Страница 4 из 7
2. Дать характеристику каждому уровню интенсивности.
3. Тренировки на каком уровне АнП повышают способность организма накапливать, перерабатывать и удалять молочную кислоту, образовывающуюся при выполнении высокоинтенсивных упражнений?
4. Что показывает ЧСС?
5. Вычисление уровней интенсивности.
Глава 2
Энергетические системы человека
Основными источниками энергии для работы мышц являются:
1. Фосфатные соединения – аденозинтрифосфат (АТФ) и креатинфосфат (КФ);
2. Углеводы – глюкоза и гликоген;
3. Жиры;
4. Белки, но к счастью, в энергообеспечении организма они играют далеко не ведущую роль и принимают участие в энергетическом обмене веществ лишь в случаях голодания, продолжительных и очень тяжелых нагрузках.
Запасы АТФ, КФ, гликогена и жиров накапливаются в самой мышечной клетке и, кроме того, гликоген и жиры копятся так же в печени и в подкожной жировой клетчатке.
Запасы АТФ и КФ настолько малы и ничтожны, и, в лучшем случае составляют всего несколько килокалорий, их хватает всего лишь на 1–3 секунды интенсивной работы!
А вот запасов гликогена у нас значительно больше. У нетренированного человека запасы гликогена составляют около 450 гр (примерно 1800 ккал), а у тренированных людей могут доходить и до 750 гр, что дает порядка 3000 ккал.
Большая часть запасенного гликогена располагается в мышцах, а печени достается около 150 г, т. е. порядка 600 ккал. Поэтому в плане энергетического обеспечения мышц, мышечный гликоген намного эффективней, так как его не нужно транспортировать по кровеносному руслу из запасников и хранилищ и запихивать в клетку – он уже там!
Мышцы с радостью накапливают поступающую к ним глюкозу в виде гликогена, НО с большой неохотой отдают накопленный гликоген назад, для потребления другими, интенсивно работающими мышцами. Это означает, что работающая мышца, исчерпав свои запасы гликогена, не полезет «в карман» к другим, не работающим сейчас мышцам, а будет использовать уже другие источники энергии. И, во-вторых, гликоген из печени так же очень не часто используется для работы мышц, так как он необходим в первую очередь для работы головного мозга и всей нервной системы. Поэтому всевозможные защитные механизмы препятствуют чрезмерному потреблению гликогена печени мышцами и поддерживают постоянный уровень сахара в крови.
О жирах. Вот их у нас еще больше чем гликогена, намного больше – примерно от 30 000 до 100 000 и более килокалорий. Понятно, что подавляющее количество этих калорий хранится на наших талиях, животах, ногах и прочих прелестях, а в мышцах жира «всего-то» около 1900 калорий, т. е. примерно 200 гр. с небольшим.
Все приведенные здесь данные достаточно приблизительны и усреднены, и дают только общее представление о количестве хранящейся в нас энергии.
Непосредственным источником энергии для мышечных волокон всегда является аденозинтрифосфат (АТФ). Поэтому, все преобразования жиров, углеводов и других энергоносителей в клетке сводятся к постоянному синтезу АТФ. Т. е. все эти вещества «горят» для создания молекул АТФ.
Как все происходит. Для получения энергии аденозинтрифосфат (АТФ) расщепляется на аденозиндифосфат (АДФ) и фосфат (Ф). При этом расщеплении выделяется энергия, которая и используется для сокращения мышечных. Условно этот процесс можно записать вот так:
АТФ – > АДФ + Ф + Энергия(1)
Но полученной таким образом энергии хватает ненадолго (1–3 сек), так как запасы АТФ очень малы, да и используется полученная энергия для выполнения работы лишь на одну треть, остальные две трети выделяются в виде тепла. Поэтому тут же запускаются механизмы обратного синтеза АТФ, т. е. возникающие в результате расщепления АТФ продукты АДФ и Ф соединяются снова:
АДФ + Ф + Энергия – > АТФ (2)
Для осуществления этой реакции уже требуется энергия. Вот для ее получения и задействуются другие вещества. Причем, в зависимости от того, участвует ли кислород в получение этой энергии, или же этот процесс обходится без него, и различают анаэробное (без участия кислорода) и аэробное (с участием кислорода) энергообразование.
С помощью каких энергоносителей будет осуществляться восстановление АТФ, зависит от количества энергии требуемой в единицу времени?
При очень интенсивной мышечной работе, резко начинающей выполняться из состояния покоя, АТФ восстанавливается с помощью креатинфосфата (КФ) – вот и до него очередь дошла. В этом случае схема получения АТФ выглядит следующим образом:
КФ + АДФ – > Креатин (К) + АТФ (3)
В данной ситуации креатинфосфат распадается на Креатин и Фосфат с высвобождением необходимой энергии, которая и задействуется при соединении образовавшегося фосфата (Ф) с аденодиндифосфатом (АДФ) для синтеза АТФ. Для большего понимания можно попробовать записать вот так:
КФ + АДФ – > К + Ф + энергия + АДФ – > К + АТФ (3)
Такой процесс достаточно энергоэффективен, так как выход энергии в результате таких преобразований примерно соответствует энергии получаемой от расщепления АТФ.
Но, креатинфосфата в мышце содержится всего лишь в 3–4 раза больше, чем самих запасов АТФ, так что и его хватает лишь на 7-12 секунд предельно интенсивной работы, ну, или же на 15–30 секунд просто интенсивного сокращения мышц. А дальше – всё. Особенно эта ситуация бывает заметна у новичков, 30 секунд они весело машут ногами, а потом «сдыхают» – их запасы фосфатов, богатых энергий, практически исчерпаны, и организм в такой ситуации просто вынужден переключаться на получение энергии из менее эффективного источника-гликогена.
Гликоген, содержащийся в мышце, в таких вот условиях будет расщепляться без участия кислорода на молочную кислоту-лактат. Точнее даже без участия кислорода гликоген расщепляется не полностью, а лишь до образования молочной кислоты. Само собой при таком расщеплении будет выделяться энергия необходимая для синтеза АТФ. Упрощенно наша формула будет выглядеть так:
Гликоген – > Лактат + АТФ (4)
Ну, а более подробно вот так:
Гликоген – > Лактат (молочная кислота) + энергия + Ф + АДФ – >Лактат + АТФ (4)
Такая вот система носит название анаэробной лактатной системы или как еще ее называют анаэробная гликолитическая система.
Но вот беда, при таком способе расщеплении гликогена, за одно и тоже время энергии получается в несколько раз меньше, чем при расщеплении креатинфосфата. Вот поэтому и приходится снижать интенсивность выполняемой работы, ибо для более быстрых и мощных движений энергии просто не хватает.
Анаэробное расщепление гликогена начинается практически с самого начала работы, ведь наш организм не знает заранее, какая нагрузка его ждет, поэтому и старается активизировать все свои энергетические системы практически одновременно, чтобы не допустить перерывов в работе. На свою максимальную мощность анаэробная лактатная система выходит примерно через 15–20 секунд работы предельной интенсивности, т. е. когда заканчиваются запасы креатинфосфатов. Но действие и этой системы не может длиться долгое время, так что её хватает на 2–3 минуты очень интенсивной работы. И тут дело не в том, что запасы гликогена заканчиваются, нет, его остается еще достаточно много для продолжения работы. Причина невозможности продолжать работу заданной интенсивности кроется в молочной кислоте. При продолжительных интенсивных нагрузках количество образуемой молочной кислоты превышает порог ее возможного усвоения и утилизации другими мышцами и буферными системами крови. Ну, а далее, упуская слишком умные термины и химические реакции, избыток молочной кислоты в конечном счете приводит к снижению скорости расщепления гликогена, что приводит к уменьшению количества синтезируемой АТФ и как следствие, к снижению работоспособности. В такой ситуации нам ничего не остается делать, как остановиться, что бы «перевести дыхание» и дождаться вывода из работающих мышц излишков молочной кислоты, или же еще снизить интенсивность выполняемой работы, что бы запустить следующую систему получения энергии – аэробную.