Характеристика энергетического обеспечения - Подготовка спортсмена к марафонскому бегу
Любая физическая работа сопровождается изменением скорости метаболических процессов в организме, появлением биохимических сдвигов в работающих мышцах, во внутренних органах и в крови.
В основе всех биохимических изменений, возникающих при работе, лежит изменение направленности метаболизма. При выполнении физической нагрузки в организме повышается скорость катаболических процессов, сопровождающихся выделением энергии и синтезом АТФ, при одновременном снижении скорости анаболизма, потребляющего значительное количество АТФ для обеспечения различных синтезов. Такое изменение направленности метаболизма приводит к улучшению энергообеспечения работающих мышц, к повышению мощности и продолжительности работы.
А) баланс и пути ресинтеза АТФ
Непосредственным источником энергии для мышечной деятельности служит реакция расщепления АТФ:
АТФ+Н2О>АДФ+Н3РО4+Q ;
Содержание АТФ в мышце относительно постоянно. Концентрация АТФ составляет около 5 мМ на 1 кг сырого веса мышц (около 0,25 %). Запасов АТФ в мышце обычно хватает на 3-4 одиночных сокращения максимальной силы. В то же время, как показывают исследования с использованием микробиопсии мышц, в процессе мышечной работы не наблюдается значительного снижения концентрации АТФ. Это объясняется тем, что по ходу мышечной деятельности АТФ восстанавливается из продуктов распада (ресинтезируется) с той же скоростью, с какой она расщепляется в процессе мышечных сокращений. Для обращения реакции гидролиза АТФ конечные продукты распада - АДФ и Н3РО4 - должны получить из реакционной среды энергию, равную той, что выделилась при распаде АТФ.
Ресинтез АТФ при мышечной деятельности может осуществляться как в ходе реакций, идущих без кислорода, так и за счет окислительных превращений в клетках, связанных с потреблением кислорода. В обычных условиях Ресинтез АТФ происходит в основном путем аэробных превращений, но при напряженной мышечной деятельности, когда доставка кислорода к мышцам затруднена, в тканях одновременно усиливаются и анаэробные процессы ресинтеза АТФ. Аэробный механизм ресинтеза АТФ отличается наибольшей производительностью: в обычных условиях на его долю приходится около 90 % от общего количества АТФ, ресинтезируемой в организме. Ферментные системы аэробного обмена расположены в основном в митохондриях клеток. Они подразделяются на субстратные циклы окисления, где в ходе превращений различных метаболитов от них отщепляется под действием дегидрогеназ водород, который акцептируется НАД или ФАД, и интермедиаторный цикл окисления, где водород, акцептированный НАД и ФАД в реакцияхдегидрогенирования, через систему дыхательных ферментов передается на кислород с образованием воды (терминальное окисление).
Общий выход энергии при аэробном процессе более чем в 10 раз превышает изменение свободной энергии при гликолитическом распаде углеводов в анаэробных условиях. Эффективность преобразования энергии в аэробных условиях составляет 55-60 %. Данные о количестве энергии, освобождаемой в работающих мышцах при аэробных превращениях гликогена, приведены в табл. 1.
Показатели |
В расчете на 1 кг мышечной массы |
В расчете на общий вес тела (30 кг мышечной массы) |
Кол-во гликогена в мышцах, г |
13-15 |
400-450 |
Общее кол-во ресинтезируемой АТФ, моль |
2,8-3,2 |
87-98 |
Кол-во высвобождаемой энергии, кДж |
117-134 |
8640-4100 |
В качестве субстратов аэробных превращений в работающих мышцах могут быть использованы не только внутримышечные запасы гликогена, но и внемышечные резервы углеводов, жиров, а в отдельных случаях и белков. Поэтому суммарная емкость аэробного процесса очень велика и трудно поддается точной оценке. В отличие от гликолиза, конечные продукты аэробных превращений - СО2 и Н2О - не вызывают каких-либо значительных изменений внутренней среды и легко удаляются из организма.
Образование 1 моля АТФ в процессе окислительного фосфорилирования эквивалентно потреблению 3,45 л О2. Столько же кислорода в покое потребляется в течение 10-15 мин, а при напряженной мышечной деятельности ( марафонский бег) за 1 мин. Однако в самих работающих мышцах запасы кислорода невелики. Небольшое его количество находится в растворенном состоянии с миоглобином мышц. Основное же количество кислорода, потребляемого в мышцах для ресинтеза АТФ, доставляется в ткани через систему легочного дыхания и кровообращения.
Б) использование при работе энергетических веществ
Увеличению скорости реакций, обеспечивающих энергией работающие мышцы, способствует усиленная мобилизация энергетических ресурсов организма. При длительных упражнениях запас гликогена мышц может оказаться недостаточным, и тогда начинают использоваться внемышечные источники энергии, в первую очередь гликоген печени. Для этого он должен быть расщеплен до глюкозы, которая переносится кровью к работающим мышцам. Расщепление гликогена печени стимулируется адреналином и глюкагоном.
Углеводные запасы организма обычно не могут расходоваться полностью. Поэтому с увеличением длительности работы все большую роль играют продукты распада жиров - жирные кислоты и кетоновые тела. Пока уровень глюкозы и молочной кислоты достаточно высок, мобилизация жиров из жировых депо затруднена; понижение концентрации этих метаболитов в крови облегчает распад жиров. Усиливается также захват из крови и окисление жиров печенью, в результате чего из нее в кровь начинает выделяться значительное количество кетоновых тел. Мышцы потребляют из крови и окисляют значительное количество кетоновых тел и свободных жирных кислот. Наряду с увеличением использования в энергетическом обмене жиров при длительной работе может происходить новообразование углеводов из веществ неуглеводной природы. На этот процесс влияет гормон надпочечников кортизол. Основной субстрат для глюконеогенеза - аминокислоты. В небольшом объеме может происходить образование углеводов и из жирных кислот. Этот процесс протекает в основном в печени.
В) изменение содержания метаболитов углеводного, липидного и белкового обмена в мышцах, крови и моче
При выполнении физической работы умеренной мощности (марафонский бег) происходят глубокие изменения, обусловленные прежде всего интенсификацией процессов ресинтеза АТФ. Использование КрФ в качестве источника энергии приводит к снижению его концентрации в мышечных клетках и накоплению в них Кр. Концентрация гликогена в мышцах снижается. Конечные продукты такого распада - углекислый газ и вода - удаляются из мышечных клеток в кровь. Поэтому после выполнения работы умеренной мощности в мышцах обнаруживается уменьшение содержания гликогена без накопления лактата. Также уменьшается активность ферментов тканевого дыхания, локализованных во внутренней мембране митохондрий.
В крови происходят следующие изменения:
- 1. Снижение концентрации белков плазмы. Часть белков из кровяного русла переходит в мочу, а другая используется в качестве источников энергии. 2. Снижение концентрации глюкозы (гипогликемия), что обусловлено истощением запасов гликогена и в печени, и в мышцах. 3. Уровень мочевины может возрасти в 4-5 раз, т. к усиливается катаболизм белков. 4. Повышение концентрации свободных жирных кислот и кетоновых тел.
Изменения в химическом составе мочи:
- 1. Выделение с мочой белка (протеинурия) 2. Значительное содержание глюкозы (глюкозурия) 3. Выделение в больших количествах кетоновых тел - ацетоуксусная и в-оксимасляная кислоты (кетонурия или ацетонурия). Увеличивается плотность мочи 1,03-1,035 г/мл.
Похожие статьи
-
Во время мышечной работы в организме возникают разнообразные биохимические и функциональные сдвиги, приводящие к снижению работоспособности и развитию...
-
Биохимические основы и методы воспитания выносливости - Подготовка спортсмена к марафонскому бегу
Выносливость - важнейшее физическое качество спортсмена, определяющее общий уровень его работоспособности. Оно измеряется временем работы, выполненной до...
-
Основные виды и причины утомления и пути их устранения - Подготовка спортсмена к марафонскому бегу
При любой длительной мышечной деятельности развивается состояние, характеризующееся временным снижением работоспособности, - состояние утомления. В этом...
-
Деятельность спортсмена связана с выполнением мышечных усилий, в результате которых совершается механическая работа. В физике механическая работа...
-
Движение - процесс выделения и накопления энергии. Мышечная деятельность сопряжена с использованием энергии, непосредственным источником которой является...
-
Питание для спортсмена, особенно с учетом специализации, играет важнейшую роль, так как помогает сохранить и укрепить здоровье, поднять...
-
Исследование психофизиологических характеристик спортсменов специализирующихся в различных видах спорта Современный уровень спортивных достижений,...
-
Процесс спортивного совершенствования - это вариант реализации общих принципов и закономерностей этого процесса применительно к конкретному спортсмену,...
-
С биохимической точки зрения энергетическое обеспечение соревновательной и тренировочной деятельности волейболистов должно обеспечивать высокое качество...
-
Использование дополнительного питания , его цель - Подготовка спортсмена к марафонскому бегу
Питание спортсмена имеет ряд особенностей по сравнению с питанием на занимающихся спортом. Поэтому рацион спортсмена должен иметь не только необходимую...
-
Настоящее исследование проведено на 25 кикбоксерах высшей квалификации (МСМК, МС) в возрасте 20-23 года членов сборных команд Ульяновской области. Из...
-
Физические качества. Средства и методы их развития - Рассмотрение физической подготовки спортсменов
Деятельность человека на производстве, в быту, спорте требует определенного уровня развития физических (двигательных) качеств. Уровень возможностей...
-
Заключение - Физическая подготовка спортсменов
Проблема изучения закономерностей физического развития человека давно привлекла к себе внимание исследователей. Так, например, еще в трудах П. Ф....
-
Общая характеристика физических качеств - Рассмотрение физической подготовки спортсменов
Физическими качествами человека принято называть отдельные его двигательные возможности, такие, как сила, быстрота, выносливость, ловкость, гибкость и...
-
Дыхательная система - Биологические основы физической культуры
Дыхательная система включает воздухоносные пути, легкие, и другие органы, а также комплексы физиологических процессов, обеспечивающих потребление...
-
Замедленная работа органов дыхания и кровообращения . Выше уже отмечалось, что в состоянии покоя у тренированных вентиляция легких меньше, чем у...
-
Не существует особой диеты для боксера, применимой для всех. У каждого человека специфические потребности в пище. Однако в отношении питания, как и в...
-
Методические рекомендации министерства образования. Характеристика групп по физической подготовке В целях дифференцированного подхода к организации...
-
Основные методы и средства силовой подготовки спортсменов В аспекте формирования силовых способностей влияние различных видов спорта проявляется в...
-
Перекладина относится к классическим снарядам; она была впервые введена на гимнастической площадке в 1811 г. Ф. Л. Яном и Е. Айзеленом. Тогдашние размеры...
-
Теоретико-методические аспекты использования тренажерных устройств в тренировочном процессе Тренажер - учебно-тренировочное устройство для обучения и...
-
Заключение - Психологическая подготовка спортсменов
Внутренняя психологическая готовность к соревновательным действиям - это результат индивидуальной интеллектуально-психологической деятельности...
-
Гибкость как физическое качество. Развитие гибкости - Рассмотрение физической подготовки спортсменов
Эффективность спортивной подготовки, а особенно в техническом компоненте во мне связана с важным свойством опорно-двигательного аппарата способности к...
-
Методы развития силовых способностей - Рассмотрение физической подготовки спортсменов
По своему характеру все упражнения, способствующие развитию силы, подразделяются на основные группы: общего, регионального и локального воздействия на...
-
Исторический аспект психологической подготовки спортсмена - Психологическая подготовка спортсменов
Психология физической культуры и спорта имеет почти столетнюю историю. В нашей стране историю можно отсчитывать с 20-х годов прошлого столетия. В...
-
Разнообразные движения и действия, выполняемые участниками спортивных игр в большинстве случаев на свежем воздухе, т. е. в благоприятных гигиенических...
-
В циклических видах спорта может осуществляться любая мышечная деятельность, и в ней задействованы практически все группы мышц. Существует большое...
-
Физиологические функциональные системы (ФС) организма представляют собой динамические, саморегулирующиеся организации, все компоненты которых...
-
1. Фитнес - это образ жизни, который ведет к физическому и ментальному здоровью человека. Фитнес включает в свое понятие и занятия в тренажерном зале, и...
-
Методика развития специальных двигательных качеств - Спортивная подготовка борцов высокого класса
Подготовка спортивный тренировка борьба 1. Средства и методы совершенствования двигательных умений. 2. Построение тренировочных заданий Продолжающееся...
-
Результаты исследования - Анализ пищевого рациона спортсменов-боксеров 15-17 лет
Проанализировав данные о фактической ситуации, сложившейся с питанием боксеров исследуемой группы согласно данным анкеты, в рационах были выявлены...
-
С ориентацией на мощность и расход энергии были установлены следующие зоны относительной мощности в циклических видах спорта: 1. Максимальная степень...
-
Педагогические средства восстановления И. М. Сеченов установил, что последствия утомления ликвидируются быстрее в том случае, если человек после работы...
-
Энергетика физиологических процессов Чем больше мышечная работа, тем сильнее возрастает расход энергии. Ну это и правильно по закону сохранения энергии:...
-
Мышечная работа (М. р.) - перемещение и поддержание положений тела и его частей благодаря работе мышц, обеспечиваемой координацией всех физиологических...
-
Каждое изменение мощности работы требует нового сдвига активности различных органов и систем организма спортсмена. При этом быстрее быстрые изменения в...
-
Тхэквондо можно заниматься как индивидуально, так и в группах, не применяя отягощений и специального оборудования. В большинстве случаев (кроме...
-
Физиологическая характеристика нестандартных движений - Спортивная физиология
К нестандартным или ситуационным движениям относят спортивные игры (баскетбол, волейбол, теннис, футбол, хоккей и др.) и единоборства (бокс, борьба,...
-
Техника прыжка с шестом - Учебно-тренировочный процесс подготовки спортсменов в прыжках с шестом
Прыжок с шестом - ациклическое скоростно-силовое двигательное действие, которое выполняется на подвижной опоре в условиях лимита времени и сочетает...
-
Спортивная подготовка спортсмена - Спортивная подготовка борцов высокого класса
Спортивная подготовка спортсмена осуществляется на специальных занятиях, обозначенных термином "спортивная тренировка". Если в 20-е 30-е годы XX - го...
Характеристика энергетического обеспечения - Подготовка спортсмена к марафонскому бегу