biohimiyaverstka

но выполняет тот орган или функция, которые в первую очередь подвергаются действию утомления и быстрее других выходят из строя. В преобладающем большинстве случаев ведущую роль в проявлениях выносливости спортсменов играют факторы энергетического обмена. Поддержание высокого уровня функциональной активности в процессе мышечной работы связано с необходимостью постоянных затрат энергии, преобразуемой в ходе метаболических процессов. Если размеры энергетических ресурсов оценивать в калориях, а скорость расходования энергии – в калориях на минуту, то общее выражение для выносливости (предельного времени работы) можно записать в следующем виде:

Запасы энергии (калории)

Выносливость = Скорость расхода (кал. / мин)

Как следует из приведенного уравнения, выносливость определяется временем функционирования с заданной интенсивностью до полного исчерпания энергетических ресурсов. Надо отметить, что проявления выносливости в деятельности целостного организма человека не могут быть сведены только к этому простому соотношению, поскольку в целостном организме действует значительно большее число факторов, чем это имеет место в случае изолированной мышцы. Здесь необходимо учитывать возможность восполнения энергетических запасов работающего органа за счет поставок субстратов из других органов и тканей, подверженность скорости энергетических превращений в клетках нервным и гормональным влияниям и многое другое. Общие запасы энергетических веществ в организме человека никогда не исчерпываются полностью даже в состоянии крайнего утомления. Отказ от продолжения работы, как правило, обусловлен не израсходованием всех наличных энергетических ресурсов, а выходом из строя «ведущего» звена, то есть утомлением наиболее нагружаемых в процессе работы органов и тканей. Поэтому применительно к целостному организму

281

человека можно говорить только о величине доступных для мобилизации энергетических резервов и о регулируемой скорости расходования энергии (эта скорость широко варьирует в зависимости от условий работы).

Конкретное проявление выносливости всегда носит специфический характер, который зависит от избранного типа упражнений и условий их выполнения, которыми определяется использование человеком трех различных метаболических источников энергии (алактатный, гликолитический и аэробный). Достигнутый спортсменами уровень основных биоэнергетических качеств – алактатной анаэробной, гликолитической анаэробной и аэробной способностей – важнейший фактор, определяющий выносливость.

В кратковременных упражнениях максимальной мощности, где предельное время работы измеряется несколькими секундами, процессы гликолитического анаэробного и аэробного образования энергии не достигают своей максимальной мощности, а размеры исчерпания их энергетической емкости весьма незначительны. В этих упражнениях проявление выносливости в основном зависит от параметров алактатного анаэробного процесса. В длительных упражнениях умеренной мощности, где участие анаэробных процессов в энергетическом обеспечении работы ограничивается лишь начальным периодом врабатывания, проявление выносливости будет определяться в основном параметрами аэробного процесса. Прямые измерения параметров мощности, емкости и эффективности для анаэробных и аэробного источников энергии у представителей разных видов спорта полностью подтверждают это положение.

Общее проявление выносливости можно представить как результат различного сочетания параметров мощности, емкости и энергетической эффективности.

При cмене метаболических состояний – режимов – с переходом от одного доминирующего источника энергии к другому проявляется по преимуществу какой-либо один или

282

сразу несколько «ведущих» компонентов выносливости. Как правило, в качестве показателя мощности аэробно-

го процесса обычно используются величины максимального потребления кислорода, а в качестве показателя емкости аэробного процесса – время удержания критической мощности. В качестве показателя аэробной эффективности обычно используются показатель кислородного эквивалента работы или показатель порога анаэробного обмена.

В качестве показателей мощности гликолитической анаэробной способности используются показатели максимальной скорости образования лактата или скорости изменения показателей кислотно-щелочного равновесия. В качестве критерия анаэробной гликолитической емкости используются измерения максимума накопления молочной кислоты в крови; в качестве показателя эффективности – молочнокислый эквивалент работы.

Как наиболее объективный критерий алактатной анаэробной мощности обычно используется показатель скорости расщепления креатинфосфата или показатель скорости накопления свободного креатина. Алактатная анаэробная емкость оценивается по общему количеству КрФ, расщепленного за время максимального упражнения, которое отражается в размерах алактатной фракции О2- долга. В качестве критерия эффективности алактатного анаэробного процесса используется показатель общего количества распавшегося КрФ, приходящегося на каждую единицу выполненной работы.

Вопросы для самоконтроля

1.В чем сущность процессов адаптации организма к физическим нагрузкам?

2.На какие два этапа подразделяют адаптацию? Дайте характеристику каждого этапа.

3.Как изменяется соотношение аэробных и анаэробных процессов: а) в состоянии покоя; б) в начале мышечной работы; в) при длительной деятельности?

283

4.Что такое гормоны? На какие группы их подразделяют? Приведите примеры для каждой группы.

5.Сравните механизм действия пептидных и стероидных гормонов. Что общего можно выделить в этих механизмах?

6.С чем связано понижение содержания инсулина в крови спортсмена во время выполнения упражнений?

7.Определите характер биохимических процессов (сдвигов) при обеспечении мышечной деятельности различной мощности.

8.Какие регуляторы скорости воспроизводства энергии в организме выделяют? Укажите их химическую природу и место действия.

9.Какие биохимические показатели тренированности организма выделяют? Почему отдельно говорят о молекулярном и организменном уровнях?

Основные понятия

Адаптация, этап срочной адаптации, этап долговременной адаптации; алактатные анаэробные, лактатные анаэробные и аэробные источники энергии; кислородная емкость крови; максимальное потребление кислорода; истинное и ложное устойчивое состояние, кислородный запрос, кислородный приход, кислородный дефицит, пептидные и стероидные гормоны, гормоны производные аминокислот, сила, выносливость.

3.6.Биохимические основы

ипринципы спортивной тренировки

Теория физического воспитания рассматривает спортивную тренировку как сложный педагогический процесс, связанный с применением системы мероприятий, обеспечивающий эффективное решение задач физического развития, обучения и воспитания моральных, воле-

284

вых, интеллектуальных и двигательных качеств спортсмена. С точки зрения биохимии тренировочный процесс рассматривается как адаптация организма к интенсивной мышечной деятельности.

Поскольку все адаптационные процессы носят фазный характер, в теории и практике спорта принято выделять

три разновидности тренировочного эффекта: срочный, отставленный и кумулятивный.

Срочный тренировочный эффект определяется величиной и характером биохимических изменений в организме, происходящих непосредственно во время действия физической нагрузки и в период срочного восстановления (30–90 мин после окончания работы), когда идет ликвидация кислородного долга.

Отставленный тренировочный эффект наблюдается на поздних фазах восстановления после физической нагрузки. Сущность его составляют процессы, направленные на восполнение энергетических ресурсов и ускоренное воспроизводство разрушенных при работе и вновь синтезируемых клеточных структур.

Кумулятивный тренировочный эффект возникает как результат последовательного суммирования следов многих нагрузок или большого числа срочных и отставленных эффектов. В кумулятивном тренировочном эффекте воплощаются биохимические изменения, связанные с усилением синтеза нуклеиновых кислот и белков и наблюдаемые на протяжении длительного периода тренировки. Кумулятивный тренировочный эффект выражается в приросте показателей работоспособности и улучшении спортивных достижений.

Выше были рассмотрены общие закономерности адаптации организма к мышечной деятельности. Знание этих закономерностей может служить основой для развития теории и практики тренировочного процесса. Однако нужно помнить, что развитие адаптированности к физическим нагрузкам у разных людей может происходить по-разному, поэтому и тренировочный процесс должен

285

строиться с учетом индивидуальных качеств спортсмена. Основные принципы спортивной тренировки:

•повторность;

•регулярность;

•систематичность;

•правильное соотношение работы и отдыха;

•постепенное увеличение нагрузок.

Первый принцип спортивной тренировки – повторность выполнения упражнений – имеет своей задачей повышение работоспособности. Для решения этой задачи последующие упражнения нужно начинать не в любое время, а во время фазы суперкомпенсации после предыдущей тренировки, поскольку во время фазы сверхвосстановления работоспособность на некоторое время возрастает. Если повторную тренировку начинать после завершения фазы суперкомпенсации, когда следы предшествующей работы уже сгладились, положение останется стационарным, т. е. тренировка не принесет ожидаемого результата – повышения работоспособности. Повторные тренировки, начатые в фазе неполного восстановления, приведут к истощению. Повторные нагрузки, примененные в фазе суперкомпенсации, приведут к повышению функционального уровня организма спортсмена.

Второй принцип тренировочного процесса – регулярность, основой которого является повторение работы в наиболее выгодном для организма состоянии после предыдущей работы. Однако следует заметить, что в пределах одного занятия упражнения повторяются чаще всего в фазе неполного восстановления. Задача интервального метода тренировки состоит в том, чтобы в результате повторных нагрузок в фазе неполного восстановления выработать приспособляемость организма к биохимическим и функциональным сдвигам, которые наблюдаются при выполнении данного упражнения в условиях соревнований. Но при проведении основных тренировочных занятий следует предусматривать такой период отдыха, который обеспечивал бы начало последующей тренировки в фазе

286

суперкомпенсации после предыдущего занятия. Перерыв в тренировках ведет к снижению работоспо-

собности и технических показателей, так как, с одной стороны, угасают выработанные ранее и неподкрепляемые условные связи и навыки, а с другой – наблюдается постепенная атрофия мышц, снижение функциональных и биохимических возможностей организма – сердечно-сосудис- той и дыхательной систем и т. д. При возобновлении тренировок быстрее всего восстанавливаются координационные способности (например, техника броска) и медленнее – функциональный уровень тренированности. Следовательно, систематичность тренинга и его круглогодичность необходимы не только для поддержания определенного уровня тренированности, но и для повышения его и достижения более высоких результатов на состязаниях.

Не всякая работа вызывает утомление, но только долговременная интенсивная. Первая фаза после такой работы – это утомление, сопровождающееся снижением работоспособности. Вторая – восстановление работоспособности до первоначального уровня, она начинается одновременно с первой фазой. Третья фаза отличается повышенной работоспособностью по сравнению с исходным состоянием до работы.

Академик Г. В. Фольборт (1958), изучив процессы утомления и восстановления функций, пришел к выводу, что повторная тренировка с целью роста работоспособности должна приходиться на состояние, соответствующее полной восстановленности органа.

Однако это лишь одна сторона процесса тренировки. Работами последних лет доказано, что наиболее активное развитие приспособительных функций и скорости восстановительных реакций в организме происходит под влиянием хорошо выраженных функциональных и биохимических сдвигов, наблюдаемых при высокой степени утомления. Таким образом, интервал отдыха зависит от задач, поставленных в тренировке. Если тренировка преследует цель выполнения тех или иных элементов в оптимальных

287

условиях, например при развитии скорости, необходимо, чтобы повторная работа падала на третью фазу последействия от предыдущей мышечной деятельности, то есть совпадала бы с фазой повышенной работоспособности. При этом интервал должен быть такой длительности, которая обеспечивала бы полное восстановление работоспособности.

Длительность фазы суперкомпенсации зависит от продолжительности работы и глубины вызываемых ею биохимических сдвигов в организме, поэтому вопросы соотношения работы и отдыха – четвертый принцип спортивной тренировки – имеют исключительно важное значение. После одной и той же работы суперкомпенсация различных биохимических компонентов мышц наступает в разное время: креатинфосфат ресинтезируется раньше гликогена, а синтез мышечных белков и фосфолипидов происходит в последнюю очередь. Поэтому в ходе тренировки в зависимости от характера и объема упражнений, а также от задач, стоящих перед спортсменом (увеличение содержания креатинфосфата и гликогена или наращивание массы мышц за счет синтеза белков, повышение дыхательной энергопродукции и т. д.), должно соблюдаться оптимальное соотношение работы и отдыха. Каждое физическое упражнение (или группа упражнений) требует определенного периода отдыха, обусловленного характером и величиной работы.

В процессе тренировки работоспособность постепенно

повышается и выполнение каждой последующей мышечной нагрузки, если она остается такой же, что и предыдущие, для организма облегчается. При таких условиях работа будет сопровождаться все меньшими биохимическими сдвигами в организме. Следовательно, и фаза суперкомпенсации укоротится и будет выражена слабее, что приведет к прекращению роста работоспособности. Чтобы этого не произошло, необходимо увеличивать нагрузки постепенно.

Очень слабые воздействия не вызывают развития необ-

288

ходимой адаптации, очень сильные могут подействовать на организм отрицательно. Причем повышение тренировочных нагрузок должно быть предусмотрено не только в течение годового цикла тренинга, но и в процессе долгосрочного планирования.

Биохимические исследования показали, что наибольшие положительные изменения в функциональной деятельности организма происходят после тренинга с нагрузками высокой и максимальной интенсивности. Кроме того, условия испытаний спортсмена требуют подготовленности его организма к внезапному повышению мышечной работы до крайних пределов (старт, бурный финиш), поэтому на определенных этапах его тренинга необходимо применять нагрузки максимальной интенсивности.

Этот принцип не противоречит принципу увеличения повышения нагрузок, а является его дополнением при условии, что каждый раз величина максимальной нагрузки и интервалы между ними должны соответствовать функциональному состоянию организма в данный момент. С повышением тренированности может возрастать и величина максимальной нагрузки.

Без соблюдения четвертого и пятого принципов тренировки будут малоэффективны.

Под влиянием тренировки существенно улучшаются показатели физической работоспособности. Анализ принципов спортивной тренировки дает основание заключить, что все они взаимосвязаны и вытекают один из другого.

3.6.1.Биохимические изменения в организме при утомлении

При любой длительной мышечной нагрузке развивается состояние, характеризующееся временным снижением работоспособности. Такое состояние называется утомлением. Утомление – состояние организма, возникающее вследствие длительной, напряженной деятельности и ха-

289

рактеризующееся снижением работоспособности. Утомление – не патологическое состояние организма. Его можно считать сигналом приближения изменений (сдвигов) в метаболизме, т. е. утомление выполняет защитную функцию.

Центральная роль в развитии утомления принадлежит нервной системе. В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нервных клетках, нарушается синтез ацетилхолина в синаптических образованиях, что приводит к нарушениям в деятельности центральной нервной системы по формированию двигательных импульсов и передаче их к работающим мышцам.

При развитии утомления работающая мышца тоже теряет свои источники энергии – АТФ, креатинфосфат, гликоген – в еще большей степени, чем нервные центры. Состояние утомления характеризуется угнетением деятельности желез внутренней секреции, что приводит к уменьшению синтеза гормонов, а это, в свою очередь, ведет к снижению активности ряда ферментов. Прежде всего это сказывается на активности Са2+-актомиозиновой АТФазы. В результате снижается скорость расщепления АТФ в миофибриллах, что приводит к уменьшению мощности выполняемой работы.

В состоянии утомления снижается активность ферментов аэробного окисления субстратов, в связи с чем нарушается сопряжение реакций окисления с синтезом АТФ. Для поддержания концентрации АТФ на должном уровне происходит усиление гликолиза, которое приводит к накоплению молочной кислоты и, как следствие, к закислению внутренних сред организма. С увеличением концентрации молочной кислоты происходит снижение рН крови. При выполнении интенсивных физических нагрузок спортсменами можно наблюдать снижение рН на 0,2– 0,3 единицы, оно достигает 7,25–7,15 при норме 7,4. В период соревнований, когда нагрузка достигает максимальной величины, у спортсменов может быть зарегистрировано снижение рН крови до 7,0–6,9. Такое закисление

290