Накопление значительных количеств молочной кислоты сопровождается:

- уменьшением активности ферментов, регулирующих скорость анаэробного ресинтеза АТФ (АТФ - азы), КФК - азы, ключевых ферментов гликолиза, в первую очередь, фосфофруктокиназы), что приводит к снижению скорости гликилитического и алактатного механизмов энергообеспечения;

- уменьшением активности ферментов, регулирующих скорость аэробного ресинтеза АТФ (ферментов дыхательного комплекса митохондрий и окислительного фосфорилирования);

- угнетением ферментов, контролирующих сократительную деятельность мышц;

- нарушением деятельности нервных клеток и развитием в них охранительного торможения, ухудшением передачи возбуждения с нерва на мышцу, снижением АТФ - азной активности миозина и падением скорости расщепления АТФ;

- повышением в клетках осмотического давления, при этом вода из межклеточной среды поступает внутрь мышечных волокон, вызывая их набухание, ригидность и сдавливание нервных окончаний, что может явиться причиной болевых ощущений.

При образовании слишком больших количеств молочной кислоты емкость буферных систем, нейтрализующих молочную кислоту, исчерпывается, и активная реакция среды изменяется - происходит сдвиг РН в кислую сторону.

Значительное смещение Рн может привести к нарушению анаэробного ресинтеза АТФ и, как следствие, снижению работоспособности спортсмена

Гликолиз - это единственный механизм, генерирующий энергию в условиях неадекватного снабжения тканей организма кислородом при выполнении наряженной мышечной деятельности.

Таким образом, энергетические возможности гликолиза зависят от концентрации гликогена в работающих мышцах, активности ключевых ферментов гликолиза, возможностей буферных резервов организма, резистентности ферментов гликолиза к закислению внутриклеточного содержимого и волевых качеств спортсмена, позволяющих ему работать в условиях значительного сдвига РН.

В спорте гликолиз служит биохимической основой скоростной выносливости и является основным источником энергии при выполнении физических нагрузок продолжительностью от 20-30 секунд и до 4 минут предельной для этой продолжительности интенсивностью (легкоатлетическая дистанция - 1500м.). За счет гликолиза совершаются длительные ускорения по ходу упражнения и на финише дистанции.

Глава 3

Биохимические изменения в мышцах, органах, крови, моче

3.1 Биохимические изменения в мышцах

Продолжительность работы от 30 секунд до 2 - 4 минут, анаэробно - гликолитическая направленность. В организме накапливается лактат, уменьшается PH , уменьшается содержание гликогена в мышцах, накапливается аммиак в мышцах, кето тела, снижение уровня креатинфосфата.

Снижается количество креатинфосфата, накапливаются продукты его распада - креатин, креатинин, уменьшается содержание гликогена, накапливается лактат, снижается PH . В результате накапливается лактат, повышается осмотическое давление, мышцы набухают, появляется болезненность. Усиливается распад белков, повышается содержание свободных аминокислот, накапливается аммиак. Снижается активность ферментов.

3.2 Биохимические изменения в органах

- Биохимические изменения в миокарде.

Во время работы происходит усиление и учащение сердечных сокращений. В качестве источника энергии миокард использует глюкозу, жирные кислоты, кето тела, глицерин, который поступает с кровью. Собственные запасы гликогена, миокард не использует. При гликолитической работе в миокарде происходит окисление лактата до СО2 и Н2О.

- Биохимические изменения в головном мозге.

В Г.М. развиваются процессы возбуждения, которые требуют повышенного количества АТФ, ее образование происходит аэробно, что требует повышенного количества кислорода. Энергетическим субстратом является глюкоза, она поступает с током крови. Постоянное снижение глюкозы в головном мозге ведет к снижению его активности и вызывает головокружение или обмороки.

- Биохимические изменения в печени.

В печени под действием адреналина ускоряется распад гликогена, отсюда следует увеличение содержания глюкозы в крови - гипергликемия. В печень поступают жир и жирные кислоты. За счет мобилизации жира из жирового депо образуется большое количество кето тел, которые поступают в кровь, развивается кетонемия. В печени происходит распад белков, дезаминирование, переход в углеводы. При мышечной работе идет интенсивный распад белка и его дезаинирование в печени. Происходит образование мочевины.

3.3 Биохимические изменения в крови

Здесь происходит уменьшение содержания воды в плазме крови, разрушение внутриклеточных белков, изменение концентрации глюкозы. Увеличение глюкозы в крови при непродолжительных нагрузках, при продолжительной работе уровень глюкозы снижается. Повышение содержания лактата, при работе может повышаться уровень 15-20 м/моль. Повышение лактата приводит к снижению PH и может развиться ацидоз. Повышение концентрации свободных жирных кислот и кето тел наблюдается при длительной работе. Увеличение содержания мочевины в крови при длительной физической нагрузке увеличивается в 4-5 раз.

3.4 Биохимические изменения в моче

Связано с изменениями, которые происходят в моче, могут появляться необходимые компоненты которые в покое не содержаться: белок, глюкоза, мочевина, кето тела. Усиливается выделение минеральных солей.

После окончания работы содержание различных метаболитов возвращается к исходному уровню. При этом происходит не только восстановление затраченных энергетических ресурсов, но и их сверхвосстановление.

Глава 4 Адаптация организма к нагрузкам

4.1 Биохимическая адаптация

При адаптации к физическим нагрузкам происходят определенные изменения в работающих мышцах и в организме в целом. Спортивные тренировки являются активным приспособлением организма к мышечной деятельности.

Биохимическая адаптация - совокупность процессов в условиях физических нагрузок. Механизм перестройки обмена веществ при адаптации к физическим нагрузкам: развитие адаптационных изменений обеспечивается двумя функциональными системами:

- система, обеспечивающая энергией внутриклеточный обмен;

- нейрогармон (симпатоадреналовая, гипофизарно-надпочечниковая) реагирует неспецифично и включается при определенной силе раздражения, при этом включается синдром стресса, который способствует мобилизации энергетических и пластических ресурсов и облегчает развитие адаптационных изменений в тренируемых функциях.

Механизм перестройки обмена веществ на клеточном уровне, основан на том, что при физической нагрузке создается отрицательный баланс АТФ во внутренних органах. При физической нагрузке в мышцах накапливается АТФ и другие метаболиты, которые образуются в анаэробных условиях: креатин, ионы водорода. Они стимулируют генетический аппарат клетки, увеличивается синтез, иРНК вследствие этого усиливается окислительное фосфорилирование и образование достаточного количества АТФ, за счет чего ускоряется синтез белков, что приводит к росту мышц и увеличению их силы.

4.2 Основные направления изменения обмена веществ при адаптации к физическим нагрузкам

Анаэробно - гликолитическая направленность развивает скоростную выносливость. Это ведет к:

1.Увеличение запасов энергетических субстратов: КрФ, гликоген мышц, печени, липиды.

2. Увеличение количества и активности ферментов: аденозинтрифосфотаза, креатинфосфокиназа, ферменты гликолиза - фосфорилаза, ферменты аэробного окисления - дегидрогиназы.

3. Увеличение эффективности или КПД энергетических процессов. Это происходит за счет более выгодных реакций, увеличение сопряжения окисления и фосфорилирования.

4. Изменение процессов вегетативной регуляции, которое обеспечивает более быструю мобилизационную энергетическую структуру.

5. Увеличение буферной емкости организма и устойчивости к накоплению кислых продуктов.

6. Увеличение сократительных белков и белков сарколеммы.

Таким образом, адаптационные перестройки создают биохимические предпосылки для увеличения работоспособности спортсменов и направлены на увеличение мощности, емкости и эффективности биоэнергетических процессов.

4.3 Последовательность адаптационных процессов

Биохимические нагрузки происходят неодновременно. Быстрее всего увеличивается возможности аэробной системы. Затем увеличивается содержание структурных белков и интенсивного анаэробного гликолиза, происходит в последнюю очередь увеличивается КрФ. В спортивной практике это прослеживается на основах построения тренировочного макроцикла. В основном совершается, вегетативное обеспечение аэробного окисления. Совершенствование ведущих функций и улучшение тренировок. Полная адаптация - вхождение в спортивную форму, максимальная работоспособность, улучшение тренированности.

Срыв адаптации - истощение резервов, перетренировка. Обратимость тренировочных изменений при прекращении тренировок, биохимические и физические изменения, претерпевают обратное развитие. При адаптации быстрее всего совершенствуется мощность процессов энергообеспечения, емкость и эффективность. При прекращении тренировок эти показатели изменяются в обратном порядке.

Взаимодействие нагрузок происходит в процессе адаптации. При адаптации выделяется 2 основных этапа:

1. срочная адаптация - ответ организма на однократное воздействие физических нагрузок;

2. долговременная адаптация - развивается постепенно, как результат суммирования нагрузок и связан с возникновением в организме структурных и функциональных изменений.

При последовательности выполнении нагрузок, предыдущие нагрузки оказывают влияние на тренировочный эффект последующей нагрузки, взаимодействие может быть отрицательным, положительным и нейтральным. Биохимическая адаптация зависит от тех изменений, которые происходят в организме при нагрузке, а они зависят от интенсивности упражнений, продолжительность и интервалы отдыха между упражнениями - все это определяет тренировочный эффект. Различают 3 вида тренировочного эффекта:

1. Срочный тренировочный эффект - те биохимические изменения, которые происходят во время физической нагрузки, сразу после нее и первые 5 минут - восстановление.

2. Оставленный - наблюдается на поздних стадиях восстановления, характеризуется усилением пластических процессов и восстановление различных клеточных структур.

При повторении физических нагрузок происходит суммация срочных и оставленных тренировочных эффектов и создается третий кумулятивный тренировочный эффект, который определяется усиленным синтезом нуклеиновых кислот и белков, энергетических субстратов и выражается в приросте работоспособности и улучшение спортивных результатов.

Словарь используемых терминов

1.АТФ - аденозинтрифосфосфорная кислота

2. АДФ - аденозиндифосфорная кислота

3. АМФ

4. Адаптация - приспособление организма на воздействие физических нагрузок.

5. Аэробное окисление - электроны и протоны последовательно переносятся от НАД до КоQ10, а дальше протоны переносятся по цитохромам, а протоны накапливаются, при этом мембрана митохондрий заряжается и становиться проницаемой для протонов, протоны и электроны соединяясь с О2, при этом образуется Н2О.

6. Анаэробное окисление - Н2 отщепившийся от окисляемых соединений передается на НАД с образованием НАД Н2 и поскольку О2 нет, Н2 переносится на ПВК и образуется молочная кислота.

7. Бета окисление - окисляются жирные кислоты в митохондриях, начиная сгидроксогруппы, в результате чего от жирной кислоты отщепляется двухуглеродный остаток ацетил К0, кислота становится короче на два углеродных атома, затем этот процесс повторяется до тех пор, пока вся жирная кислота не превратиться а остаток К0А.

8. Биологическое окисление происходит тремя путями:

1. Непосредственное взаимодействие веществ с О2 при участии ферментов оксидазы.

2. Передача электронов между соединениями с переменной валентностью.

3. Отщепление Н2.

9. Буферная система - специальная система препятствий изменения уровня рН, также восстановление и поддержание ионов водорода ОН - и поддержание постоянства внутренней среды организма.

10. Дыхательная цепь - Это последовательно расположенные ферменты и коферменты биологического окисления.

11. Лактат - молочная кислота.

12. Макроэргические соединения - соединения в молекулах, которых имеется связь богатая энергией, при разрыве которой освобождается > 6ккал / г молекулы вещества.

13. Окислительное фосфорилирование - В процессе переноса протонов и электронов Н2 по дыхательной цепи, т.е. по мембране митохондрий, - порциями освобождается энергия, таких порций 3, часть энергии рассеивается в виде тепла, а часть используется для образования АТФ из АДФ и неорганической фосфорной кислоты.

Заключение

Таким образом, при выполнении предложенной нагрузки (1500 м. - 4 минуты) рассматривалась субмаксимальная зона мощности, продолжительность которой составляет от 30 секунд до 2-3,5 минут. Эта зона мощности имеет анаэробно - гликолитическую направленность. Основными путями ресинтеза АТФ являются: гликолиз и креатинфосфатная реакция. Основным источником энергии являются: креатинфосфат, АТФ, гликоген мышц. В процессе адаптации к тренировочным нагрузкам в зависимости от типа нагрузок увеличивается мощность, емкость и эффективность различных путей энергообеспечения. Основными показателями лактатного пути энергообеспечения являются лактатный кислородный долг до 20 л, лактат > 12мм/л, увеличивается гликоген, происходит больший сдвиг рН 7,0 - 6,9.

При нагрузках анаэробного характера за счет нервно - эмоционального возбуждения уровень глюкозы может повышаться до 2 ммоль/л, белок в моче 1,5%. Продуктом является молочная кислота 10 - 11 ммоль/л. Этот процесс направлен на развитие скоростной выносливости.

Список литературы

1. Медведева Г.Е. Биоэнергетика мышечной деятельности: учебное пособие. - Челябинск, 2006.

2. Биохимия физической культуры и спорта: учебно-методическое пособие (составители Г.Е. Медведева, Т.В. Соломина) - Челябинск, 2006.

3. Соломина Т.В. Особенности процессов энергообеспечения физических нагрузок в циклических видах спорта. Учебное пособие - Омск, Челябинск, 1987.

Страницы: 1, 2