В этой главе, рассмотрим динамику физиологических состояний при выполнении отдельной тренировочной или соревновательной нагрузки. В непрерывной динамике этого физиологического отклика традиционно выделяют три основных периода: предстартовый, рабочий и восстановительный.

Предстартовое состояние характеризуется упреждающими функциональными сдвигами, предшествующими фактическому началу работы. В рабочем периоде различают фазу быстрого изменения функций — врабатывание, за которым следует относительно стабильный режим (устойчивое состояние). По мере продолжения работы неизбежно развивается утомление, которое проявляется в неспособности поддерживать заданную интенсивность или в полном отказе от нагрузки. После прекращения упражнения начинается период восстановления функций до исходного уровня.

Каждый из указанных этапов характеризуется уникальной гормональной, метаболической и нейральной картиной. Наличие этих периодов, их выраженность и продолжительность определяются характером, интенсивностью и объёмом выполняемой работы, внешними условиями, а также текущей степенью тренированности спортсмена.


1. Предстартовое состояние и разминка
Ещё до начала выполнения мышечной работы, в процессе её ожидания, происходит целый ряд изменений в функциях организма. Биологический смысл этих изменений — упреждающая подготовка физиологических систем к успешному преодолению предстоящего стресса.

По своей природе предстартовое состояние является условно-рефлекторной нервной и гормональной реакцией. Происходит симпатическая активация, в кровь выбрасываются катехоламины (адреналин и норадреналин). В результате ещё до первого мышечного сокращения организм выходит на некоторый «рабочий уровень»:

• Учащается и углубляется дыхание (растёт лёгочная вентиляция).
• Увеличивается частота сердечных сокращений (у спринтеров или горнолыжников ЧСС на старте может достигать 160 уд/мин).
• Под действием гормонов ускоряется расщепление гликогена в печени и жиров в депо, повышая в крови концентрацию глюкозы и свободных жирных кислот.
• Происходит упреждающее расширение кровеносных сосудов в скелетных мышцах.

Важной особенностью предстартовых сдвигов является их специфичность. Организм подстраивает реакцию под ожидаемый тип деятельности. Например, перед спринтерским бегом, где требуется взрывная нервная проводимость, ЧСС на старте обычно выше, чем перед бегом на средние дистанции. А в ожидании стайерской работы организм делает больший акцент на увеличение систолического объёма крови, готовясь к длительной аэробной доставке кислорода.

При этом уровень предстартового возбуждения не всегда полезен. В зависимости от силы эмоционального стресса (особенно перед соревнованиями) выделяют три формы предстартового состояния:

1. Состояние готовности — оптимальное умеренное возбуждение нервной системы, которое максимально способствует реализации физического потенциала.
2. Предстартовая лихорадка — чрезмерно сильное нервное возбуждение. Оно может дать кратковременный всплеск мощности, но быстро истощает энергетические ресурсы ЦНС, нарушает тонкую межмышечную координацию и часто ведёт к снижению итоговой работоспособности.
3. Предстартовая апатия — защитное торможение ЦНС, наступающее после длительного или слишком сильного стресса. Сопровождается угнетением вегетативных функций (вялость, низкий пульс, отсутствие мотивации) и всегда ведет к резкому снижению результата.

Пассивного предстартового отклика, даже в состоянии идеальной готовности, недостаточно для вывода организма на оптимальную мощность. Для этого требуется активная часть — разминка. Её физиологическая роль заключается в форсировании процессов врабатывания.
Механизмы положительного влияния разминки многообразны:

• Температурный и метаболический эффект: работающие мышцы выделяют тепло. Повышение температуры тела на 1–2 °C снижает вязкость мышц и крови, увеличивает скорость мышечного сокращения и расслабления, а также ускоряет проведение нервных импульсов. Кроме того, рост температуры повышает активность ферментов, кратно ускоряя биохимические реакции.
• Эффект Бора: разогрев тканей и локальное накопление углекислого газа сдвигают кривую диссоциации оксигемоглобина вправо — гемоглобин легче и быстрее отдаёт кислород работающим мышцам.
• Адаптация кислородно-транспортной системы: разминка плавно повышает лёгочную вентиляцию, сердечный выброс и артериальное давление. Это усиливает снабжение тканей кислородом, минимизирует стартовый кислородный дефицит на первых минутах работы и предотвращает наступление состояния «мёртвой точки» (или ускоряет наступление «второго дыхания»).
• Настройка терморегуляции: разминка усиливает кожный кровоток и снижает порог начала потоотделения. Это заранее запускает механизмы теплоотдачи, предотвращая чрезмерное перегревание тела при последующей тяжёлой работе.
• Нейроэндокринная активация: повышается возбудимость сенсорных и моторных центров коры головного мозга, что создаёт условия для оптимальной регуляции сложных движений.

Важно понимать, что эффекты разминки нельзя в полной мере заменить пассивным разогреванием (массажем, мазями или баней). Ключевая ценность активной разминки — это координация функций дыхания, кровообращения и двигательного аппарата именно в условиях мышечной деятельности.

В этой связи физиологически обосновано деление разминки на общую (общее повышение температуры тела и усиление функций кислородно-транспортной системы) и специальную. Специальная часть должна максимально копировать биомеханику предстоящей деятельности (вовлекая те же мышечные группы), чтобы обеспечить точную настройку специфических путей в ЦНС.

Практические нюансы:
Оптимальный интервал между разминкой и основной работой не должен превышать 15 минут. Если пауза затягивается (например, до 40–45 минут), температурные и нейральные следы разминки утрачиваются, и организм возвращается к исходному состоянию.

Также роль разминки зависит от специфики спорта: она критически важна для скоростно-силовых дисциплин и сложнокоординированных движений, но приносит меньше пользы стайерам. Более того, в условиях сильной жары избыточная разминка перед марафоном может даже навредить, создавая излишнюю нагрузку на систему терморегуляции и истощая ресурсы до старта.


2. Врабатывание
2.1. Кинетика потребления кислорода и кислородный дефицит
При переходе от покоя к нагрузке потребление кислорода (VO₂) не достигает рабочего уровня мгновенно. Оно нарастает по экспоненте. Полное приближение к плато занимает 2–3 минуты (у элитных спортсменов ближе у 2 минутам).

В этот переходный период между потребностью мышц в АТФ и реальным аэробным потоком возникает кислородный дефицит. Он покрывается за счёт немедленных внутримышечных резервов:

• Миоглобин: отдаёт локально связанный кислород в первые 10–20 секунд, до прихода первой волны усиленного кровотока.
• Фосфокреатин (КФ): обеспечивает немедленный ресинтез АТФ в первые 5–15 секунд работы (алактатный путь).
• Анаэробный гликолиз: выходит на пиковую мощность к 30–60 секундам, что сопровождается накоплением лактата и снижением pH (нарастанием кислотности).

Именно поэтому первые минуты даже умеренной аэробной нагрузки субъективно ощущаются как тяжёлые: локальный мышечный ацидоз от раннего гликолиза создаёт метаболический дискомфорт. На молекулярном уровне этот резкий кислородный дефицит и падение уровня энергии (рост АМФ) выступают мощнейшим триггером для активации фермента АМПК, запуская программу адаптации к выносливости с первых же минут работы.

2.2. Активация симпатической нервной системы
Переход к нагрузке инициируется двумя нейрогенными механизмами:

1. Центральная команда (central command) из двигательной коры упреждающим образом активирует симпатическую нервную систему: учащается пульс, сужаются сосуды в неработающих органах (ЖКТ, кожа).
2. Метаборефлекс от работающих мышц быстро усиливает этот ответ по мере накопления ионов водорода.

2.3. Перераспределение кровотока
В покое к скелетным мышцам направляется лишь 15–20% сердечного выброса. Через 2–4 минуты интенсивной работы эта доля достигает 80–85%. Это обеспечивается двумя параллельными механизмами:

• Локальная вазодилатация (расширение): капиллярная ёмкость в работающих мышцах увеличивается в 10–20 раз за счёт накопления метаболитов (аденозин, NO, K⁺, ионы водорода).
• Системная вазоконстрикция (сужение): симпатическая активация (через α₁-адренорецепторы) сужает сосуды в органах ЖКТ и почках, поддерживая общее системное давление на фоне падения периферического сопротивления в мышцах.

2.4. Температурная динамика
КПД мышечного сокращения составляет 20–25%, остальное уходит в тепло. В первые 5–10 минут температура активных мышц нарастает до 38,5–39°C. Это даёт прямые физиологические бонусы:

• Ускоряется ферментативная кинетика (эффект Вант-Гоффа).
• Снижается вязкость мышц и синовиальной жидкости.
• Ускоряется отдача кислорода из крови в ткани (эффект Бора).
• Ускоряется проведение нервных импульсов.

Именно поэтому через 10 минут работы мышца механически и биохимически готова лучше, чем на первой секунде.


3. Фаза II: устойчивое состояние
3.1. Определение и критерии
Устойчивое состояние — это динамическое равновесие, при котором потребность тканей в АТФ полностью покрывается аэробным метаболизмом, а ключевые параметры системы стабилизируются на постоянном уровне.

Строгие физиологические критерии устойчивого состояния:

• VO₂: отклонение менее 2% за 60 секунд.
• ЧСС: стабилизация в пределах ± 2 уд/мин за 60 секунд.
• Лактат крови: прирост не более 1 ммоль/л за 5 минут работы.
• Вентиляция и pH: стабилизация без прогрессивного нарастания частоты дыхания и падения pH.

3.2. Условие достижимости
Устойчивое состояние достигается только при интенсивности ниже второго лактатного порога (LT2).

• Ниже аэробного порога (АэП): устойчивое состояние достигается быстро и может поддерживаться часами (доминирующим субстратом выступают свободные жирные кислоты).
• Между АэП и ПАНО: устойчивое состояние достижимо, но лактат крови стабилизируется на повышенном уровне (2–4 ммоль/л). Именно в этой зоне проявляется феномен медленного компонента VO₂ (VO₂ slow component). Несмотря на постоянную мощность работы, потребление кислорода не остаётся идеально ровным, а начинает медленно ползти вверх. По мере утомления экономичных медленных волокон (тип I) нервная система вынуждена рекрутировать менее эффективные быстрые волокна (тип II), которые требуют больше кислорода для синтеза того же количества АТФ. Дополнительно расход энергии повышается из-за роста температуры тела и выброса катехоламинов. Следовательно, «устойчивое состояние» в этой зоне — это не истинное равновесие, а постепенное соскальзывание в утомление, лимитированное истощением мышечного гликогена.
• Выше АнП (ПАНО): устойчивое состояние принципиально недостижимо. Лактат непрерывно нарастает, pH крови падает, а легочная вентиляция резко нелинейно возрастает (компенсаторная гипервентиляция). Работа в этой зоне ограничена минутами.

3.3. Сердечно-сосудистый дрейф
При длительной работе в диапазоне между лактатными порогами (более 30–40 минут) наблюдается постепенное нарастание ЧСС при неизменной мощности — кардиоваскулярный дрейф. Его механизмы:

• Гиповолемия: потеря жидкости с потом снижает объём циркулирующей крови, из-за чего ЧСС компенсаторно растёт для поддержания минутного объёма.
• Терморегуляция: перераспределение кровотока к коже для охлаждения «обкрадывает» работающие мышцы.
• Сдвиг субстрата: прогрессивное истощение углеводов ведёт к сдвигу метаболизма на окисление жиров, которое требует больше кислорода (O₂) на каждый моль АТФ.

Следствие: при длительной работе пульс перестаёт быть точным индикатором интенсивности. Надежнее ориентироваться на мощность (ватты) или темп.


4. Фаза III: нарастание утомления
4.1. Структура утомления
Утомление разворачивается на двух взаимосвязанных уровнях:

• Периферическое: истощение гликогена и накопление неорганического фосфата (Pi), который физически мешает нитям миозина сокращаться, а также накопление ионов H⁺ и K⁺, нарушающих сократительную функцию мембран.
• Центральное (ЦНС): снижение нейронного «драйва» от моторной коры. Периферические метаболиты (аммиак, цитокины) поступают в мозг, усиливая центральное торможение, из-за чего субъективное ощущение усилия (RPE) нарастает быстрее реального падения мощности. Здесь происходит важный смысловой синтез: RPE выступает одновременно и как инструмент долгосрочного планирования нагрузки (сессионный показатель в Главе 3), и как высокочувствительный индикатор утомления ЦНС в каждую конкретную минуту занятия.

4.2. Психобиологическая модель предела
Современная нейрофизиология рассматривает утомление не как механическую «поломку» мышц, а как защитный сигнал ЦНС. Мозг постоянно считывает афферентные сигналы (pH, температуру) и превентивно снижает моторную мощность, не допуская критического истощения. Тренировка частично сдвигает этот «предохранитель» вверх.


5. Фаза IV: восстановление после нагрузки
Скорость снижения ЧСС в первую минуту после остановки (HRR₁) является одним из наиболее информативных маркёров вегетативного баланса и уровня тренированности. У хорошо тренированных спортсменов снижение ЧСС за первую минуту составляет 25–30 уд/мин и более. Значения менее 12 уд/мин ассоциированы со сниженной парасимпатической (вагусной) активностью и неполным восстановлением.

5.1. Заминка как физиологическая необходимость
Традиционная «заминка» — физиологически обусловленный процесс:

• Ускорение клиренса лактата и ионов водорода: лёгкая аэробная работа поддерживает кровоток, ускоряя утилизацию метаболитов.
• Предотвращение обморока: мышечный насос поддерживает венозный возврат, не давая крови депонироваться в расширенных сосудах ног.
• Парасимпатическая реактивация: плавное снижение нагрузки ускоряет переключение вегетативной нервной системы из стресс-режима в восстановительный.

Практическая структура заминки (15–25 минут):

• Активная часть (10–15 мин): ЧСС 100–120 уд/мин. Задача: лактатный клиренс, термонормализация.
• Статическая растяжка (5–10 мин): снижение мышечного тонуса.
• Дыхательные практики (2–3 мин): форсированная активация парасимпатики.

6. Практические выводы для структуры занятия
6.1. Разминка
Разминка переводит организм из покоя в рабочее состояние, снижая стартовый кислородный дефицит. По данным метаанализов, структурированная разминка (10–15 минут) снижает риск мышечных травм на 30–50%, повышает пиковую мощность в первом подходе на 3–8% и ускоряет выход на стационарный VO₂ на 20–30%.

Практическая структура разминки:

• Общая аэробная (5–8 мин): ЧСС 100–120 уд/мин. Задача: рост температуры мышц, открытие капиллярного резерва.
• Динамическая (3–5 мин): умеренная интенсивность. Задача: суставная амплитуда, нейромышечная готовность.
• Специфическая (3–5 мин): до 80–85% от целевой интенсивности. Задача: "прайминг" (подготовка) конкретного двигательного паттерна.

Оговорка по статической растяжке: длительная статическая растяжка (более 30 секунд) перед силовой работой контрпродуктивна. Она снижает мышечно-сухожильную жёсткость, ухудшая передачу усилия и снижая пиковую мощность (вплоть до 20 минут после растяжки).


6.2. Основная часть
Скоростно-силовые упражнения должны выполняться в состоянии нейромышечной свежести (в начале занятия). По мере нарастания утомления мозг рекрутирует запасные двигательные единицы, нарушая тонкую координацию техники. Тренировать технику на фоне фазы утомления — значит заучивать «бракованный» двигательный паттерн.


7. Динамика состояний при интервальной тренировке
Каждый рабочий интервал начинается с нового кислородного дефицита. Однако с каждым последующим повторением кинетика VO₂ ускоряется (за счёт активации аэробных ферментов и расширения капилляров). Этот феномен известен как эффект предварительной работы. Из-за него первый интервал серии часто субъективно ощущается как самый дискомфортный по дыханию, тогда как последние интервалы лимитируются уже накопившимся периферическим утомлением.

Длительность отдыха между интервалами определяет, какая энергетическая система получит главный стимул:

• Короткий отдых (<30–60 с): фосфокреатин (КФ) не успевает восстановиться. Следующий интервал выполняется преимущественно за счёт гликолиза, что создаёт жесточайший лактатный ацидоз и мощный метаболический стресс.
• Длинный отдых (>3–5 мин): КФ полностью восстановлен. Каждый интервал выполняется «свежим», что обеспечивает высокую механическую мощность и нейромышечный стимул, но значительно меньший метаболический стресс.

8. Синтез. Тренировка как биологическая волна
Тренировочное занятие — это не однородный блок механической работы, а предсказуемая последовательность четырёх состояний:

1. Фаза врабатывания (дефицитная): аэробный метаболизм нарастает по экспоненте, анаэробные источники покрывают энергетический разрыв. Оптимизируется грамотной разминкой.
2. Фаза устойчивого состояния (рабочая): достижима только при интенсивности ниже LT2. Ключевые параметры стабильны, формируется основной «объёмный» стимул.
3. Фаза нарастания утомления (сигнальная): накопление стрессов максимальной амплитуды. ЦНС регулирует её глубину через защитный механизм RPE.
4. Фаза восстановления (переходная): парасимпатическая реактивация и клиренс метаболитов. Здесь формируется строгая иерархия масштабов: эти первые минуты восстановления внутри занятия (микроуровень) закладывают фундамент для переключения организма в глобальный анаболический режим между тренировками (макроуровень, подробно разобранный в Главе 5).

Знание динамики этих состояний позволяет тренеру структурировать занятие не по интуиции, а по строгим биологическим законам, обеспечивая максимальный адаптационный стимул при минимальных издержках. Тренировка — это не просто набор упражнений, а предсказуемая биологическая волна: от кислородного дефицита к равновесию, от равновесия к утомлению и от утомления к восстановлению. Управлять тренировкой — значит управлять этой волной.