Raumenų veiklos energijos tiekimo būdas. Energijos tiekimo zonos

Rubrika „Biochemija“. Aerobiniai ir anaerobiniai sportinių rezultatų veiksniai. Bioenergetikos kriterijai fiziniam darbingumui. Sportinių rezultatų aerobinių ir anaerobinių komponentų išsivystymo lygio biocheminiai rodikliai. Įvairių sporto šakų atstovų sportinių rezultatų aerobinių ir anaerobinių komponentų išsivystymo lygių santykis. Biocheminių organizmo pokyčių ypatumai kritinėmis sąlygomis raumenų veikla.

Tarp pirmaujančių biocheminių veiksnių, lemiančių sportinius rezultatus, svarbiausi yra bioenergetinės (aerobinės ir anaerobinės) organizmo galimybės. Atsižvelgiant į paramos intensyvumą ir pobūdį, darbus siūloma suskirstyti į kelias kategorijas:

anaerobinė (alaktinė) apkrovos galios zona;
anaerobinė (glikolitinė) zona;
mišraus anaerobinio-aerobinio aprūpinimo zona (vyrauja anaerobiniai procesai);
mišraus aerobinio-anaerobinio aprūpinimo zona (vyrauja aerobiniai procesai);
aerobinio energijos tiekimo zona.

Didžiausios galios anaerobinis darbas (10-20 sek.) daugiausia atliekama naudojant intracelulines fosfageno atsargas (kreatino fosfatas + ATP). deguonies skola yra mažas, yra laktinio pobūdžio ir turėtų apimti panaudotų makroergų resintezę. Didelio laktato kaupimosi nėra, nors glikolizė gali būti susijusi su tokia trumpalaike apkrova ir padidės laktato kiekis dirbančiuose raumenyse.

Submaksimalių galių veikimas priklausomai nuo tempo ir trukmės, jis guli anaerobinio (glikolitinės) ir anaerobinės-aerobinės energijos tiekimo zonose. Anaerobinės glikolizės indėlis tampa pirmaujančiu, dėl kurio kaupiasi didelės tarpląstelinės laktato koncentracijos, rūgštėja aplinka, išsivysto NAD trūkumas, vyksta autoinhibicija. Laktatas turi gerą, bet ribotą prasiskverbimo per membranas greitį ir pusiausvyra tarp jo kiekio raumenyse ir plazmoje susidaro tik po 5-10 minučių. nuo darbo pradžios.

Darbe vyrauja didelė galia aerobinis energijos tiekimo būdas (75-98%). Vidutinės galios darbui būdingas beveik visiškas aerobinis energijos tiekimas ir ilgalaikio veikimo nuo 1 val. iki daugelio valandų, priklausomai nuo konkrečios galios. Yra daug rodiklių, naudojamų nustatyti išsivystymo lygį, aerobinius ir anaerobinius energijos konversijos mechanizmus.

Vieni iš jų pateikia integralų šių mechanizmų įvertinimą, o kiti leidžia apibūdinti įvairius jų aspektus (diegimo greitį, pajėgumą, pajėgumą, efektyvumą) arba bet kurios atskiros grandies ar etapo būklę. Informatyviausi yra rodikliai, užfiksuoti atliekant bandomąsias apkrovas, sukeliančias atitinkamų energijos konversijos procesų aktyvavimą arti ribos. Tuo pačiu metu reikia atsižvelgti į tai, kad anaerobiniai procesai yra labai specifiniai ir daugiausia į energijos tiekimą įtraukiami tik toje veikloje, kurioje sportininkas buvo specialiai treniruojamas. Tai reiškia, kad anaerobinių energijos tiekimo darbo procesų panaudojimo galimybėms įvertinti dviratininkams labiausiai tinka dviračių ergometriniai testai, bėgikams – bėgimas ir kt.

Didelę reikšmę identifikuojant įvairių energijos tiekimo procesų panaudojimo galimybes turi atliekamo testavimo galia, trukmė ir pobūdis. Pavyzdžiui, alaktinio anaerobinio mechanizmo išsivystymo lygiui įvertinti tinkamiausi trumpalaikiai (20-30 sekundžių) pratimai, atliekami maksimaliu intensyvumu. Didžiausi poslinkiai, susiję su glikolitinio anaerobinio darbo energijos tiekimo mechanizmo dalyvavimu, nustatomi atliekant 1-3 minučių trukmės pratimus. maksimaliu intensyvumu šiai trukmei. Pavyzdys galėtų būti darbas, susidedantis iš 2–4 pasikartojančių pratimų, trunkančių apie 1 minutę, atliekamų vienodais arba mažėjančiais poilsio intervalais. Kiekvienas kartojimo pratimas turi būti atliekamas kuo didesniu intensyvumu. Aerobinių ir anaerobinių raumenų darbo energijos tiekimo procesų būklę galima apibūdinti naudojant testą su laipsnišku apkrovos didinimu iki „gedimo“.
Anaerobinių sistemų lygį apibūdinantys rodikliai yra laktato ir laktato deguonies skolos vertės, kurių pobūdis buvo aptartas anksčiau. Informaciniai glikolitinių anaerobinių poslinkių gylio rodikliai yra didžiausia pieno rūgšties koncentracija kraujyje, aktyvios kraujo reakcijos (pH) ir buferinių bazių poslinkio (BE) rodikliai.

Aerobinių energijos gamybos mechanizmų išsivystymo lygiui įvertinti naudojamas maksimalaus deguonies suvartojimo (MOC) apibrėžimas – maksimalus deguonies suvartojimas per laiko vienetą, kurį galima pasiekti intensyvaus raumenų darbo sąlygomis.
MPC apibūdina didžiausią aerobinio proceso galią ir yra vientiso (apibendrinto) pobūdžio, nes gebėjimą generuoti energiją aerobiniuose procesuose lemia daugelio organų ir organizmo sistemų, atsakingų už panaudojimą, transportavimą ir aktyvumą. deguonies naudojimas. Sporte, kur pagrindinis energijos šaltinis yra aerobinis procesas, kartu su jėga, jo pajėgumas turi didelę reikšmę. Didžiausio deguonies suvartojimo laikymo laikas naudojamas kaip talpos indikatorius. Tam kartu su NPK verte nustatoma „kritinės galios“ vertė – mažiausia pratimo galia, kurią pasiekus TPK. Šiems tikslams patogiausias yra bandymas su laipsnišku apkrovos didinimu. Tada (dažniausiai kitą dieną) sportininkų prašoma atlikti darbą esant kritiniam galios lygiui. Laikas, per kurį galima išlaikyti „kritinę galią“ ir pasikeičia deguonies suvartojimas, yra fiksuotas. Darbo laikas esant „kritinei galiai“ ir IPC sulaikymo laikas yra gerai koreliuojami vienas su kitu ir yra informatyvūs, palyginti su aerobinio ATP resintezės kelio pajėgumu.

Kaip žinoma, pradiniai etapai bet koks pakankamai intensyvus raumenų darbas yra aprūpinamas energija dėl anaerobinių procesų. Pagrindinė to priežastis – aerobinių energijos tiekimo sistemų inercija. Išsiplėtus aerobiniam procesui iki lygio, atitinkančio atliekamo pratimo galią, gali susidaryti dvi situacijos:

aerobiniai procesai visiškai susidoroja su kūno energijos tiekimu;
kartu su aerobiniu procesu energijos tiekime dalyvauja ir anaerobinė glikolizė.

Tyrimai parodė, kad atliekant pratimus, kurių galia dar nepasiekė „kritinės“, todėl ir aerobiniai procesai nėra išvystyti iki maksimalaus lygio, anaerobinė glikolizė gali dalyvauti aprūpinant darbą energija per visą jo trukmę. Ta mažiausia galia, nuo kurios kartu su aerobiniais procesais energijos gamyboje dalyvauja glikolizė viso darbo metu, vadinama „anaerobinių mainų slenksčiu“. (ANSP). ANSP galia paprastai išreiškiama santykiniais vienetais – deguonies suvartojimo lygiu (procentais nuo MPC), pasiektu eksploatacijos metu. Pagerėjus fiziniam pasirengimui aerobinėms apkrovoms, padidėja TAN. ANOR vertė pirmiausia priklauso nuo aerobinių energijos gamybos mechanizmų savybių, ypač nuo jų efektyvumo. Kadangi aerobinio proceso efektyvumas gali keistis, pavyzdžiui, pasikeitus oksidacijos ir fosforilinimo konjugacijai, įdomu įvertinti šį organizmo funkcinio pasirengimo aspektą. Svarbiausi tarpindividualūs šio rodiklio pokyčiai įvairiais etapais treniruočių ciklas. Aerobinio proceso efektyvumą taip pat galima įvertinti atliekant bandymą laipsniškai didinant apkrovą, nustatant deguonies suvartojimo lygį kiekviename žingsnyje.
Taigi, anaerobinių ir aerobinių procesų dalyvavimą aprūpinant raumenų veiklą energija lemia, viena vertus, atliekamo pratimo galia ir kitos savybės, kita vertus, kinetinės charakteristikos (maksimali galia, maksimali energijos gamybos procesų galios išlaikymo laikas, didžiausias pajėgumas ir efektyvumas.
Nagrinėjamos kinetinės charakteristikos priklauso nuo daugelio audinių ir organų bendro veikimo ir kinta įvairiais būdais veikiant treniruočių pratimai. Sudarant treniruočių programas reikia atsižvelgti į šią bioenergetinių procesų reakcijos į treniruočių krūvius ypatybę.

teksto_laukai

rodyklė_aukštyn

Pagrindinis energijos šaltinis raumenų susitraukimui ir kitiems biocheminiams procesams yra adenozino trifosforo rūgštis (ATP), kuri randama ląstelių struktūrose. Kai viena gramo ATP molekulė suskaidoma į adenozino-difosforo ir fosforo rūgštis, išsiskiria 10 kcal. ATP skilimas įvyksta, kai raumenų skaidula yra stimuliuojama nerviniais impulsais.

ATP atsargos raumenyse yra nereikšmingi ir nuolatinis ATP papildymas (resintezė) būtinas raumenų veiklai palaikyti. Vienas iš ATP resintezės būdų yra anaerobinis (atmosferos deguonies nedalyvavimas) energijos tiekimo mechanizmas.

Anaerobinė resintezė Tai atliekama, pirma, dėl raumenyse esančios medžiagos - kreatino fosfato - skilimo, ir, antra, skaidant angliavandenius - glikogeno atsargas ir gliukozę, tiekiamą su krauju. Anaerobinis angliavandenių skaidymas vadinamas glikolize.

Energijos tiekimas dėl kreatino fosfato išsiskleidžia labai greitai, suteikia didelę galią, tačiau užtenka vos kelias sekundes, nes jo atsargos nedidelės. Glikolizė vystosi lėčiau, per 2-3 minutes intensyvaus darbo, suteikia savo bblpyuyu trukmę, tačiau dėl ribotų angliavandenių atsargų ir nepilnai oksiduotų skilimo produktų (pieno rūgšties) kaupimosi kraujyje, galima atlikti gana trumpą laiką. Skilimo produktai toliau oksiduojami, kai yra pakankamai deguonies, pasibaigus darbui arba sumažėjus jo intensyvumui.

Taigi didelio intensyvumo raumenų veikla vyksta esant deguonies trūkumui ribotą laiką.

Aerobinis raumenų veiklos energijos tiekimo mechanizmas

teksto_laukai

rodyklė_aukštyn

Aerobinis ATP resintezės mechanizmas Jį sudaro angliavandenių skaidymas dalyvaujant atmosferos deguoniui. Jis yra efektyvesnis nei anaerobinis, nes oksiduojant tą patį angliavandenių kiekį susidaro didesnis ATP molekulių skaičius. Be to, baltymai ir riebalai gali būti paveikti aerobinės oksidacijos, o pastarųjų, kaip taisyklė, organizme yra reikiamu kiekiu.

Aerobinio mechanizmo įdiegimo laikas energijos tiekimas yra 3-4 minutės, apmokytiems žmonėms – kiek mažiau. Maistinės medžiagos ir anksčiau nevisiškai oksiduoti produktai, pakankamai aprūpinami deguonimi, suyra į anglies dioksidą ir vandenį.

Darbo trukmė aerobiniu režimu Jį daugiausia riboja maistinių medžiagų atsargos organizme ir gali siekti kelias valandas, tačiau jos intensyvumas yra palyginti mažas. Išskirtinis aerobinio energijos tiekimo mechanizmo bruožas yra tas, kad deguonies tiekime į raumenis dalyvauja kvėpavimo, širdies ir kraujagyslių bei kraujo sistemos, nuo kurių būklės priklauso atliekamo darbo intensyvumas ir trukmė. Raumenų aktyvumo rodikliai taip pat priklauso nuo raumenų ląstelių gebėjimo panaudoti joms tiekiamą deguonį ATP formavimuisi.

Daugeliu atvejų motorinė veikla reikalauja greito išsidėstymo ir vyksta įvairaus intensyvumo. Tuo pačiu metu energijos tiekimas negali būti vykdomas tik ekonomiško aerobinio mechanizmo sąskaita.

Iš to išplaukia, kad net ruošiantis ilgas darbasžemo ir vidutinio intensyvumo, deramas dėmesys turėtų būti skiriamas anaerobiniam energijos tiekimo mechanizmui tobulinti naudojant specialius treniruočių metodus.

Maksimalus deguonies suvartojimas, anaerobinio metabolizmo slenkstis ir deguonies skola fizinio krūvio metu

teksto_laukai

rodyklė_aukštyn

Žmogaus pasirengimui įvairaus intensyvumo fiziniam darbui įvertinti naudojama nemažai fiziologinių rodiklių.

Jie apima:

maksimalus deguonies suvartojimas (MOC),
anaerobinio metabolizmo slenkstis (ANOR),
deguonies skola.

Maksimalus deguonies suvartojimas

MPC yra didžiausias deguonies kiekis, kurį organizmas gali pasisavinti per laiko vienetą tokiomis sąlygomis, kai tolesnis krūvio intensyvumo padidėjimas nebesukelia jo padidėjimo. MPC yra kūno aerobinio veikimo rodiklis ir yra susijęs su maksimaliu aerobinio energijos tiekimo mechanizmo įtraukimu.

NPK yra ne tik asmens fizinio pasirengimo rodiklis, bet ir apibūdina jo silpną sveikatos būklę. Nesportuojantiems IPC yra 2–3,5 l / min. Aukštos klasės sportininkams, treniruojantiems ištvermę, IPC siekia 6 l/min ar daugiau. Įrodyta, kad sumažėjus KMT išsivysto įvairios ligos.

Anaerobinio metabolizmo slenkstis

TAN yra širdies susitraukimų dažnio lygis, kai organizmas pereina iš aerobinio į anaerobinį energijos tiekimo mechanizmą. Kuo didesnis TAN, tuo daugiau darbo atlieka lengvatinės aerobinės reakcijos.

Prastai treniruotiems žmonėms ANOT gali atsirasti jau esant 130-140 dūžių / min. pulsui, o kvalifikuotiems sportininkams, treniruojantiems ištvermę - 160-170 dūžių / min. Laikoma, kad vidutinis lygis yra 150 dūžių / min.

deguonies skola

Deguonies skola yra skirtumas tarp deguonies kiekio, reikalingo tam tikram darbui atlikti, ir deguonies kiekio, faktiškai sunaudoto per tą laiką. Didžiausia deguonies skola atspindi anaerobinių procesų, kurie gali būti panaudoti organizme, kiekį.

Nesportuojantiems jis neviršija 5 litrų, o aukštos klasės sportininkams, besispecializuojantiems greičio ištvermės reikalaujančiose sporto šakose, siekia 25 litrus. Deguonies skola likviduojama pasibaigus darbui.

Bendrosios aerobinės energijos tiekimo sistemos charakteristikos

Aerobinė energijos tiekimo sistema yra žymiai prastesnė už laktatinę ir laktatinę pagal energijos gamybos galią, įtraukimo į raumenų veiklą greitį, tačiau yra daug kartų pranašesnė savo pajėgumu ir efektyvumu (1 lentelė).

Lentelės numeris 1. Energijos tiekimas raumenų darbui

Aerobinės sistemos ypatybė yra ta, kad ATP susidarymas ląstelių organelėse-mitochondrijose, esančiose raumenų audinyje, vyksta dalyvaujant deguonies transportavimo sistemos tiekiamam deguoniui. Tai lemia aukštą aerobinės sistemos efektyvumą ir gana dideles glikogeno atsargas raumenų audiniuose ir kepenyse, taip pat praktiškai neribotas lipidų atsargas – jos talpą.

Labiausiai supaprastinta forma aerobinės energijos tiekimo sistemos veikla atliekama taip. Pirmajame etape dėl sudėtingų procesų glikogenas ir laisvosios riebalų rūgštys (FFA) virsta acetilkofermentu A (acetil-CoA), aktyvia acto rūgšties forma, kuri užtikrina, kad visi tolesni energijos gamybos procesai vyktų. pagal vieną schemą. Tačiau prieš susidarant acetil-CoA, glikogeno ir FFA oksidacija vyksta nepriklausomai.

Visas daugybę cheminių reakcijų, vykstančių aerobinės ATP resintezės procese, galima suskirstyti į tris tipus: 1 - aerobinė glikolizė; 2 - Krebso ciklas, 3 - elektronų pernešimo sistema (7 pav.).

Ryžiai. 7. ATP resintezės reakcijų etapai aerobiniame procese

Pirmoji reakcijų stadija – aerobinė glikolizė, kurios metu suyra glikogenas, susidaro CO2 ir H2O. Aerobinės glikolizės eiga vyksta pagal tą pačią schemą, kaip ir aukščiau aptarta anaerobinės glikolizės eiga. Abiem atvejais dėl cheminių reakcijų glikogenas virsta gliukoze, o gliukozė – piruvo rūgštimi, vykstant ATP sintezei. Deguonis šiose reakcijose nedalyvauja. Deguonies buvimas aptinkamas vėliau, kai jai dalyvaujant piruvo rūgštis nevirsta pieno rūgštimi į pieno rūgštį, o vėliau į laktatą, kuris vyksta anaerobinės glikolizės procese, bet siunčiamas į aerobinę sistemą, pabaiga. kurių produktai yra anglies dioksidas (CO2), išsiskiriantis iš organizmo per plaučius, ir vanduo (8 pav.)

Ryžiai. 8. Scheminė anaerobinės ir aerobinės glikolizės eiga

1 molis glikogeno suskaidomas į 2 molius piruvinės rūgšties, kai išsiskiria energija, kurios pakanka 3 molių ATP sintezei: energija + 3ADP + Fn → 3ATP

Iš piruvo rūgšties, susidarančios skaidant glikogeną, CO2 nedelsiant pašalinamas, paverčiant jį iš trijų anglies junginių į dviejų anglies junginį, kuris kartu su kofermentu A sudaro acetil-CoA, kuris yra įtrauktas į antrasis aerobinio ATP susidarymo etapas – citrinų rūgšties ciklas arba Krebso ciklas.

Krebso cikle vyksta sudėtingų cheminių reakcijų serija, dėl kurios oksiduojasi piruvo rūgštis - pašalinami vandenilio jonai (H +) ir elektronai (e-), kurie ilgainiui patenka į deguonies transportavimo sistemą ir dalyvauja ATP. trečioje stadijoje vyksta resintezės reakcijos, susidaro CO2, kuris pasklinda į kraują ir nunešamas į plaučius, iš kurių pasišalina iš organizmo. Pačiame Krebso cikle susidaro tik 2 moliai ATP (9 pav.).

Ryžiai. 9. Scheminis anglies oksidacijos vaizdavimas Krebso cikle

Trečiasis etapas vyksta elektronų transportavimo grandinėje (kvėpavimo grandinėje). Reakcijos, atsirandančios dalyvaujant kofermentams, paprastai sumažinamos iki šių. Vandenilio jonai ir elektronai, išsiskiriantys po Krebso ciklo reakcijų ir, kiek mažesniu mastu, glikolizės, pernešami į deguonį, kad susidarytų vanduo. ATP resintezei naudojama vienu metu išsiskirianti energija susietų reakcijų serijoje. Visas procesas, vykstantis elektronų perdavimo į deguonį grandinėje, vadinamas oksidaciniu fosforilinimu. Kvėpavimo grandinėje vykstančiuose procesuose sunaudojama apie 90% ląstelėms tiekiamo deguonies ir susidaro didžiausias ATP kiekis. Iš viso oksidacinė elektronų pernešimo sistema užtikrina 34 ATP molekulių susidarymą iš vienos glikogeno molekulės.

Plonojoje žarnoje vyksta angliavandenių virškinimas ir įsisavinimas į kraują. Kepenyse jie paverčiami gliukoze, kuri savo ruožtu gali virsti glikogenu ir nusėsti raumenyse bei kepenyse, taip pat yra naudojama įvairių organų ir audinių kaip energijos šaltinis veiklai palaikyti. Sveikame kūne su pakankamu lygiu fizinis pasirengimas vyrų, sveriančių 75 kg, yra 500 - 550 g angliavandenių raumenų glikogeno (apie 80%), kepenų glikogeno (apie 16 - 17%), gliukozės kiekio kraujyje (3 - 4%) pavidalu, o tai atitinka eilės energijos atsargas. 2000-2200 kcal.

Kepenų glikogenas (90 - 100 g) naudojamas palaikyti gliukozės kiekį kraujyje, būtiną normaliai įvairių audinių ir organų veiklai užtikrinti. Su ilgalaikiu aerobinio pobūdžio darbu, dėl kurio išeikvojamos atsargos raumenų glikogenas, dalį kepenų glikogeno gali panaudoti raumenys.

Reikėtų nepamiršti, kad glikogeno atsargos raumenyse ir kepenyse gali žymiai padidėti dėl treniruočių ir mitybos manipuliacijų, susijusių su angliavandenių išeikvojimu ir vėlesniu angliavandenių prisotinimu. Treniruotės ir specialios mitybos įtakoje glikogeno koncentracija kepenyse gali padidėti 2 kartus. Padidėjęs glikogeno kiekis padidina jo prieinamumą ir panaudojimo greitį vėlesnio raumenų darbo metu.

Su užsitęsusiu fizinė veikla vidutinio intensyvumo, gliukozės susidarymas kepenyse padidėja 2-3 kartus, palyginti su jos susidarymu ramybės būsenoje. Dėl įtempto ir ilgo darbo gliukozės gamyba kepenyse gali padidėti 7–10 kartų, palyginti su duomenimis, gautais ramybės būsenoje.

Energijos tiekimo proceso efektyvumą dėl riebalų atsargų lemia lipolizės greitis ir kraujotakos greitis riebaliniame audinyje, kuris užtikrina intensyvų laisvųjų riebalų rūgščių (FFA) patekimą į raumenų ląsteles. Jei darbas atliekamas 50 - 60% VO2 max intensyvumu, riebaliniame audinyje yra maksimali kraujotaka, kuri prisideda prie maksimalaus FFA patekimo į kraują. Intensyvesnis raumenų darbas yra susijęs su raumenų kraujotakos suintensyvėjimu, tuo pačiu sumažėjus kraujo tiekimui į riebalinį audinį ir atitinkamai su FFA patekimo į raumeninį audinį pablogėjimu.

Nors lipolizė išsiskleidžia raumenų veiklos procese, tačiau jau 30-40 minučių vidutinio intensyvumo darbo metu jos aprūpinimas energija vienodai vyksta dėl tiek angliavandenių, tiek lipidų oksidacijos. Tolesnis darbo tęsimas, dėl kurio palaipsniui išeikvojami riboti angliavandenių ištekliai, yra susijęs su FFA oksidacijos padidėjimu; pavyzdžiui, maratono distancijos antrosios pusės energijos tiekimas bėgiojant ar važiuojant plentu (daugiau nei 100 km) daugiausia siejamas su riebalų vartojimu.

Nepaisant to, kad lipidų oksidacijos energijos panaudojimas ištvermei užtikrinti yra labai svarbus tik esant ilgalaikei raumenų veiklai, pradedant nuo pat pirmųjų darbo minučių, kurių intensyvumas viršija 60% VO2max, iš triacilgliceridų išsiskiria FFA, jų. patekimas į susitraukiančius raumenis ir oksidacija. Praėjus 30 - 40 minučių nuo darbo pradžios, FFA suvartojimo greitis padidėja 3 kartus, o po 3 - 4 valandų darbo - 5 - 6 kartus.

Aerobinės treniruotės metu žymiai padidėja trigliceridų panaudojimas į raumenis. Ši adaptyvi reakcija pasireiškia tiek energijos generavimo proceso paskirstymo greičiu dėl FFA, gaunamų iš raumenų triceridų, oksidacijos, tiek padidėjusiu jų panaudojimu iš raumenų audinio.

Ne mažiau svarbus adaptacinis treniruoto raumenų audinio poveikis yra jų gebėjimo panaudoti riebalų atsargas padidėjimas. Taigi po 12 savaičių aerobikos treniruotės trigliceridų panaudojimo gebėjimas dirbančiuose raumenyse smarkiai išaugo ir pasiekė 40%.

Baltymų vaidmuo ATP resintezėje nėra esminis. Tačiau daugelio amino rūgščių anglies skeletas gali būti naudojamas kaip energetinis kuras oksidacinio metabolizmo procese, kuris pasireiškia ilgalaikių vidutinio intensyvumo apkrovų metu, kai baltymų apykaitos indėlis į energijos gamybą gali siekti 5–6 proc. viso energijos poreikio.

Dėl didelių gliukozės ir riebalų atsargų organizme bei neribotos galimybės sunaudoti deguonį iš atmosferos oro, aerobiniai procesai, turintys mažesnę galią nei anaerobiniai, gali suteikti darbo ilgam laikui (t. y. jų talpa labai didelė su labai didelis efektyvumas). Tyrimai rodo, kad pvz. maratono bėgimas dėl raumenų glikogeno panaudojimo raumenų darbas tęsiasi 80 minučių. Tam tikras energijos kiekis gali būti mobilizuotas iš kepenų glikogeno. Iš viso tai gali suteikti 75% laiko, reikalingo maratono distancijai įveikti. Likusią energijos dalį sudaro riebalų rūgščių oksidacija. Tačiau jų difuzijos greitis iš kraujo į raumenis yra ribotas, o tai riboja energijos gamybą iš šių rūgščių. Energijos, pagamintos dėl FFA oksidacijos, pakanka palaikyti raumenų darbo intensyvumą 40 - 50% VO2max lygyje, o PPO, kaip stipriausi maratono bėgikai, gali įveikti distanciją, kurios intensyvumas viršija 80 - 90% VO2max, kas rodo aukštą aerobinės energijos tiekimo sistemos pritaikymo lygį, leidžiantį ne tik užtikrinti optimalų angliavandenių, riebalų, atskirų aminorūgščių ir metabolitų panaudojimo energijos gamybai derinį, bet ir ekonomišką glikogeno.

Taigi visas reakcijų, kurios užtikrina aerobinę glikogeno oksidaciją, rinkinys yra toks. Pirmajame etape dėl aerobinės glikolizės susidaro piruvo rūgštis ir resintezuojamas tam tikras ATP kiekis. Antrajame, Krebso cikle, susidaro CO2, o vandenilio jonai (H+) ir elektronai (e-) įvedami į elektronų pernešimo sistemą, taip pat pakartotinai sintezuojant tam tikrą ATP kiekį. Ir, galiausiai Galutinis etapas susijęs su H2O susidarymu iš H+, e- ir deguonies, išskiriant energiją, naudojamą didžiojo ATP kiekio resintezei. Riebalai ir baltymai, naudojami kaip kuras ATP resintezei, taip pat praeina per Krebso ciklą ir elektronų transportavimo sistemą (10 pav.).

Ryžiai. 10. Aerobinės energijos tiekimo sistemos veikimo schema

Laktato energijos tiekimo sistema.

Laktato energijos tiekimo sistemoje ATP resintezė vyksta dėl gliukozės ir glikogeno skilimo, kai trūksta deguonies. Šis procesas paprastai vadinamas anaerobine glikolize. Anaerobinė glikolizė yra daug sudėtingesnis cheminis procesas nei fosfogeno skilimo mechanizmai alaktinėje energijos tiekimo sistemoje. Tai apima eilę sudėtingų nuoseklių reakcijų, kurių metu gliukozė ir glikogenas suskaidomi iki pieno rūgšties, kuri naudojama susietų reakcijų serijoje ATP resintezei (2 pav.).

Ryžiai. 2. Anaerobinės glikolizės proceso schema

Suskaidžius 1 molį gliukozės susidaro 2 moliai ATP, o suskaidžius 1 molį glikogeno - 3 moliai ATP. Kartu su energijos išsiskyrimu raumenyse ir kūno skysčiuose susidaro piruvo rūgštis, kuri vėliau paverčiama pieno rūgštimi. Pieno rūgštis greitai suyra, susidarant jos druskai – laktatui.

Pieno rūgšties kaupimasis dėl intensyvaus glikolitinio mechanizmo veiklos sukelia didelį laktato ir vandenilio jonų (H +) susidarymą raumenyse. Dėl to, nepaisant buferinių sistemų veikimo, raumenų pH palaipsniui mažėja nuo 7,1 iki 6,9 ir net iki 6,5 – 6,4. Tarpląstelinis pH, pradedant nuo 6,9 - 6,8 lygio, sulėtina ATP atsargų atkūrimo glikolitinės reakcijos intensyvumą, o esant pH 6,5 - 6,4, glikogeno skilimas sustoja. Taigi, būtent pieno rūgšties koncentracijos padidėjimas raumenyse riboja glikogeno skilimą anaerobinės glikolizės metu.

Priešingai nei alaktinėje energijos tiekimo sistemoje, kurios galia pasiekia maksimalų našumą jau pirmą veikimo sekundę, glikolizės aktyvavimo procesas vyksta daug lėčiau ir pasiekia aukštas energijos gamybos vertes tik per 5–10 veikimo sekundžių. Glikolitinio proceso galia yra žymiai prastesnė už kreatino fosfokinazės mechanizmo galią, tačiau yra kelis kartus didesnė, palyginti su aerobinės oksidacijos sistemos galimybėmis. Visų pirma, jei ATP energijos gamybos lygis dėl CF skilimo yra 9–10 mmol/kg f.m./s (šviežios audinių masės), tai prijungus glikolizę pagaminto ATP kiekis gali padidėti iki 14 mmol/kg. f.m. t./s. Dėl abiejų ATP resintezės šaltinių panaudojimo 3 minučių intensyvaus darbo metu raumenų sistemažmogus gali pagaminti apie 370 mmol/kg kūno svorio. Tuo pačiu metu glikolizė sudaro ne mažiau kaip 80% visos produkcijos. Maksimali laktatinės anaerobinės sistemos galia atsiranda 20 - 25 sekundžių darbo metu, o 30 - 60 sekundžių ATP resintezės glikolitinis kelias yra pagrindinis darbo energijos tiekime.

Pieninės anaerobinės sistemos pajėgumas užtikrina jos vyraujantį dalyvavimą energijos gamyboje atliekant darbus iki 30 - 90 s. Dirbant ilgiau, glikolizės vaidmuo palaipsniui mažėja, tačiau išlieka reikšmingas net dirbant ilgiau – iki 5-6 min. Bendras energijos kiekis, susidarantis dėl glikolizės, taip pat gali būti vizualiai įvertintas pagal kraujo laktato rodiklius, atlikus darbus, kuriems reikia maksimaliai mobilizuoti laktato energijos tiekimo sistemą. Netreniruotų žmonių ribinė laktato koncentracija kraujyje yra 11–12 mmol/l. Treniruotės įtakoje laktato sistemos pajėgumas smarkiai padidėja, o laktato koncentracija kraujyje gali siekti 25–30 mmol/l ir daugiau.

Didžiausios energijos susidarymo ir laktato vertės moterų kraujyje yra 30–40% mažesnės, palyginti su tos pačios sporto specializacijos vyrais. Jauniems sportininkams, palyginti su suaugusiaisiais, būdingas mažas anaerobinis pajėgumas. maksimali laktato koncentracija kraujyje esant ribinėms anaerobinio pobūdžio apkrovoms jose neviršija 10 mmol/kg, tai yra 2-3 kartus mažesnė nei suaugusių sportininkų.

Taigi laktatinės anaerobinės sistemos adaptacinės reakcijos gali vykti įvairiomis kryptimis. Vienas iš jų – glikolitinio proceso mobilumo padidėjimas, pasireiškiantis daug greičiau pasiekiamu maksimaliu efektyvumu (nuo 15–20 iki 5–8 s). Antroji reakcija siejama su anaerobinės glikolitinės sistemos galios padidėjimu, leidžiančiu per laiko vienetą pagaminti daug didesnį energijos kiekį. Trečioji reakcija sumažinama iki sistemos pajėgumo ir, žinoma, bendro pagamintos energijos kiekio padidėjimo, dėl to pailgėja darbo trukmė, daugiausia dėl glikolizės.

Didžiausia laktato ir pH vertė arteriniame kraujyje kai kurių sporto šakų varžybų metu parodyta fig. 3.

3 pav. Didžiausios laktato ir pH vertės arteriniame kraujyje sportininkams, kurių specializacija įvairių tipų sportas: a - bėgimas (400, 800 m); b - greitasis čiuožimas (500, 1000m); c - irklavimas (2000 m); g - plaukimas 100 m; d - bobslejas; e - važiavimas dviračiu (100 km)
(Eindemann & Keul, 1977)

Jie suteikia gana išsamų vaizdą apie laktato anaerobinių energijos šaltinių vaidmenį siekiant aukštų sporto rezultatų. skirtingi tipai anaerobinės glikolizės sistemos sportiniai ir adaptaciniai rezervai.

Renkantis optimalią darbo trukmę, užtikrinančią maksimalią laktato koncentraciją raumenyse, reikia atsižvelgti į tai, kad maksimalus laktato kiekis yra stebimas naudojant ekstremalias apkrovas, kurių trukmė svyruoja tarp 1 - 6 minučių. Darbo trukmės padidėjimas yra susijęs su laktato koncentracijos raumenyse sumažėjimu.

Norint parinkti optimalų anaerobinio pajėgumo didinimo metodą, svarbu atsekti laktato kaupimosi ypatybes dirbant su pertrūkiais didžiausio intensyvumo darbą. Pavyzdžiui, vienos minutės ekstremalios apkrovos su keturių minučių pauzėmis sukelia nuolatinį laktato padidėjimą kraujyje (4 pav.), tuo pačiu sumažinant rūgščių ir šarmų būklę (5 pav.).

Ryžiai. 4. Laktato koncentracijos kraujyje pokytis per pertraukiamą maksimalų pratimą (vienos minutės pratimas 95 % intensyvumu, atskirtas 4 minučių poilsio laikotarpiais) (Hermansen, Stenswold, 1972)

Ryžiai. 5. Kraujo pH pokyčiai per pertraukiamą vienos minutės didžiausio intensyvumo apkrovą (Hollman, Hettinger, 1980)

Panašus efektas pastebimas atliekant 15 - 20 sekundžių maksimalios galios pratimus su maždaug 3 minučių pauzėmis (6 pav.).

Ryžiai. 6. Sportininkų biocheminių pokyčių dinamika pakartotinai atliekant trumpalaikius maksimalios jėgos pratimus (N. Volkov ir kt., 2000)

Alaktato energijos tiekimo sistema.

Ši energijos tiekimo sistema yra mažiausiai sudėtinga, pasižyminti didele energijos išleidimo galia ir trumpa veikimo trukme. Energijos susidarymas šioje sistemoje vyksta dėl daug energijos turinčių fosfatų junginių – adenozino trifosfato (ATP) ir kreatino fosfato (CP) irimo. Energija, susidaranti dėl ATP skilimo, jau per pirmąją sekundę visiškai įtraukiama į energijos tiekimo darbui procesą. Tačiau jau antrą sekundę darbas vyksta dėl kreatino fosfato (CP), kuris nusėda raumenų skaidulose ir turi daug energijos turinčių fosfatų junginių. Šių junginių skilimas sukelia intensyvų energijos išsiskyrimą. Galutiniai CP skilimo produktai yra kreatinas (Cr) ir neorganinis fosfatas (Pn). Reakciją skatina fermentas kreatino kinazė ir schematiškai atrodo taip:

CF skilimo metu išsiskirianti energija yra prieinama ATP resintezės procesui, todėl už greito ATP skilimo proceso metu raumenų susitraukimas Jo pakartotinė sintezė iš ADP ir Fn iš karto atsiranda, kai dalyvauja energija, išsiskirianti AP padalijimo metu:

Kitas alaktinės energijos tiekimo sistemos mechanizmas – vadinamoji miokinazės reakcija, kuri suaktyvėja esant dideliam raumenų nuovargiui, kai ATP skilimo greitis gerokai viršija jo resintezės greitį. Miokinazės reakciją skatina fermentas miokinazė ir susideda iš fosfatų grupės perkėlimo iš vienos molekulės į kitą ir ATP bei adenozino monofosfato (AMP) susidarymo:

Adenozino monofosfate (AMP), kuris yra šalutinis miokinazės reakcijos produktas, yra paskutinė fosfatų grupė ir, skirtingai nei ATP ir ADP, jis negali būti naudojamas kaip energijos šaltinis. Miokinazės reakcija suaktyvinama tokiomis sąlygomis, kai dėl nuovargio kiti ATP resintezės keliai išnaudojo savo galimybes.

CF atsargos negali būti papildytos atliekant darbus. Jo resintezei gali būti naudojama tik energija, išsiskirianti dėl ATP skilimo, o tai įmanoma tik atsigavimo laikotarpiu po darbo pabaigos.

Alaktato sistema, kuri išsiskiria labai dideliu energijos išsiskyrimo greičiu, kartu pasižymi itin ribota talpa. Maksimalios alaktinės anaerobinės galios lygis priklauso nuo fosfatų (ATP ir CP) kiekio raumenyse ir jų panaudojimo greičio. Esant sprinto treniruotėms, galima žymiai padidinti alaktinę anaerobinę galią. Specialių treniruočių metu alaktinės anaerobinės sistemos galia gali būti padidinta 40-80%. Pavyzdžiui, 8 savaites bėgikų sprinto treniruotės lėmė maždaug 10% padidėjimą ramybės būsenos skeleto raumenų ATP ir CP.

Treniruojant raumenis, ne tik padidėja ATP ir Kf kiekis, bet ir žymiai padidėja raumenų audinio gebėjimas juos skaidyti. Kita adaptyvi reakcija, lemianti alaktinės anaerobinės sistemos galią, yra fosfatų resintezės pagreitis dėl fermentų, ypač kreatino fosfokinazės ir miokinazės, aktyvumo padidėjimo.

Treniruotės įtakoje taip pat žymiai padidėja alaktinės anaerobinės energijos tiekimo sistemos maksimalaus pajėgumo rodikliai. Alaktinės anaerobinės sistemos pajėgumas tikslinių ilgalaikių treniruočių įtakoje gali padidėti 2,5 karto. Tai patvirtina ir didžiausios alaktinės O2 skolos rodikliai: pradedantiesiems sportininkams ji siekia 21,5 ml/kg, aukštos klasės sportininkams gali siekti 54,5 ml/kg.

Alaktinės energijos sistemos pajėgumo padidėjimas pasireiškia ir didžiausio intensyvumo darbo trukme. Taigi žmonėms, kurie nesportuoja, didžiausia laktato galia anaerobinis procesas, pasiekiamas per 0,5 - 0,7 s nuo darbo pradžios, gali būti laikomas ne ilgiau kaip 7 - 10 s, tada aukščiausios klasės sportininkams, besispecializuojantiems sprinto disciplinose, tai gali pasireikšti 15 - 20 s. Tuo pačiu metu ilgą darbo trukmę lydi žymiai didesnė jo galia, kurią lemia didelis didelės energijos fosfatų skilimo ir resintezės greitis.

Vyrų ir moterų ATP ir CF koncentracija beveik vienoda – apie 4 mmol/kg ATP ir 16 mmol/kg CF. Tačiau bendras fosfogenų kiekis, kuris gali būti panaudotas raumenų veiklai, vyrams yra žymiai didesnis nei moterų, dėl didelių bendro skeleto raumenų tūrio skirtumų. Natūralu, kad vyrai turi daug didesnį alaktinės anaerobinės energijos tiekimo sistemos pajėgumą.

Apibendrinant reikėtų pažymėti, kad žmonės su aukštas lygis alaktiniai anaerobiniai darbingumai paprastai pasižymi žemu aerobiniu pajėgumu, ištvermingumu ilgalaikiam darbui. Tuo pačiu metu ilgų distancijų bėgikų alaktiniai anaerobiniai gebėjimai ne tik nepalyginami su sprinterių, bet ir dažnai prastesni už užfiksuotus nesportuojančių žmonių.

Bendrosios raumenų veiklos energijos tiekimo sistemų charakteristikos

Energija, kaip žinote, yra bendras kiekybinis matas, jungiantis visus gamtos reiškinius, skirtingas materijos judėjimo formas. Iš visų rūšių energijos, kuri susidaro ir naudojama įvairiuose fizikiniuose procesuose (terminiuose, mechaniniuose, cheminiuose ir kt.), susijusiuose su raumenų veikla, pagrindinis dėmesys turėtų būti skiriamas cheminei kūno energijai, kurios šaltinis yra maistas ir jo pavertimas mechanine energija. motorinė veikla asmuo.

Energija, išsiskirianti skaidant maistą, naudojama adenozino trifosfato (ATP) gamybai, kuris nusėda raumenų ląstelės ir yra tam tikras kuras, skirtas raumenų susitraukimo mechaninei energijai gaminti.

Energija raumenų susitraukimui gaunama iš adenozino trifosfato (ATP) skilimo į adenozino difosfatą (ADP) ir neorganinį fosfatą (P). ATP kiekis raumenyse yra nedidelis ir pakanka didelio intensyvumo darbui užtikrinti tik 1-2 s. Norint tęsti darbą, būtina ATP resintezė, kuri susidaro dėl trijų tipų energijos atpalaidavimo reakcijų. ATP atsargų papildymas raumenyse leidžia išlaikyti pastovų jo koncentracijos lygį, kuris būtinas visaverčiam raumenų susitraukimui.

ATP resintezė užtikrinama tiek anaerobinėse, tiek aerobinėse reakcijose, naudojant kaip kreatino fosfato (CP) ir ADP atsargų energijos šaltinius. raumenų audiniai, taip pat daug energijos turinčių substratų (raumenų ir kepenų glikogeno, lipozinio audinio atsargų ir kt.). Cheminės reakcijos, kurios lemia raumenų aprūpinimą energija, vyksta trijose energetinėse sistemose: 1) anaerobinėje laktatinėje, 2) anaerobinėje laktatinėje (glikolitinėje), 3) aerobinėje.

Energijos susidarymas pirmosiose dviejose sistemose vyksta cheminių reakcijų, kurioms nereikia deguonies, procese. Trečioji sistema užtikrina raumenų veiklos energijos tiekimą dėl oksidacijos reakcijų, vykstančių dalyvaujant deguoniui. Bendriausios idėjos apie perjungimo seką ir kiekybinius kiekvienos iš šių sistemų raumenų aktyvumo energijos tiekimo santykius parodytos fig. vienas.

Kiekvienos iš šių energetinių sistemų galimybes lemia galia, t.y., energijos išsiskyrimo greitis medžiagų apykaitos procesuose, ir talpa, kurią lemia substrato lėšų panaudojimo dydis ir efektyvumas.

Ryžiai. 1. Kvalifikuotų sportininkų raumenų veiklos energijos tiekimo procesų seka ir kiekybiniai santykiai įvairiose energetinėse sistemose (schema): 1 - alaktiniai; 2 - laktatas; 3 – aerobinis

(pagal E. S. Grigorovič, V. A. Pereverzeva, 2008 m.)

3.1. Žmogaus kūno energijos tiekimo mechanizmai raumenų darbo metu

Bet kokia raumenų veikla yra susijusi su energijos naudojimu, kurios tiesioginis šaltinis yra ATP (adenozino trifosforo rūgštis). ATP vadinamas universaliu energijos šaltiniu. Visi kiti energetiniai procesai yra nukreipti į jos lygio atkūrimą ir palaikymą.

ATP raumenų darbo metu atstatomas tokiu pat greičiu, kaip ir suskaidomas. ATP atkūrimas gali būti atliekamas dviem būdais: anaerobinis(reakcijos metu be deguonies) ir aerobinis(su skirtingais deguonies suvartojimo lygiais) dalyvaujant specialiai energetinei medžiagai kreatino fosfatas. ATP resintezei paruošto kreatino fosfato užtenka tik 10-15 sekundžių galingam darbui. Tokiomis sąlygomis ATP resintezė vyksta esant ūminiam deguonies trūkumui (pavyzdžiui, dėl to neįmanoma nubėgti 800 m sprinto tempu). Labai didelio intensyvumo raumenų darbas atliekamas anaerobiniu režimu, kai ūminio deguonies trūkumo metu vyksta ATP resintezė. Šiuo atveju organizmas, naudodamas procesą, gamina ATP darbui glikolizė- angliavandenilių transformacija, dėl kurios vėl vyksta ATP resintezė ir susidaro galutiniai rūgštiniai produktai - pieno (laktato) ir piruvo rūgštys.

Glikolizė užtikrina organizmo efektyvumą per 2-4 minutes, t.y. kreatinofato mechanizmas ir glikolizė suteikia labai mažai energijos.

Esant didelei funkcinei raumenų įtampai, sumažėja energijos prisotintų angliavandenių (glikogeno ir fosfato – kreatino fosfato) kiekis, sumažėja gliukozės kiekis kraujyje, o glikogeno – kepenyse. Jei apkrova užsitęsė, tada energijos šaltinis papildomas didinant išleidimo intensyvumą riebalų rūgštys nuo riebalinio audinio ir jų oksidacijos raumenyse.

Aerobinis mechanizmas(kai visiškai patenkinami organizmo poreikiai deguoniui) maistinių medžiagų oksidacija, susidarant kreatino fosfatui ir ATP resintezei yra efektyviausias ir gali užtikrinti žmogaus veiklą kelias valandas. Tokiomis sąlygomis organizmas ATP energijos gamina daug kartų daugiau nei glikolizės metu.

Pažymėtina, kad ląstelėse visi angliavandenių, riebalų, organinių rūgščių ir, galiausiai, baltymų, virsmai pakeliui į ATP resintezę vyksta mitochondrijos. Normaliomis sąlygomis dalis mitochondrijų dirba, tačiau didėjant raumenų poreikiui energijai, makroenerginių junginių resintezės procese įjungiama vis daugiau „pastotių“.

Žmogaus gebėjimas iš naujo sintetinti ATP, kiekvieno lygio galia ir pajėgumai yra individualūs, tačiau visų lygių spektrą galima praplėsti treniruojant. Jei užklausų daugėja, ląstelėse daugėja mitochondrijų, o esant dar didesnei paklausai, jų atsinaujinimo greitis pagreitėja. Šis procesas padidina galimybę panaudoti deguonį oksidaciniuose procesuose ir riebalų oksidaciją dideliais kiekiais.

Baltymai atlieka svarbų vaidmenį palaikant deguonies lygį raumenų skaidulose (ypač raudonose – lėtose). mioglobinas, kuriame yra geležies ir savo struktūra bei funkcija panaši į hemoglobiną.

Pavyzdys:

70 kg sveriančių ruonių 2530 ml deguonies prisijungia prie mioglobino, todėl po vandeniu jis gali išbūti iki 14 minučių. Tokio pat svorio žmogaus 335 ml deguonies prisijungia prie mioglobino.

Atliekant fizinę veiklą, organizmas turi aprūpinti dirbančius raumenis pakankamai deguonies, kad palaikytų aukštą oksidacinių procesų, aprūpinančių energiją, lygį. Kitaip tariant, būtina pertvarkyti širdies ir kvėpavimo sistemos darbą, kad padidėtų plaučių ventiliacija ir tūrinė kraujotaka, pirmiausia darbo organuose ( griaučių raumenys, širdis ir kt.), kad optimaliai patenkintų savo energijos poreikius. Taigi treniruotiems asmenims širdis labiau prisitaiko prie krūvio dėl padidėjusio insulto tūrio ir mažesniu mastu dėl padažnėjusio širdies susitraukimų dažnio (HR).

Bet koks raumenų darbas reikalauja energijos. Įtempimo metu išeikvotą mechaninę energiją raumuo pasiima iš savo cheminės energijos atsargų. Energija, išsiskirianti dėl sudėtingų biocheminių reakcijų, tiekiama į plonas baltymų gijas ( raumenų skaidulų), verčia juos pakeisti savo padėtį, susijungti vienas su kitu ir sutrumpėti. Taigi, raumuo, sutrumpėjęs, sukelia judėjimą sąnaryje.

Raumenų darbui reikalinga energija, susidaranti dėl biocheminių reakcijų, priklauso nuo panaudojimo trijų tipų energijos susidarymas: 1) aerobinis, 2) anaerobinis-glikolitinis, 3) anaerobinis-laktatinis. Bioenergetinės medžiagos (degalai) atliekant raumenų darbą yra angliavandeniai, riebalai ir kreatino fosfatas. Baltymai yra būtini organizmui, pirmiausia kaip statybinė medžiaga naujoms ląstelėms.

Per virškinamąjį traktą prasiskverbiančios maistinės medžiagos yra įsisavinamos krauju ir siunčiamos toliau į „sandėliukus“. Riebalai, kuriuos galima laikyti „mažo oktaninio skaičiaus kuru“, daugiausia nusėda poodiniuose audiniuose, angliavandeniai (glikogenas) – didelio oktaninio skaičiaus kuras, kaupiasi raumenyse ir kepenyse.

Jei atliekamo darbo galia nedidelė (vidutinė), tai energija dirbantiems raumenims susidaro deginant (oksiduojant) angliavandenius ir riebalus įkvėpto deguonies pagalba. Dėl degimo išsiskiria darbui raumenims reikalinga energija ir susidaro šalutiniai produktai – anglies dioksidas ir vanduo.

Jei darbo galia yra daug didesnė (didelė arba submaksimali), tai angliavandenių (glikogeno) degimo metu išsiskiriančios energijos nepakaks ir todėl tokiam darbui reikalinga energija susidaro skaidant glikogeną (be deguonies) . Galima sakyti, kad raumenyse vyksta du biocheminių reakcijų mechanizmai – degimas ir skilimas.

Degimo (oksidacijos) mechanizmas

Angliavandenių ir riebalų degimo mechanizmas gali būti vadinamas aerobiniu energijos gamybos procesu (aerobiniu - dalyvaujant deguoniui). Aerobiniai procesai vyksta palaipsniui, maksimalus šis procesas pasiekia per 1-2 minutes nuo darbo pradžios. Vyksta visiškas angliavandenių ir riebalų deginimas, kurio metu susidaro energija, anglies dioksidas CO2 ir vanduo H2O, kuriuos perneša kraujas.

Angliavandeniai ir riebalai + deguonis → degimas = energija + anglies dioksidas + vanduo.

Kad įvyktų degimas (oksidacija), be „kuro“ (angliavandenių ir riebalų), raumenys ir audiniai turi būti nuolat aprūpinti deguonimi ir išlaisvinti nuo „skilimo“ produktų (vandens ir anglies dioksido). Šios medžiagos pernešamos kraujyje. Kuo daugiau deguonies gauna raumenys, tuo daugiau energijos galima generuoti ir dirbti intensyviau. Todėl aerobinį pajėgumą riboja kvėpavimo ir širdies ir kraujagyslių sistemos. Nuovargis atsiranda, kai baigiasi kuras. Esant tokioms sąlygoms, raumenų aplinka išlieka pastovi ir galite dirbti 2-3 valandas ar ilgiau. Degimo (oksidacijos) mechanizmas yra dominuojantis energijos šaltinis atliekant ilgalaikį žemo ir vidutinio intensyvumo darbą (taip pat ir ramybėje).

2 lentelė. Ryšys tarp varžybinės distancijos trukmės ir įvairių organizmo sistemų funkcinio aktyvumo, apibūdinančio aerobines galimybes.

Skilimo mechanizmas (anaerobinis – nedalyvaujant deguoniui).

Bioenergetinių medžiagų skilimo mechanizmas žmogaus organizme vyksta dviem būdais: 1) glikogeno skaidymas raumenyse – anaerobinis-glikolitinis mechanizmas; 2) kreatino fosfato (CrF), taip pat esančio raumenyje, skilimas – anaerobinis-laktatinis mechanizmas.

Anaerobinis-glikolitinis mechanizmas. Energija išsiskiria dėl greito glikogeno, esančio raumenyse, suskaidymo (sudėtingesnė angliavandenių forma).

Glikogenas→ skilimas = Energija + pieno rūgštis (laktatas).

Šis mechanizmas suteikia daug daugiau energijos per laiko vienetą nei aerobinis mechanizmas ir yra naudojamas atliekant submaksimalios galios darbą, kurio trukmė individuali mankšta nuo 30 sekundžių iki 2-3 minučių. Šio mechanizmo privalumas, kurį galima palyginti su elektros akumuliatoriaus iškrovimu, yra tas, kad jis yra pačiame raumenyje ir yra naudojamas akimirksniu. Trūkumas yra tas, kad darbe kaupiasi raumenys didelis skaičius pieno rūgšties ir jiems tampa sunku susidoroti su rūgščios aplinkos poveikiu.

3 lentelė. Varžybinės distancijos trukmės ir įvairių organizmo sistemų funkcinio aktyvumo ryšys, charakterizuojantis anaerobines-glikolitines galimybes.

Anaerobinis-laktatinis mechanizmas.

Atlikti pratimus su Maksimalus greitis(galia) reikalingas mechanizmas, kuris išskiria didžiausią energijos kiekį per laiko vienetą, bet veikia trumpai (ne ilgiau kaip 15-20 sekundžių). Toks mechanizmas yra anaerobinis-laktatas (kreatino fosfatas).

Kreatino fosfatas (CrF)→ skilimas = energija + kreatinas (Kr.).

4 lentelė. Ryšys tarp varžybinės distancijos trukmės ir įvairių organizmo sistemų funkcinio aktyvumo, charakterizuojančio anaerobines-alaktatines galimybes.