CHƯƠNG 5. CƠ SỞ SINH LÝ CỦA CÁC TỐ CHẤT VẬN ĐỘNG
5.4. Cơ sở sinh lý của tố chất bền
Sức bền là khả năng khắc phục sự mệt mỏi để duy trì hoạt động trong một thời gian tương đối dài.
Trong sinh lý học TDTT, sức bền thường đặc trưng cho khả năng thực hiện các hoạt động thể lực kéo dài liên tục từ 2 – 3 phút trở lên, với sự tham gia của một khối lượng lớn cơ bắp lớn (từ ẵ toàn bộ lượng cơ bắp của cơ thể), nhờ sự hấp thụ oxy để cung cấp oxy để cung cấp năng lượng cho cơ chủ yếu hoặc hoàn toàn bằng con đường hiếu khí. Đó là tất cả các hoạt động hiếu khí như chạy 1500 m trở lên, đi bộ thể thao, đua xe đạp đường dài, bơi từ 400 m trở lên…
Sức bền được chia làm hai dạng: Bền hiếu khí (aerobic endurance) và bền yếm khí (anaerobic endurance):
- Bền yếm khí (Anaaerobic Endurance): Là khả năng hoạt động trong khoảng thời gian dài, trong trạng thái thiếu Oxy và có tạo ra axit lactic. Điển hình cho dạng hoạt động này là nội dung chạy 400 m.
- Bền hiếu khí (Aerobic Endurance ): Bền hiếu khí là trong điều kiện đầu đủ Oxy thực hiện các hoạt động thể thao trong thời gian dài. Điển hình cho dạng hoạt
đọng này là các nội dung chạy cự ly dài và vượt dã. Thông thường để tiến hành đánh giá chỉ tiêu này thì sẽ sữ dụng test chạy 12 phút (Test Copper).
Các yếu tố ảnh hưởng đến tố chất bền:
Sức bền phụ thuộc vào khả năng hấp thụ oxy tối đa của cơ thể (VO2max) và khả năng duy trì lâu dài mức hấp thụ oxy cao.
Mức hấp thụ oxy tối đa của một người quyết định khả năng làm việc trong điều kiện hiếu khí của họ. VO2max càng cao thì công suất hoạt động hiếu khí tối đa sẽ càng lớn. Ngoài ra VO2max càng cao thì cơ thể thực hiện hoạt động hiếu khí càng dễ dàng, và vì vậy, càng được lâu hơn. Như vậy về bản chất, sức bền chính là khả năng hấp thụ oxy tối đa của cơ thể. Điều đó giải thích tại sao các VĐV có thành tích thể thao cao trong các môn sức bền lại có VO2max rất cao (5 – 6 lít/phút).
VO2max được quyết định bởi khả năng của hai hệ thống chức năng chính là:
- Hệ thống vận chuyển oxy (gồm có máu, hệ tuần hoàn, hệ hô hấp): quyết định khả năng đưa oxy từ bên ngoài qua phổi vào máu đến tế bào.
- Hệ thống sử dụng oxy: cơ hoạt động sẽ quyết định khả năng sử dụng oxy của các nhóm cơ tham gia vào vận động.
a. Hệ thống vận chuyển oxy
Hệ hô hấp: để đảm bảo được sự trao đổi khí cao, tức là đảm bảo sự phát triển sức bền, hệ hô hấp phải có những biến đổi cả về cấu tạo và chức năng nhất định.
Những biến đổi đó bao gồm ba nhóm chính như sau:
- Có sự phát triển của các cơ hô hấp do đó mà lực và sức bền của các cơ hô hấp đều tăng, điều đó làm cho độ sâu hô hấp tăng lên đáng kể và tần số hô hấp ngược lại giảm xuống (lúc nghỉ).
- Ngoài các cơ hô hấp, độ đàn hồi của lồng ngực và phổi cũng thay đổi, phổi giãn nở tốt hơn trong khi hít vào, kháng trở đối với dòng không khí đi vào phổi giảm xuống.
- Tăng cường khả năng khuếch tán của phổi. Khả năng khuếch tán của phổi tăng lên một phần là nhờ các thể tích khí của phổi tăng hơn mức bình thường. Song chủ yếu khả năng khuếch tán của phổi tăng được là do lượng mao mạch bao quanh phế nang tăng lên và do lượng máu tuần hoàn qua phổi tăng. Khả năng khuếch tán cao của phổi làm cho lượng oxy đi từ phế nang vào máu và làm cho máu bão hòa oxy nhanh hơn.
Các biến đổi nêu trên cuối cùng làm cho thông khí phổi tăng lên. Và ngoại trừ khí lưu thông, các thể tích khí của phổi trong tập luyện sức bền đều tăng lên rõ rệt (10 – 20%), lượng khí cặn giảm đi.
Máu:
- Tập luyện sức bền làm tăng lượng máu tuần hoàn.
- Ở VĐV tập luyện các môn thể thao sức bền, lượng máu lưu thông trung bình cao hơn người thường và VĐV các môn khác khoảng 20%. Nhờ lượng máu tuần hoàn lớn mà lượng máu trở về tim cũng sẽ lớn hơn, tạo điều kiện cho thể tích tâm thu tăng lên. Lượng máu tuần hoàn tăng còn cho phép tăng cường dòng máu chảy vào hệ thống mạch máu ở da giúp nâng cao khả năng thải nhiệt trong thời gian hoạt động kéo dài. Lượng máu tuần hoàn tăng sẽ pha loãng các sản phẩm trao đổi chất (như acid lactic) có trong máu và làm giảm nồng độ của chúng. Điều đó cho thấy lượng máu tuần hoàn là yếu tố quan trọng đối với sự phát triển sức bền.
- Thực tế, lượng hồng cầu và hemoglobin tăng lên ở các VĐV tập luyện sức bền. Ở người thường và VĐV tập luyện các môn sức mạnh tốc độ, lượng hemoglobin trong máu khoảng 700 – 900 g, trong khi ở VĐV tập luyện sức bền là 1000 – 1200 g.
- Hàm lượng acid lactic trong máu cũng biểu thị khả năng hoạt động sức bền của con người. Khi thực hiện các bài tập hiếu khí kéo dài, hàm lượng acid lactic sản sinh trong máu thấp. Vì các VĐV luyện tập sức bền có VO2max cao và khả năng làm giảm hàm lượng acid lactic trong máu nên chỉ số này ở họ trong những hoạt động như vậy lại thấp hơn so với người thường và VĐV các môn thể thao khác, điều này giúp làm tăng khả năng hoạt động hiếu khí kéo dài của cơ thể.
- Glucose huyết trong các hoạt động kéo dài sẽ giảm dần (từ 0,08 – 0,12%
xuống 0,05 – 0,06%). Trong quá trình tập luyện sức bền, sự giảm đường huyết xảy ra chậm hơn và ít hơn. Khả năng làm việc khi đường huyết giảm cũng tăng lên. Vì vậy sức bền của VĐV phát triển tốt hơn.
Hệ tuần hoàn: trong quá trình tập luyện sức bền, tim và mạch máu có những biến đổi sâu sắc cả về cấu tạo và chức năng (hội chứng “Tim thể thao”, đã được trình bày ở chương 2). Những biến đổi đó biểu hiện trong yên tĩnh và trong vận động đối với những lượng vận động khác nhau.
Tập luyện sức bền lâu dài làm cho cấu tạo tim biến đổi theo 2 hướng:
- Trọng lượng tim VĐV tăng lên: Nguyên nhân là do cơ tim dày lên (sự phì đại cơ tim), hàm lượng glycogen và các loại protein trong cơ tim tăng lên, đặc biệt là myoglobin. Cơ tim phì đại thì lưới mao mạch cũng phát triển, đường kính mao mạch tăng và giữa các mao mạch có những ống nối ngang.
- Thể tích tim VĐV tăng lên: Nguyên nhân là do sự giãn nở của các buồng tim, thể hiện sự tích lũy của quá trình tập luyện lên cấu trúc cơ quan.
Về mặt chức năng:
- Tập luyện sức bền làm giảm tần số co bóp của tim khi yên tĩnh. Giảm nhịp tim là hiện tượng đặc trưng cho mức độ phát triển của sức bền. Mức độ giảm nhịp tim tương ứng với VO2max và với thành tích trong các môn thi đấu thể thao với thời gian dài, như chạy Marathon, đua xe đạp đường dài,…
- Sự giảm nhịp tim làm cho tim hoạt động kinh tế, ít tiêu hao năng lượng hơn và có thời gian nghỉ dài hơn trong lúc nghỉ.
Những biến đổi về cấu tạo và chức năng của tim trong yên tĩnh có ý nghĩa quan trọng trong việc tăng khả năng tối đa của nó trong vận động. Khi thực hiện vận động đến mức tối đa, thể tích phút của tim tăng lên, đặc biệt ở VĐV sức bền có thể tăng cao gấp đôi so với người thường và có thể tăng gấp 10 lần so với lúc yên tĩnh.
Thể tích phút tăng cao như vậy ở VĐV sức bền chủ yếu là do thể tích tâm thu tăng.
b. Hệ thống sử dụng oxy (hệ cơ)
Đặc điểm nổi bật về cấu tạo cơ của các VĐV có thành tích cao trong các môn thể thao sức bền là tỷ lệ các sợi cơ chậm trong cơ của họ ở mức rất cao so với các sợi cơ nhanh. Ví dụ: ở các VĐV chạy Marathon trình độ cao, tỷ lệ sợi cơ chậm chiếm 80% toàn bộ số sợi cơ có trong bó cơ, trong khi ở VĐV chạy 100m tỷ lệ này là 20 – 30%. Yếu tố này là do di truyền. Đặc biệt là tỉ lệ sợi cơ nhanh IIA càng nhiều so với sợi cơ nhanh IIB thì lại càng tăng khả năng phát huy sức bền.
Quá trình tập luyện thể lực, kể cả tập luyện sức bền, không làm thay đổi tỷ lệ các sợi cơ chậm và nhanh có trong cơ. Tuy nhiên, tập luyện sức bền có thể làm tăng tỷ lệ sợi cơ nhanh IIA và giảm tỷ lệ sợi cơ nhanh IIB, điều này giúp thích nghi với hoạt động sức bền tốt hơn.
Tập luyện sức bền còn làm cho cơ phì đại theo kiểu phì đại cơ tương: hàm lượng các chất dự trữ năng lượng (ATP, CP, glycogen), số lượng ty thể, myoglobin,
hàm lượng và hoạt tính các men oxy hóa trong cơ tương đều tăng lên. Điều đó làm cho khả năng hấp thụ oxy của cơ nói chung tăng lên.
Tập luyện sức bền làm tăng số lượng mao mạch trong cơ, từ đó làm tăng bề mặt khuếch tán và rút ngắn đường đi của oxy và các chất khác nhau từ máu đến tế bào cơ. Vì vậy mà khả năng hoạt động thể lực kéo dài của cơ sẽ tăng lên.
Bảng 5.1. Sự biến đổi cấu trúc và sinh hóa (% so với mức ban đầu) ở sợi cơ dưới ảnh hưởng của việc tập luyện các dạng bài tập khác nhau