АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Кислородный долг и восстановление энергетических запасов организма

В процессе мышечной работы расходуются кислородный запас организма, фосфагены (АТФ и КрФ), углеводы, (гликоген мышц и печени, глюкоза крови) и жиры. После работы происходит йх восстановление. Исключение составляют жиры, восстановления которых может и не быть.

Восстановительные процессы, происходящие в организме после работы, находят свое энергетическое отражение в повышенном (по сравнению с предрабочим состоянием) потреблении кислорода — кислородном долге (см. рис. 12). Согласно оригинальной теории А. Хйлла (1922), кислородный долг—это избыточное потребление 0₂ сверх предрабочего уровня покоя, которое обеспечивает энергией организм для восстановления до предрабочего состояния, включая восстановление израсходованных во время работы запасов энергии и устранение молочной кислоты. Скорость потребления 0₂ после ра­боты снижается экспоненциально: на протяжении первых 2—3 мин очень быстро (быстрый, или алактатный, компонент кислородного долга), а затем более медленно (медленный, или лактатный, компо­нент кислородного долга), пока не достигает (через.30—60 мин) постоянной величины, близкой к предрабочей.

После работы мощностью до 60% от МПК кислородный долг не намного превышает кислород­ный дефицит. После более интен­сивных упражнений кислородный долг значительно превышает кис­лородный дефицит, причем тем больше, чем выше мощность ра­боты (рис. 24).

Быстрый (алактатный) компонент 0₂-долга связан главным образом с использова­нием 0₂ на быстрое восстановле­ние израсходованных за время работы высокоэнергетических фосфагенов в рабочих мышцах, а также с восстановлением нор­мального содержания 0₂ в веноз­ной крови и с насыщением миоглобина кислородом'.

Медленный (лактатный) компонент 0₂-д о л га связан со многими факторами. В большой мере он связан с после- рабочим устранением лактата из крови и тканевых жидкостей. Кислород в этом случае используется в окислительных реакциях, обеспечивающих ресинтез гликогена из лактата крови (главным образом, в печени и отчасти в почках) и окисление лактата в сердечной и скелетных мышцах. Кроме того, длительное повышение потребления 0₂ связано с необходимостью поддерживать усиленную деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем в период восстановления, усиленный обмен веществ и другие процессы, которые обусловлены длительно сохраняющейся повышенной активностью симпатической нервной и гормональной систем, повы­шенной температурой тела, также медленно снижающимися на протяжении периода восстановления.

Восстановление запасов кислорода. Кислород находится в мыш­цах в форме химической связи с миоглобином. Эти запасы очень невелики: каждый килограмм мышечной массы содержит около 11 мл 0₂. Следовательно, общие запасы «мышечного» кислорода (из расчета на 40 кг мышечной массы у спортсменов) не превыша­ют 0,5 л. В процессе мышечной работы он может быстро расходо­ваться, а после работы быстро восстанавливаться. Скорость восста­новления запасов кислорода зависит лишь от доставки его к мышцам.

Сразу после прекращения работы артериальная кровь, прохо­дящая через мышцы, имеет высокое парциальное напряжение (содержание) 0₂, так что восстановление 0₂-миоглобина происхо­дит, вероятно, за несколько секунд. Расходуемый при этом кислород составляет некоторую часть быстрой фракции кислородного долга, в которую входит также небольшой объем 0₂ (до 0,2 л), идущий на восполнение нормального содержания его в венозной крови.

Таким образом, уже через не­сколько секунд после прекраще­ния работы кислородные «запа­сы» в мышцах и крови восста­навливаются. Парциальное на­пряжение 0₂ в альвеолярном воз­духе и в артериальной крови не только достигает предрабочего уровня, но и превышает его. Быстро восстанавливается также содержание 0₂ в венозной крови, оттекающей от работавших мышц и других активных органов и тка­ней тела, что указывает на доста­точное их обеспечение кислоро­дом в послерабочий период. По­этому нет никаких физиологиче­ских оснований использовать ды­хание чистым кислородом или смесью с повышенным содержа­нием кислорода после работы для ускорения процессов восста­новления.

Восстановление фосфагенов (АТФ и КрФ). Фосфагены, осо­бенно АТФ, восстанавливаются очень быстро (рис. 25"). Уже на протяжении 30 с после прекраще­ния работы восстанавливается до 70% израсходованных фосфа­генов,-а их полное восполнение заканчивается за несколько минут, причем почти исключительно за счет энергии аэробного метаболиз­ма, т. е. благодаря кислороду, потребляемому в быструю фазу 0₂- долга. Действительно, если сразу после работы жгутировать рабо­тающую конечность и таким образом лишить мышцы кислорода, доставляемого с кровью, то восстановление КрФ не произойдет.

Чем больше расход фосфагенов за. время работы, тем больше требуется 0₂ для их восстановления (для восстановления 1 моля АТФ необходимо 3,45 л Ог). Величина быстрой (алактатной) фракции 0₂-долга прямо связана со степенью снижения фосфагенов в мышцах к концу работы. Поэтому данная величина указывает на количество израсходованных в процессе работы фосфагенов.

У нетренированных мужчин максимальная величина быстрой фракции 0₂-долга достигает 2—3 л. Особенно большие величины этого показателя зарегистрированы у представителей скоростно- силовых видов спорта (до 7 л у высококвалифицированных спортсме­нов). В этих видах спорта содержание фосфагенов и скорость их расходования в мышцах прямо определяют максимальную и поддерживаемую (дистанционную) мощность упражнения.

Восстановление гликогена. По первоначальным представлениям Р. Маргария и др. (1933), израсходованный за время работы гликоген ресинтезируется из молочной кислоты на протяжении;

1— 2 ч после работы. Расходуемый в этот период восстановления кислород определяет вторую, медленную, или лактатную, фракцию

2- долга. Однако в настоящее время установлено, что восстановле­ние гликогена в мышцах может длиться до 2—3 дней (см. II.4.1.).

Скорость восстановления гликогена и количество его восстанавливаемых запа­сов в мышцах и печени зависит от двух основных факторов: степени расходования Гликогена в процессе работы и характера пищевого рациона в период восстановле­ния. После очень значительного (более ³/₄ исходного содержания), вплоть до полного, истощения гликогена в рабочих мышцах его восстановление в первые часы при обычном питании идет очень медленно, и для достижения предрабочего уровня требуется до 2 суток. При пищевом рационе с высоким содержанием угле­водов (более 70% суточного калоража) этот процесс ускоряется — уже за первые 10 ч в рабочих мышцах восстанавливается более половины гликогена, к концу суток происходит его полное восстановление, а в печени содержание гликогена значи­тельно превышает обычное. В дальнейшем количество гликогена в рабочих мышцах и в печени продолжает увеличиваться и через 2—3 суток после «истощающей» на­грузки может превышать лредрабочее в 1,5—3 раза — феномен суперкомпенсации (см. рис. 21, кривая 2).

При ежедневных интенсивных и длительных тренировочных занятиях содержание гликогена в рабочих мышцах и печени суще­ственно снижается ото дня ко дню, так как при обычном пищевом рационе даже суточного перерыва между тренировками недостаточ­но для полного восстановления гликогена. Увеличение содержания углеводов в пищевом рационе спортсмена может обеспечить полное восстановление углеводных ресурсов организма к следующему тре­нировочному занятию (рис. 26).

Устранение молочной кислоты. В период восстановления проис­ходит устранение молочной кислоты из рабочих мышц, крови и тканевой жидкости, причем тем быстрее, чем меньше образовалось молочной кислоты во время работы. Важную роль играет также послерабочий режим. Так, пос­ле максимальной нагрузки для полного устранения накопив­шейся молочной кислоты тре­буется 60—90 мин в условиях полного покоя — сидя или ле­жа (пассивное восстановле­ние). Однакц если после такой нагрузки выполняется легкая работа (активное восстановле­ние), то устранение молочной кислоты происходит значитель­но быстрее. У нетренированных" людей оптимальная интенсив­ность «восстанавливающей» нагрузки — примерно 30—45% от МПК (например, бег трус­цой), а у хорошо тренирован­ных спортсменов — 50—60% от

Рис. 26. Динамика изменения содер­жания гликогена в рабочих мышцах при ежедневных тренировках (пробегание 16,2 км за час обозначено штрк- >овкой): 1—с обычным питанием (А0% суточ­ного калоража за счет углеводов) н 2— с повы­шенным углеводным питанием (70% калоража за счет углеводов) (Д. Костилл, 1976).

МПК, общей продолжительностью примерно 20 мин (рис. 27).

Существует четыре основных пути устранения молочной кислоты: 1) окис­ление до С0₂ и Н₂0 (так устраняется примерно 70% всей накопленной мо­лочной кислоты); 2) превращение в гликоген (в мышцах и печени) и в глюкозу (в печени) — около 20%;

3) превращение в белки (менее 10%);

4) удаление с мочой и потом (1—2%). При активном восстановлении доля молочной кислоты, устраняемой аэроб­ным путем, увеличивается. Хотя окис­ление молочной кислоты может проис­ходить в самых разных органах и тка­нях (скелетных мышцах, мышце серд­ца, печени, почках и др.), наибольшая ее часть окисляется в скелетных мыш­цах (особенно их медленных волок­нах). Это делает понятным, почему легкая работа (в ней участвуют в основном медленные мышечные волокна) спо­собствует более быстрому устранению лактата после тяжелых нагрузок.

Значительная часть медленной (лактатной) фракции 0₂-долга связана с устранением молочной кислоты. Чем интенсивнее нагруз­ка, тем больше эта фракция. У нетренированных людей она дости­гает максимально 5—10 л, у спортсменов, особенно у представите­лей скоростно-силовых видов спорта, — 15—20 л. Длительность ее — около часа. Величина и продолжительность лактатной фрак­ции 0₂-долга уменьшаются при активном восстановлении.

11.5.3. Активный отдых*

Характер и длительность восстановительных процессов могут изменяться в зависимости от режима деятельности спортсменов в послерабочий, восстановительный, период. В опытах И. М. Сечено­ва было показано, что в определенных условиях более быстрое и более значительное восстановление работоспособности обеспечи­вается не пассивным отдыхом, а переключением на другой вид деятельности, т. е. активным отдыхом. В частности, он обнаружил, что работоспособность руки, утомленной работой на ручном эргографе, восстанавливалась быстрее и полнее, когда пе­риод отдыха ее был заполнен работой другой руки. Анализируя этот феномен, И. М. Сеченов предположил, что афферентные им­пульсы, поступающие во время отдыха от других работающих мышц, способствуют лучшему восстановлению работоспособности нервных центров, как бы заряжая их энергией. Кроме того, работа одной рукой вызывает увеличение кровотока в сосудах другой руки, что также может способствовать более быстрому восстановлению работоспособности утомленных мышц.

Положительный эффект активного отдыха проявляется не толь-

ко при переключении на работу других мышечных групп, но и при выполнении той же работы, но с меньшей интенсивностью. Напри­мер, переход от бега с большой скоростью к бегу трусцой также оказывается эффективным для более быстрого восстановления. Молочная кислота устраняется из крови быстрее при активном отдыхе, т. е. в условиях работы сниженной мощности, чем при пассивном отдыхе (см. рис. 27). С физиологической точки зрения, положительный эффект заключительной работы невысокой мощ­ности в конце тренировки или после соревнования является прояв­лением феномена активного отдыха.

Раздел второй ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКИХ (ДВИГАТЕЛЬНЫХ) КАЧЕСТВ

Глава III

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЫШЕЧНОЙ СИЛЫ И СКОРОСТНО-СИЛОВЫХ КАЧЕСТВ (МОЩНОСТИ)

Как уже отмечалось, проявляемая мышечная сила находится в обратной зависимости от скорости движения (см. рис. 1): чем выше скорость движения, тем меньше проявляемая сила, и наобо­рот. Разные спортивные упражнения относятся к разным точкам кривой «сила — скорость». Упражнения с внешней нагрузкой, близ­кой или равной максимальной изометрической мышечной силе, от­носятся к собственно-силовым упражнениям. Таковы, например, гимнастические упражнения «стойка на кистях», «крест», «перед­нее равновесие» на кольцах, тяжелоатлетические упражнения со штангой околомаксимального или максимального веса.

При уменьшении внешнего сопротивления скорость движения возрастает, а проявляемая мышечная сила падает. Упражнения с внешней нагрузкой, равной 40—70% от максимальной изометри­ческой силы, при выполнении которых проявляются относительно большие сила и скорость мышечных сокращений, т. е. большая мощность, относятся к скоростно-силовым упражнениям. Таковы, например, бег на короткие дистанции, прыжки.

В движениях с перемещением малой массы (менее 40% от мак­симальной изометрической силы) достигается высокая скорость, а проявляемая мышечная сила относительно мала. Такие упражне­ния относятся к скоростным (например, метание малого мяча с мес­та), движения ненагруженных конечностей).

Границы, разделяющие названные виды' упражнений, очень условны.

Дата добавления: 2015-11-02 | Просмотры: 774 | Нарушение авторских прав