В этой главе рассматривается динамика физиологических состояний во время тренировочной или соревновательной нагрузки. Обычно выделяют три периода: предстартовый, рабочий и восстановительный.

Предстартовый период включает упреждающие сдвиги. Рабочий охватывает врабатывание, устойчивое состояние и утомление. После прекращения работы начинается восстановление.

Каждый из этих периодов имеет свою нейрогуморальную и метаболическую картину, зависящую от интенсивности и объёма нагрузки, условий среды и уровня тренированности.


1. Предстартовое состояние и разминка
Ещё до начала нагрузки в организме возникают упреждающие изменения, подготавливающие физиологические системы к предстоящему стрессу.

Предстартовое состояние — это условно-рефлекторная нейрогуморальная реакция. Она сопровождается симпатической активацией и выбросом катехоламинов, благодаря чему организм частично выходит на «рабочий уровень» ещё до начала движения:

• Учащается и углубляется дыхание (растёт лёгочная вентиляция).
• Увеличивается частота сердечных сокращений (у спринтеров или горнолыжников ЧСС на старте может достигать 160 уд/мин).
• 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.

Предстартовые реакции специфичны: они соответствуют ожидаемому типу нагрузки. Перед спринтом доминирует выраженная симпатическая активация с высокой ЧСС, тогда как при подготовке к длительной работе больший акцент делается на оптимизацию сердечного выброса и кислородного транспорта.

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, как правило, ведёт к резкому снижению результата.

Даже при оптимальном предстартовом состоянии одной лишь пассивной готовности недостаточно: для выхода на рабочую мощность нужна разминка. Её задача — ускорить врабатывание.

Основные эффекты разминки:

• Повышение температуры: снижение вязкости тканей, ускорение ферментативных реакций и нервной проводимости.
• Улучшение кислородного транспорта: усиление вентиляции и сердечного выброса, сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо (эффект Бора, гемоглобин легче и быстрее отдаёт кислород работающим мышцам).
• Активация терморегуляции: ранний запуск кожного кровотока и снижение порога начала потоотделения.
• Нейральная активация: повышение возбудимости моторных и сенсорных центров.
• Нейротрофический эффект: разминка может усиливать высвобождение BDNF, что способствует нейропластичности, облегчает моторное обучение и особенно важно перед технической тренировкой.

Эффекты разминки нельзя полностью заменить пассивным разогреванием. Её главное значение — согласование дыхания, кровообращения и двигательного аппарата именно в условиях мышечной работы.

В классическом физиологическом смысле разминка делится на общую и специальную. Общая разминка обеспечивает повышение температуры тела, усиление функций кислородно-транспортной системы и общую нейромышечную активацию, тогда как специальная максимально копирует биомеханику предстоящей деятельности и вовлекает те же мышечные группы, обеспечивая точную настройку специфических двигательных программ ЦНС. На практике это деление удобно реализовать в виде трехэтапной разминки:

1. Общая аэробная часть (5–8 мин): повышение температуры мышц, мобилизация капиллярного резерва и активация кислородтранспортной системы.
2. Динамическая часть (3–5 мин): увеличение суставной амплитуды и повышение нейромышечной готовности.
3. Специальная часть (3–5 мин): воспроизведение биомеханики предстоящей деятельности и точная настройка специфических двигательных программ 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 нейрогенные 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, однако её структура у стайеров обычно менее акцентирована на мощностной активации и больше — на экономичном ускорении врабатывания. Более того, в условиях сильной жары избыточная разминка может навредить, создавая перегрузку системы терморегуляции ещё до старта.

Важно учитывать, что длительная статическая растяжка продолжительностью более 30 секунд перед силовой работой может быть контрпродуктивной: она снижает мышечно-сухожильную жёсткость, ухудшает передачу усилия и может уменьшать пиковую мощность в течение последующих 20 минут.


2. Врабатывание
Врабатывание — это начальная фаза нагрузки, в ходе которой организм переходит от покоя к рабочему режиму. На этом этапе согласуются дыхание, кровообращение, терморегуляция и двигательная координация, а скорость перехода зависит от интенсивности, тренированности и качества разминки.

В фазе врабатывания параллельно разворачиваются три процесса:

1. Окончательная настройка нейрогормональных механизмов управления вегетативными функциями.
2. Формирование и оптимизация двигательного стереотипа (улучшение внутри- и межмышечной координации, настройка ритма и амплитуды).
3. Вывод кислородно-транспортной системы и тканевого дыхания на требуемый рабочий уровень.

Физиологические особенности врабатывания:

• Гетерохронность (неодновременность). Разные системы включаются с разной скоростью. Двигательный аппарат адаптируется быстрее, чем кардиореспираторная система; внутри неё ЧСС и вентиляция растут быстрее, чем систолический выброс и потребление кислорода тканями.
• Зависимость от интенсивности нагрузки. Чем выше мощность работы, тем быстрее нарастают показатели вегетативных функций — скорость развёртывания кислородно-транспортной системы возрастает за счёт более мощной симпатической стимуляции и быстрого накопления локальных метаболитов. Однако, поскольку целевой уровень потребления кислорода при тяжёлой работе значительно выше, общее время достижения устойчивого состояния (плато) увеличивается. При лёгкой работе выход на плато занимает 2–3 минуты, при умеренной и тяжёлой — может растягиваться до 5–7 минут.
• Зависимость от тренированности. Чем выше уровень адаптационной базы спортсмена (широкая капиллярная сеть, высокая плотность митохондрий), тем быстрее и слаженнее протекает процесс врабатывания при выполнении одной и той же стандартной нагрузки.

2.1. Кислородный дефицит и энергетический метаболизм
В начале работы потребность мышц в энергии временно опережает доставку кислорода, что приводит к кислородному дефициту.

• При лёгких и средних аэробных нагрузках образовавшийся стартовый дефицит постепенно компенсируется ещё в ходе самого упражнения — когда кислородно-транспортная система выходит на нужный уровень («устойчивое состояние»).
• При околомаксимальной и максимальной мощности дефицит не может быть покрыт в процессе работы. Он накапливается и переходит в кислородный долг, который организму предстоит погасить уже после финиша, в период восстановления.

В этой переходной фазе могут возникать «мёртвая точка» и последующее «второе дыхание», отражающие временное несоответствие между энергетическим запросом мышц и ещё не полностью развернувшимися вегетативными реакциями. Чем лучше проведена разминка и чем выше тренированность атлета, тем мягче протекает этот переходный период.

При этом на молекулярном уровне именно этот стартовый дефицит и падение энергетического заряда клетки (рост АМФ) выступают мощнейшим триггером для активации фермента АМПК, запуская программу адаптации к выносливости с первых же минут работы.

Особенности врабатывания при интервальной тренировке
При интервальной работе каждый новый отрезок начинается со своего кислородного дефицита, однако его величина постепенно уменьшается за счёт эффекта предварительной работы — кинетика МПК ускоряется.

Длительность отдыха между интервалами определяет доминирующую энергетическую систему. При коротком отдыхе (<30–60 с) фосфокреатин не успевает восстановиться, поэтому следующий интервал сильнее смещается в сторону гликолиза с выраженным метаболическим стрессом. При длинном отдыхе (>3–5 мин) фосфагенные запасы восстанавливаются, и каждый интервал выполняется в состоянии относительной свежести, с более высокой механической мощностью и меньшим накоплением лактата.

2.2. 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⁺, Н⁺).
• Системная вазоконстрикция (сужение): симпатическая активация сужает сосуды в органах ЖКТ и почках, поддерживая общее системное давление на фоне падения периферического сопротивления в мышцах.

2.3. 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 преимущества:

• 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 уже через несколько минут работы мышцы становятся механически и биохимически более подготовленными, чем в начале нагрузки.


3. Устойчивое состояние
3.1. Определение и критерии
Устойчивое состояние — это динамическое равновесие, при котором потребность в АТФ покрывается аэробным метаболизмом, а основные параметры стабилизируются.

На практике его определяют по стабилизации МПК, ЧСС и вентиляции без прогрессирующего роста лактата.

3.2. Условие достижимости
Устойчивое состояние достигается только при интенсивности ниже анаэробного порога (ПАНО, АнП).

• 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 потребления кислорода. Несмотря на постоянную мощность, потребление кислорода постепенно увеличивается (медленный компонент ПК). Это связано с рекрутированием менее экономичных волокон типа II, ростом температуры тела и гормональной активацией. Поэтому «устойчивое состояние» в этой зоне носит относительный характер и сопровождается постепенным нарастанием утомления.
• 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.

Поэтому полезно различать истинно устойчивое и квазиустойчивое состояние. При сравнительно умеренной нагрузке основные параметры действительно стабилизируются на близком к постоянному уровне, тогда как при более тяжёлой, хотя ещё преимущественно аэробной работе, эта стабильность становится относительной и постепенно переходит в функциональный дрейф.

3.3. Сердечно-сосудистый дрейф
При длительной работе в диапазоне между лактатными порогами (более 30–40 минут) даже при неизменной внешней мощности физиологические показатели перестают быть строго стабильными. Самое заметное проявление — рост ЧСС, но дрейф имеет системный характер.

Его основные механизмы включают гиповолемию от потери жидкости, перераспределение кровотока к коже, рост температуры и вентиляции, постепенное снижение ударного объёма, а также метаболический сдвиг по мере истощения углеводов.

При длительной субмаксимальной и средней аэробной работе истощение мышечного и печёночного гликогена становится самостоятельным фактором утомления. По мере снижения доступности углеводов ухудшается способность поддерживать заданную интенсивность, а истощение гликогена печени повышает риск гипогликемии. Поскольку глюкоза крови остаётся критически важным субстратом для ЦНС, гипогликемия усиливает центральное утомление и ухудшает когнитивный и координационный контроль нагрузки.

По мере нарастания такого дрейфа система кислородного транспорта всё в меньшей степени способна поддерживать прежнюю эффективность снабжения работающих мышц кислородом. Поэтому при длительной аэробной работе утомление определяется не только локальными изменениями в мышце, но и снижением функционального резерва сердечно‑сосудистой и дыхательной систем.

Следовательно, при длительной работе пульс становится менее точным индикатором интенсивности, и потому надёжнее ориентироваться на мощность, темп и субъективную тяжесть нагрузки.


4. Нарастание утомления
4.1. Структура утомления
Утомление разворачивается на двух уровнях:

• Периферическое: снижение сократительной способности мышцы вследствие истощения энергетических субстратов, накопления метаболитов (Pi, Н+ и др.), ионных сдвигов и нарушений электромеханического сопряжения. В зависимости от типа нагрузки вклад этих механизмов различается: при кратковременной работе высокой мощности возрастает роль фосфагенного дефицита, а при более длительной интенсивной работе — метаболического ацидоза, накопления метаболитов и истощения углеводных ресурсов.
• Центральное (ЦНС): снижение нейронного «драйва» от моторной коры и других регулирующих структур, которое ограничивает способность поддерживать требуемую мощность и точность движений. Среди регулирующих систем особенно чувствительны к утомлению корковые центры, поэтому центральное утомление часто проявляется не только падением силы, но и ухудшением координации, точности и устойчивости двигательного паттерна. Периферические метаболиты, тепловой стресс и афферентная импульсация усиливают центральное торможение, поэтому ощущение тяжести усилий растёт быстрее, чем падает мощность. Таким образом, ощущение тяжести усилий выступает одновременно и как инструмент долгосрочного планирования нагрузки, и как чувствительный индикатор текущего функционального напряжения ЦНС.

Субъективное ощущение тяжести отражает совокупные изменения в мышцах, дыхании, кровообращении и ЦНС. Поэтому рост воспринимаемого усилия в ходе работы не следует рассматривать как вторичный или «психологический» феномен: он является чувствительным индикатором суммарного физиологического напряжения организма.

Ведущие механизмы утомления существенно зависят от характера нагрузки. При максимальной и околомаксимальной анаэробной работе особенно велика роль центрального ограничения моторного выхода, истощения фосфагенов и нарушений электромеханического сопряжения. При субмаксимальной анаэробной и тяжёлой аэробной работе возрастает значение метаболического ацидоза, накопления неорганического фосфата и других метаболитов, ограничивающих как сократительную функцию, так и дальнейший ресинтез АТФ. При длительной субмаксимальной и средней аэробной работе на первый план всё чаще выходят гипогликемия, тепловая нагрузка и ограничения кислородтранспортной системы.

4.2. Психобиологическая модель предела
Современная нейрофизиология рассматривает утомление как защитный механизм ЦНС: мозг ограничивает мощность на основе афферентных сигналов (pH, температура), предотвращая критическое истощение.


5. Восстановление после нагрузки
Снижение ЧСС в первую минуту после остановки — один 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 активностью и неполным восстановлением.

Восстановление не сводится только к возврату к исходному уровню: после нагрузки отдельные функции и энергетические запасы могут временно превышать предрабочие значения, формируя фазу суперкомпенсации. При этом восстановление различных систем и субстратов идёт гетерохронно, то есть неодновременно, поэтому о завершении восстановления корректнее судить по наиболее медленно восстанавливающемуся показателю.

5.1. Заминка как физиологическая необходимость
Заминка выполняет три ключевые функции:

• Ускорение клиренса лактата и ионов водорода: лёгкая аэробная работа поддерживает кровоток и потому обычно ускоряет удаление метаболитов по сравнению с полным покоем.
• 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.

Таким образом, заминка — это форма активного восстановления.

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.

Таким образом, тренировочное занятие представляет собой не однородный блок механической работы, а закономерную последовательность физиологических состояний. Понимание динамики этих состояний позволяет структурировать нагрузку в соответствии с биологическими закономерностями и точнее управлять тренировочным стимулом.