его производные и пр.) [6]. Анаэробный тренинг, наряду со статическими упражнениями, приводит к накоплению в нагруженных мышцах молочной кислоты (продукт синтеза белков и углеводов в участвующих в упражнениях групп мышц). Это, в свою очередь, вызывает послетренировочный болевой синдром, избежать который помогает растягивание (стретчинг).
В ходе исследования в качестве заминки группе был предложен комплекс упражнений на растягивание – комплекс упражнений и поз для растягивания определенных мышц, связок и сухожилий туловища и конечностей. Растягивание было направлено в первую очередь на сокращение восстановительного периода после тренировок и большую отдачу от развиваемых групп мышц; кроме того растягивание способствовало улучшению координации движений и увеличению их амплитуды. Упражнения на растягивание после интервального тренинга позволили снизить риск возникновения спортивной травмы, а также сгладить проявление послетренировочного болевого синдрома. Комплекс упражнений при заминке был направлен, в основном, на растягивание мышц ног, рук, груди, а также мышц живота. Особое внимание было уделено растягиванию мышц спины, поскольку интенсивные аэробная и анаэробная нагрузки увеличивают риск получения травмы данной группы мышц.
Как видно из таблицы, время аэробной и силовой нагрузки с течением времени различно. В начале исследования большая часть времени отводилась под аэробную нагрузку, направленную на снижение веса и повышение выносливости. В дальнейшем происходило сначала выравнивание времени занятий аэробной и силовой нагрузками, а затем, по мере повышения выносливости организма к нагрузкам, силовая часть тренировки стала преобладающей, что позволило укрепить и развить основные группы мышц.
В результате исследования были получены данные, на основании которых построены графики, отображающие изменения основных показателей эффективности проведения интервального тренинга. Построенные графики приведены на рисунке. В качестве основных были выбраны 4 средних показателя по группе: вес (кривая 1), количество выполняемых подъемов корпуса (кривая 2), количество выполняемых отжиманий от пола (кривая 3) и количество выполняемых комплексно-силовых упражнений – подъем корпуса 30 с, отжимания от пола 30 с – за 1 минуту (кривая 4).
Из рисунка видно, что снижение веса в среднем составило 17 кг за 4 месяца проведения занятий с использования интервальных тренировок. Количество выполняемых отжиманий возросло с 8 до 25 раз, количество подъемов корпуса – с 13 до 63 раз. Отдельно замерялось выполнение комплексно-силовых упражнений: изменение здесь составило с 11 до 50 раз.
Отдельно следует отметить, что в течение всего времени тренировки проводились без использования тренажеров (в том числе и велотренажеров), брусьев, платформ для степ аэробики. В качестве спортивных снарядов были использованы только прыгалки и гантели. Кроме того, процесс тренировок не сопровождался никакими диетами и специальными режимами питания. Все испытуемые продолжали вести прежний образ жизни.
Интервальный тренинг зарекомендовал себя как простой и доступный способ снизить вес, повысить выносливость организма и развить те группы мышц, которые этого требуют, за непродолжительный период времени. Все это значительно повышает интерес к интервальным тренировкам у тех людей, кто хочет добиться положительных результатов в спорте.
Изменения основных показателей эффективности проведения интервального тренинга:n – количество повторений (раз), m – масса тела (кг), t – время (мес.)