Восстановление (ресинтез) АТФ осуществляется за счет химических реакций двух типов: анаэробных, протекающих при отсутствии кислорода
аэробных (дыхательных), при которых поглощается кислород из воздуха.
Ø Анаэробные реакции не зависят от поступления кислорода в ткани и активизируются при нехватке АТФ в клетках
Ø Однако освободившаяся химическая энергия используется для механической работы крайне неэффективно (только около 20—30%)
Ø При распаде вещества без участия кислорода внутримышечные запасы энергии расходуются очень быстро и могут обеспечить двигательную активность только в течение нескольких минут
Следовательно, при максимально интенсивной работе в короткие промежутки времени энергетическое обеспечение осуществляется преимущественно за счет анаэробных процессов.
Последние включают в себя два основных источника энергии:
o Креатин- фосфатную реакцию, связанную с распадом богатого энергией КрФ
|
|
o Гликолиз, при котором используется энергия, выделяемая при расщеплении углеводов до молочной кислоты (Н3РО4)
Изменение интенсивности креатинфосфатного, гликолитического и дыхательного механизмов энергообеспечения в зависимости от продолжительности упражнения (по Н. И. Волкову)
Следует подчеркнуть
В соответствии с различиями в характере энергетического обеспечения мышечной деятельности принято выделять:
- Аэробные и анаэробные компоненты выносливости
- аэробные и анаэробные возможности
- аэробную и анаэробную производительность
Анаэробные механизмы наибольшее значение имеют на начальных этапах работы, в кратковременных усилиях высокой мощности, значение которой превышает ПАНО
ü ПАНО - порог анаэробного обмена – это уровень интенсивности нагрузки, при котором концентрация лактата в крови начинает резко повышаться, поскольку скорость его образования становится выше, чем скорость утилизации
Ренато Канова, – это «самая высокая интенсивность, при которой ещё сохраняется равновесие между количеством производимой и поглощаемой молочной кислоты, и соответствует в среднем содержанию лактата в крови около 4 ммоль на литр крови».
Усиление анаэробных процессов происходит также при:
- всевозможных изменениях мощности в ходе выполнения упражнения
- При нарушении кровоснабжения работающих мышц (натуживание, задержка дыхания, статические напряжения и т.д.)
Источники энергообеспечения работы в отдельных зонах относительной мощности и их восстановление (по Н. И. Волкову)
|
|
В совокупности анаэробные и аэробные процессы характеризуют функциональный энергетический потенциал человека — его общие энергетические возможности.
В связи с этими основными источниками выделяют три составных компонента выносливости:
o алактатиый анаэробный
o гликолитический анаэробный
o аэробный (дыхательный)
В этом смысле различные виды «специальной» выносливости могут быть рассмотрены как комбинации из указанных трех компонентов
Относительный энергетический вклад анаэробных (Ан) и аэробных (Аэ) механизмов в обеспечении бега на разные дистанции
При напряженной мышечной деятельности прежде всего развертывается креатинфосфатная реакция, которая после 3-4с достигает своего максимума.
Малые запасы КрФ в клетах быстро исчерпываются, и мощность реакции резко падает (ко второй минуте работы она составляет ниже 10% от своего максимума)
Гликолитические реакции раскрываются медленнее и достигают максимальной интенсивности к 1—2 мин.
· Выделенная при этом энергия обеспечивает деятельность в течение более продолжительного времени
· В сравнении с КрФ запасы миоглобина в мышцах превалируют значительно больше
· В процессе работы накапливается молочная кислота - уменьшается способность мышц к сокращению и происходят «охранительно-тормозные» процессы в нервных центрах
Дыхательные процессы развертываются с полной силой к 3—5 минутам деятельности.
· Этому содействуют продукты распада анаэробного обмена (креатинмолочная кислота) - они стимулируют потребление кислорода в процессе дыхания
Очевидно, что в зависимости от интенсивности, продолжительности и характера двигательной деятельности будет увеличиваться значение того или иного компонента выносливости.
В практике физиологического и биохимического контроля используются различные показатели, которые раскрывают особенности и механизмы мышечной энергетики (А. Хилл, Р. Маргария, Ф. Хенри, Н. Яковлев, В. Михайлов, Н. Волков, В. Зациорский, Ю. Верхошанский, Т. Петрова с соавторами, А. Сысоев с соавторами, В. Пашинцев и др.)
Соотношение аэробных и анаэробных процессов энергетического обмена при беге на различные дистанции (но Н. И. Волкову)
Анаэробная производительность — совокупность функциональных свойств человека, обеспечивающих его способность совершать мышечную работу в условиях неадекватного снабжения кислородом с использованием анаэробных источников энергии, т.е. в бескислородных условиях.
Основные показатели:
• Мощность соответствующих (внутриклеточных) анаэробных систем
• Общие запасы энергетических веществ в тканях, необходимые для ресинтеза АТФ
• Возможности компенсации изменений во внутренней среде организма
• Уровень адаптации тканей к интенсивной работе в гипо- ксичных условиях
Аэробные возможности определяются свойствами различных систем в организме, обеспечивающих «доставку» кислорода и его утилизацию в тканях.
К этим свойствам относится эффективность:
· Внешнего дыхания (минутный объем дыхания, максимальная легочная вентиляция, жизненная емкость легких, скорость, с которой осуществляется диффузия газов, и т.д.)
· Кровообращения (пульс, ЧСС, скорость кровяного тока и др.)
· Утилизации кислорода тканями (в зависимости от тканевого дыхания)
· Согласованности деятельности всех систем
Основные факторы, определяющие МПК подробнее:
Аэробную производительность принято оценивать по уровню МПК, по времени, необходимому для достижения МПК, и по предельному времени работы на уровне МИК.
|
|
По МПК можно узнать, сколько кислорода (в литрах или миллилитрах) способен потребить организм человека за одну минуту.
ОТМЕТИМ
Интегральным показателем деятельности аппарата внешнего дыхания является уровень легочной вентиляции.
· В состоянии покоя спортсмен делает 10—15 дыхательных циклов
· Объем выдыхаемого за один раз воздуха составляет около 0,5 л
· Легочная вентиляция за одну минуту в этом случае составляет 5—7 л
Выполняя упражнения субмаксимальной или большой мощности (когда деятельность дыхательной системы полностью развернута) увеличивается частота дыхания.
Величина легочной вентиляции составляет 100—150 л и более.
Между легочной вентиляцией и МПК существует тесная взаимосвязь
ü Размеры легочной вентиляции не являются лимитирующим фактором МПК
После достижения предельного потребления кислорода легочная вентиляция продолжает расти с увеличением функциональной нагрузки или продолжительности упражнения.
Интегральным показателем сердечной производительности является минутный объем сердца:
o При каждом сокращении сердце выталкивает из левого желудочка в сосудистую систему 7—80 мл крови (ударный объем) и более
o Таким образом, за минуту в покое сердце перекачивает 4—4,5 л крови (минутный объем крови — МОК)
o При напряженной мышечной нагрузке ЧСС повышается до 200 уд/мин и более, ударный объем также увеличивается и достигает величин при пульсе 130—170 уд/мин
o При дальнейшем возрастании частоты сокращений полость сердца не успевает полностью наполниться кровью - ударный объем уменьшается
o В период максимальной сердечной производительности (при ЧСС 175—190 уд/мин) достигается максимум потребления кислорода
o ЧСС является основным фактором повышения сердечной производительности при мышечной работе
o До частоты 180 уд/мин ЧСС с повышением тяжести работы увеличивается
|
|
Как видно, энергетические возможности человека определяются целой системой факторов, которые в своей совокупности являются главным (но не единственным) условием для достижения высоких спортивных результатов.
В практике имеется много случаев, когда спортсмены с высокими анаэробными и аэробными возможностями показывали посредственные результаты.
Совершенная координация двигательной деятельности является важной предпосылкой для полноценного использования энергетического потенциала спортсмена.
Исключительно важной для процессов утомления и физической работоспособности является роль нервной системы.
ü Так, например, поддержание импульсного потока на определенном уровне (соответствующем необходимой скорости движения) является одним из главных условий для продолжительной двигательной деятельности
Иными словами, первичным звеном и наиболее общим фактором, характеризующим выносливость, составляют нейронные системы высших уровней управления.
Например, связь гипоталамус — гипофиз — железы внутренней секреции становится неустойчивой у посредственных бегунов на длинные дистанции (большинство из них имеют слабую нервную систему).
И наоборот, у 1200 высококвалифицированных бегунов на средние и длинные дистанции — лыжников, конькобежцев, велосипедистов и др. (с сильной нервной системой) — установлена высокая функциональная устойчивость системы: гипоталамус — гипофиз — надпочечные железы.