СЕМЬЯ САЙТОВ: "4you7.ru" - ТЕРРИТОРИЯ ХОРОШЕГО НАСТРОЕНИЯ
4you7.ru
Вторник, 16.10.2018, 07:49

Приветствую Вас Гость | RSS
ТЕРРИТОРИЯ УСПЕШНЫХ МУЖЧИН
ГлавнаяРегистрацияВход
Форма входа

Меню сайта

Категории раздела
АТЛЕТИЗМ [18]
ПАУЭРЛИФТИНГ [2]
АРМРЕСТЛИНГ [4]

***
takru.com

***

***

Главная » Статьи » ТЕЛО » АТЛЕТИЗМ

Мышечная механика, координация и энергетика ч.2
<< На предыдущую станицу На следующую станицу >>

Энергетика мышечной деятельности

В процессе сокращения мышц расходуется энергия, источником которой служит аденозинтрифосфат (АТФ). Он является единственным универсальным и прямым источником энергии для мышечного сокращения. Без него сокращения мышечных волокон не происходит, поскольку актиновые нити не могут скользить вдоль миозиновых, из-за того, что поперечные «мостики» будут лишены энергии. АТФ относится к высокоэнергетическим (макроэргическим) фосфатным соединениям, при расщеплении (гидролизе) которого выделяется около 10 ккал/кг свободной энергии. При активизации мышцы происходит усиленный гидролиз АТФ, поэтому интенсивность энергетического обмена возрастает в 100-1000 раз по сравнению с уровнем покоя. Однако, запасы АТФ в мышцах сравнительно ничтожны и их может хватить лишь на 2-3 секунды интенсивной работы. Поэтому при более длительной физической активности необходим постоянный ресинтез АТФ для восполнения его расхода. При этом используются белки, жиры и углеводы в качестве источников химической энергии, которая высвобождается при полном или частичном их расщеплении. Энергетические резервы определяют работоспособность человека, поэтому они являются очень важным фактором. Для примера, энергетические резервы здорового человека с массой 75 кг приведены в таблице 2. Для обеспечения мышц энергией осуществляются анаэробный (бескислородный), либо аэробный (окислительный) процессы. Физическую работоспособность человека обеспечивают, в зависимости от биохимических особенностей протекающих процессов, три обобщённых энергетических системы:

  • алактатная анаэробная (фосфогенная). При этом процесс ресинтеза АТФ происходит преимущественно за счёт креатинфосфата (КрФ), который также является высокоэнергетическим фосфатным соединением;

  • гликолитическая (лактацидная) анаэробная. Ресинтез АТФ и КрФ обеспечивается за счёт реакций анаэробного расщепления гликогене либо глюкозы до молочной кислоты (МК);

  • аэробная (окислительная). Физическая работа выполняется за счёт окисления энергетических субстратов, таких, как углеводы, белки и жиры. Одновременно с этим необходимо увеличение доставки кислорода к мышцам.
Таблица 2. Энергетические резервы человека.

Источники энергии

Энергоемкость, кДж

Возможная продолжительность работы, сек.

АТФ

4-5

2-3

Креатинфосфат (КрФ)

14-15

15-20

Гликоген + глюкоза

4600

120-340

Жиры

300000 - 400000

более 240

Каждому из приведенных выше биоэнергетических компонентов физической работоспособности присущи свои критерии мощности, энергоёмкости и эффективности (рис. 8).

02_08
Рис. 8. Динамика скорости энергопоставляющих процессов в работающих мышцах в зависимости от продолжительности упражнения

Критерий мощности характеризует максимальное количество энергии, которое может обеспечить каждая из метаболических систем.

Критерий ёмкости свидетельствует о максимальных запасах энергетических веществ в организме. По нему также можно судить о общей физической работе, которая может быть выполнена за счёт данного компонента.

Критерий эффективности оценивает количество механической работы, которая может быть выполнена за счёт каждой единицы затрачиваемой энергии.

Наиболее быстро мобилизуемым источником энергии для мышц является фосфатная система. Во время мышечной работы ресинтез АТФ за счёт КрФ происходит почти мгновенно за счёт большого количества энергии, которая высвобождается при отщеплении фосфатной группы от КрФ. Исходя из этого, КрФ является самым первым энергетическим резервом мышц, при чём АТФ и КрФ действуют как единая система энергоснабжения мышц при выполнении физической работы. Мощность этой системы значительно выше, чем у гликолитической и аэробной, поэтому ей принадлежит основная роль при обеспечении кратковременной работы с максимальной мощностью («взрывной» характер проявления силы). Максимальная мощность алкатного анаэробного процесса развивается в упражнениях длительностью 5-6 секунд, у хорошо тренированных атлетов её мощность может достичь 3700 кДж/кг в минуту. Но в связи с небольшим запасом АТФ и КрФ в мышцах общая энергоёмкость этой системы невелика. При этом количество КрФ, которое расходуется при выполнении упражнений с максимальной мощностью, обычно составляет не более одной третьей части от его общих запасов в мышцах. Следовательно, время удержания максимальной анаэробной мощности зависит не столько от общей ёмкости фосфатной системы, сколько от той части её запасов, которые могут быть мобилизованы при выполнении работы такого рода. На практике даже у хорошо тренированных спортсменов продолжительность работы с развитием максимальной мощности не превышает 20 секунд.

С самого начала работы начинается анаэробный гликолиз, но лишь через 15-20 секунд он достигает своей максимальной мощности (2500 кДж/кг в минуту) у подготовленных спортсменов, которая может поддерживаться на таком уровне до трёх минут. При этом энергетическими субстратами служат углеводы - гликоген и глюкоза. Гликоген, который запасается в мышечных клетках и печени представляет собой цепочку молекул глюкозы (глюкозных единиц). Расщепление гликогена состоит в последовательном отщеплении от его цепочки глюкозных единиц. Каждая глюкозная единица гликогена восстанавливает три молекулы АТФ, молекула глюкозы - две молекулы АТФ. При продолжительной гликолитической анаэробной работе с большой мощностью в мышцах образуется большое количество молочной кислоты (МК) (из каждой молекулы глюкозы получается две молекулы молочной кислоты). Оттуда молочная кислота попадает в кровь и до определённого момента связывается со специальными буферными элементами крови так, что её кислотно-щелочной баланс остаётся постоянным. Как только количество молочной кислоты, образовавшейся в результате выполнения гликолитической анаэробной работы превышает возможности её связывания буферными системами крови, её кислотно-щелочное равновесие начинает смещаться в кислую сторону. Это приводит к угнетению ключевых ферментов анаэробного гликолиза, а в дальнейшем его полному торможению, при чём скорость гликолиза снижается. Также при этом снижается скорость алактатного анаэробного процесса, что приводит к общему снижению мощности выполняемой работы.

В гликолитическом анаэробном режиме продолжительность работы определяется не количеством её энергетических субстратов, поскольку в этом режиме резкого истощения запасов гликогена и глюкозы в печени и крови не происходит. Выносливость в этом случае определяется степенью тканевой адаптации к происходящим при этом сдвигам кислотно - щелочного равновесия. Особенно здесь важна психологическая подготовка спортсмена, который волевым усилием мотивирует себя к продолжению преодоления нагрузки при сильных дискомфортных ощущениях, возникающих в результате усталости.

Таблица 3

Метаболический процесс

Критерии мощности

Максимальная энергетическая ёмкость, кДж/кг

 

Максимальная мощность, кДж/кг-мин.

Время достижения максимальной мощности физической работы, сек

Время удержания работоспособности на уровне максимальной мощности, сек

 

Алактатный анаэробный

3770

2 - 3

6 - 8

630

Гликолитический
анаэробный.

2500

15 - 20

90 - 250

1050

Аэробный

1250

90 - 180

360 - 600

Неограниченна

При выполнении активной физической работы резко возрастает потребность в кислороде. Но кардио-респираторная система требует времени (1-2 минуты), чтобы доставить обогащенную кислородом кровь к работающим мышцам. При длительности упражнений 5-6 минут быстро нарастает скорость аэробного образования энергии, а при работе продолжительностью более 10 минут энергообеспечение работающих мышц происходит уже почти полностью за счёт аэробных процессов. Но следует учитывать, что мощность аэробной системы энергообеспечения в три раза ниже мощности фосфатной и в два раза ниже мощности анаэробной гликолитической системы (таблица 3). Вместе с тем у аэробного способа ресинтеза АТФ имеются и неоспоримые преимущества - это наибольшая производительность и максимальная экономичность. В обычных условиях жизнедеятельности человека на долю аэробного ресинтеза АТФ приходится иногда более 90% от общего энергообеспечения организма. В качестве субстратов окисления в этом случае выступают все основные питательные вещества - жиры (в виде жирных кислот и глицерина), углеводы и белки (в виде аминокислот), хотя общий вклад последних в энергообеспечение организма очень мал (табл. 4).

Таблица 4

Энергетические субстраты

Анаэробный метаболизм

Аэробный метаболизм

АТФ

КрФ

глюкоза

Глюкоз

Жиры

Белки

Энергоемкость

10

10

50

700

2400

7200

Аэробное расщепление углеводов до образования пировиноградной кислоты происходит также, как и при анаэробном гликолизе. Но в этом случае она не превращается в молочную кислоту, а продолжает окисляться далее до воды и углекислого газа, которые легко выводятся из организма. Из одной глюкозной единицы гликогена при аэробном расщеплении получается 39 молекул АТФ. Из этого следует, что аэробное окисление гликогена значительно эффективнее, чем анаэробное. В тоже время при окислении жиров выделяется ещё больше энергии, её количество в три с лишним раза превышает выделение энергии при окислении углеводов.

При аэробной работе по потреблению кислорода можно судить об общей мощности этой работы, поскольку в этом случае между ними существует линейная зависимость. При мощности физической нагрузки, называемой критической (для каждого человека она индивидуальна), достигается максимальное потребление кислорода (МПК). Например, у молодых здоровых нетренированных мужчин МПК составляет в среднем 40-50 мл/кГмин, а у высокотренированных спортсменов в видах спорта на выносливость - достигает 80-90 мл/кГмин.

02_09
Рис 9. Возникновение кислородного дефицита в начале работы и его устранение.
А - после кратковременной интенсивной работы, Б - в процессе длительной работы умеренной мощности.

Если при равномерной непрерывной работе частота сердечных сокращений не превышает 150-160 уд/мин, скорость потребления кислорода возрастает до запрашиваемого мышцами уровня, то при устойчивой скорости метаболических процессов такая работа может продолжаться достаточно долго (рис. 9). При возрастании частоты сердечных сокращений до 170 - 190 уд/мин потребление кислорода возрастает до максимального уровня, но стабилизации скорости метаболических процессов не происходит потому, что даже тренированные спортсмены не могут более 6-8 минут работать на уровне максимального потребления кислорода. Если же мощность работы превышает уровень МПК, то возникает ложное устойчивое состояние. В таком режиме мощность сердечно - сосудистой системы по доставке кислорода работающим мышцам, либо окислительная способность дыхательных ферментов в мышечных клетках оказывается исчерпанной, то есть наступает кислородный дефицит (рис. 10). В таких условиях активизируются анаэробные системы ресинтеза АТФ.


Рис 10. Кислородный приход, кислородный дефицит и кислородный долг при длительной работе разной мощности.
А - при легкой, Б - при тяжелой, и В - при истощающей работе; I - период вырабатывания; II - устойчивое (А, Б) и ложное устойчивое (В) состояние во время работы; III - восстановительный период после выполнения упражнения; 1 - алактатный, 2 - гликолитический компоненты кислородного долга.

Фосфагенная система имеет преимущественное значение в первые секунды выполнения интенсивной физической работы, но по мере исчерпания её энергетических запасов подключается система анаэробного гликолиза. В это время накапливается некоторый кислородный «долг», который восполняется при существенном снижении уровня физической нагрузки или во время отдыха. При этом восстановление израсходованных фосфагенов (АТФ и КрФ) происходит за 25 - 30 секунд наполовину, а через 3-5 минут - полностью. Так восполняется «быстрая» (алактатная) составляющая кислородного долга. Восстановление же израсходованных при анаэробном гликолизе субстратов («медленная» - лактатная составляющая) происходит наполовину за 15 - 30 минут, а полностью за 1,5 - 2 часа.

В начале любой, даже преимущественно аэробной физической работы происходит образование в мышечных клетках молочной кислоты (МК), однако её содержание в крови во время выполнения лёгкой работы почти такое же, как и во время отдыха. При увеличении мощности работы и превышения потребления кислорода организмом более 50% от уровня МПК, уровень МК в крови резко возрастает (рис. 11). В этот момент происходит переход от преимущественно аэробного энергообеспечения организма к смешанному аэробно-анаэробному. Тот момент, когда начинают активизироваться анаэробные процессы, называется порогом анаэробного обмена (ПАНО). Этот показатель является показателем аэробной эффективности.

02_11
Рис. 11. Динамика потребления кислорода (ПК) и концентрации молочной кислоты в крови (МК) у тренированного испытуемого (мастера спорта в беге на 5000 м) при непрерывной работе на третбане со ступенчатым повышением скорости бега через каждые 2 минуты на 0,5 м/с.
1 - динамика ПК: 2 - динамика концентрации МК в крови; V1 - скорость бега на уровне ПАНО; V2 - критическая скорость.

Если при выполнении физической работы нагрузка превышает уровень ПАНО, то такая работа считается напряженной смешанной аэробно - анаэробной. Чтобы неподготовленный человек мог выдерживать рабочую нагрузку в течение продолжительного времени, её мощность не должна превышать своего анаэробного порога (50% уровня МПК). Подготовленные люди способны за счёт специальной тренировки поднять уровень анаэробного обмена до 60% уровня мощности МПК, и даже выше. Для спортивной и профессиональной подготовки метод повышения физической работоспособности за счёт увеличения аэробной эффективности наиболее оправдан. Поскольку он не приводит к значительному увеличению частоты сердечных сокращений во время тренировки, то такой метод подходит для всех возрастных категорий.

При выполнении работы продолжительностью до нескольких часов, при которой потребление кислорода не превышает 50% от уровня МПК: большая часть энергообеспечения мышц происходит за счёт окисления жиров. Если при выполнении напряженной работы потребление кислорода превышает 60% от уровня МПК, то значительная часть энергообеспечения осуществляется за счёт окисления углеводов, и с ростом нагрузки их доля в энергоснабжении работающих мышц ещё более увеличивается.

При физических нагрузках в реальных условиях обычно задействованы все биоэнергетические системы. Соотношение механизмов энергообеспечения работающих мышц определяется видом выполняемой работы, а также её мощностью и продолжительностью. Суть правильно организованной физической тренировки заключается в том, чтобы достичь максимального прироста силы и выносливости при минимальных затратах энергии и времени. Поэтому при построении программы тренировок продуманно и избирательно планировать физическую нагрузку на каждую группу мышц и на каждый компонент физической работоспособности.

Адаптация организма к физическим нагрузкам

Физическая подготовка с биологической точки зрения является процессом направленной адаптации человеческого организма к тренировочным воздействиям. В этом процессе физическая нагрузка является раздражителем, который инициирует приспособительные изменения в тренируемом организме. Тренировочный эффект определяется направленностью и величиной достигнутых физиологических и биохимических изменений, которые произошли под воздействием применённых нагрузок. Степень происходящих при этом изменений в организме зависит от следующих характеристик физической нагрузки:

  • интенсивности и продолжительности выполняемых упражнений;
  • вида физических упражнений;
  • количества повторов упражнений;
  • продолжительности и характера интервалов отдыха между повторами упражнений.

Правильное сочетание перечисленных выше параметров физической нагрузки приводит к требуемому увеличению мышечной массы и к перестройке обмена веществ, чем и достигается рост тренированности.

Процесс адаптации организма к физическим нагрузкам носит фазный характер. Выделяют два этапа адаптации - срочный и долговременный.

Срочная адаптация - это преимущественно изменения энергетического обмена, а также связанных с ним функций вегетативного обеспечения на основе уже сформированных механизмов их реализации. Такие изменения являются реакцией на однократные физические нагрузки.

При суммировании следов нагрузок, которое происходит в результате многократного повторения физических воздействий, достигается долгосрочная адаптация. При этом в организме формируются функциональные и структурные изменения за счёт стимуляции генетического аппарата клеток, которые нагружаются в процессе тренировок. Увеличение возможностей опорно-двигательного аппарата и совершенствование его энергообеспечения происходит в результате активизации синтеза нуклеиновых кислот и специфических белков в процессе долговременной адаптации организма к физическим нагрузкам.

На основе фазового характера процессов адаптации человеческого организма к физическим нагрузкам, выделяются следующие три вида эффектов в ответ на них:

  • срочный тренировочный эффект, который возникает непосредственно во время тренировки и период срочного восстановления энергоресурсов организма в течение от 30 минут до 1 часа после окончания тренировки, когда происходит устранение образовавшегося кислородного долга;

  • отставленный тренировочный эффект - это активизация при помощи физической нагрузки пластических процессов с целью избыточного синтеза клеточных структур, которые были разрушены во время приложения нагрузки, а также восполнение энергоресурсов организма. Отставленный тренировочный эффект наблюдается на поздних фазах восстановления организма, в пределах до 48 часов после завершения тренировки;

  • кумулятивный тренировочный эффект - это результат последовательного суммирования срочных и отставленных эффектов, возникших в результате повторяющихся нагрузок. В результате накопления (кумуляции) следов физических воздействий на протяжении периодов тренировки длительностью более одного месяца наблюдается прирост показателей работоспособности и улучшение спортивных результатов. Небольшие по объёму физические нагрузки не эффективны, поскольку они не стимулируют развитие тренируемой функции. Для достижения выраженного кумулятивного эффекта необходимо выполнять объём работы, который превышает величину неэффективной нагрузки.

Если объём выполняемой работы постепенно увеличивать, то он будет до определённого предела сопровождаться пропорциональным увеличением тренируемой функции. В тоже время, если превысить предельно допустимый уровень нагрузки, то произойдет срыв адаптации организма к нагрузкам, иначе говоря, разовьётся состояние перетренированности.

<< На предыдущую станицу На следующую станицу >>
Категория: АТЛЕТИЗМ | Добавил: admin (03.11.2012)
Просмотров: 2971 | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Друзья сайта
  • Вакансии
  • Дев4енки
  • Тесты для мужчин
  • Индивидуало4ки
  • Куплю-Продам
  • Облако позитива
  • Путано4ки
  • FAQ по системе
  • ОСМД Номер восемь

  • Статистика



    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    ...


    Copyright: http://4you7.ucoz.ru/ © 2012 - 2018