Kas aktivitesinin enerji sağlama yolu. Enerji tedarik bölgeleri

Bölüm "Biyokimya". Spor performansının aerobik ve anaerobik faktörleri. Fiziksel performans için biyoenerji kriterleri. Spor performansının aerobik ve anaerobik bileşenlerinin gelişim düzeyinin biyokimyasal göstergeleri. Çeşitli sporların temsilcilerinde spor performansının aerobik ve anaerobik bileşenlerinin gelişim seviyelerindeki oran. Kritik koşullarda vücuttaki biyokimyasal değişikliklerin özellikleri kas aktivitesi.

Spor performansını belirleyen biyokimyasal faktörlerin başında vücudun biyoenerjetik (aerobik ve anaerobik) yetenekleri gelmektedir. Desteğin yoğunluğuna ve doğasına bağlı olarak, çalışmanın birkaç kategoriye ayrılması önerilir:

anaerobik (alaktik) yük gücü bölgesi;
anaerobik (glikolitik) bölge;
karışık anaerobik-aerobik tedarik bölgesi (anaerobik süreçler baskındır);
karışık aerobik-anaerobik tedarik bölgesi (aerobik süreçler baskındır);
aerobik enerji tedarik bölgesi.

Maksimum güçte anaerobik çalışma (10-20 sn.) esas olarak hücre içi fosfajen rezervleri (kreatin fosfat + ATP) üzerinde gerçekleştirilir. Oksijen borcu küçüktür, alaktik bir karaktere sahiptir ve kullanılmış makroerglerin yeniden sentezini kapsamalıdır. Önemli bir laktat birikimi yoktur, ancak glikoliz bu tür kısa süreli yüklerin sağlanmasında yer alabilir ve çalışan kaslardaki laktat içeriği artar.

Alt maksimal güçlerin çalışması hız ve süreye bağlı olarak, anaerobik (glikolitik) ve anaerobik-aerobik enerji kaynağı bölgelerinde bulunur. Anaerobik glikolizin katkısı, hücre içi yüksek laktat konsantrasyonlarının birikmesine, ortamın asitleşmesine, NAD eksikliğinin gelişmesine ve sürecin otoinhibisyonuna yol açan öncü olur. Laktat, zarlardan iyi ancak sınırlı bir penetrasyon oranına sahiptir ve kaslardaki içeriği ile plazma arasındaki denge ancak 5-10 dakika sonra kurulur. işin başlangıcından itibaren.

İşte büyük güç hakim aerobik enerji sağlama yolu (%75-98). Orta güçte çalışma, neredeyse tam aerobik enerji kaynağı ve 1 saatten uzun süreli performans olasılığı ile karakterize edilir. belirli güce bağlı olarak birçok saate kadar. Gelişim düzeyini, enerji dönüşümünün aerobik ve anaerobik mekanizmalarını belirlemek için kullanılan önemli sayıda gösterge vardır.

Bunlardan biri, bu mekanizmaların bütünleşik bir değerlendirmesini verirken, diğerleri çeşitli yönlerini (konuşlandırma hızı, gücü, kapasitesi, verimliliği) veya herhangi bir bağlantının veya aşamanın durumunu karakterize etmeye izin verir. En bilgilendirici olanlar, sınıra yakın karşılık gelen enerji dönüşüm süreçlerinin aktivasyonuna neden olan yüklerin test edilmesi sırasında kaydedilen göstergelerdir. Aynı zamanda, anaerobik süreçlerin oldukça spesifik olduğu ve enerji kaynağına büyük ölçüde yalnızca sporcunun özel eğitim aldığı aktivite türünde dahil edildiği dikkate alınmalıdır. Bu, iş için anaerobik enerji tedarik süreçlerini kullanma olasılıklarını değerlendirmek için bisiklet ergometrik testlerinin bisikletçiler, koşucular için koşma vb. için en uygun olduğu anlamına gelir.

Çeşitli enerji tedarik süreçlerini kullanma olasılıklarını belirlemek için büyük önem taşıyan, gerçekleştirilen test uygulamasının gücü, süresi ve doğasıdır. Örneğin, alaktik anaerobik mekanizmanın gelişim düzeyini değerlendirmek için en uygun olanı, maksimum yoğunlukta yapılan kısa süreli (20-30 saniye) egzersizlerdir. İşin enerji arzının glikolitik anaerobik mekanizmasının katılımıyla ilişkili en büyük değişimler, 1-3 dakika süren egzersizler yapılırken bulunur. Bu süre boyunca maksimum yoğunlukta. Yaklaşık 1 dakika süren, eşit veya azalan dinlenme aralıklarıyla yapılan, 2-4 tekrarlı egzersizden oluşan bir çalışma örnek olarak verilebilir. Her tekrar egzersizi mümkün olan en yüksek yoğunlukta yapılmalıdır. Kas çalışmasının enerji tedarikinin aerobik ve anaerobik süreçlerinin durumu, yükü "başarısızlığa" kadar kademeli olarak artıran bir test kullanılarak karakterize edilebilir.
Anaerobik sistemlerin seviyesini karakterize eden göstergeler, doğası daha önce tartışılan laktat ve laktat oksijen borcunun değerleridir. Glikolitik anaerobik kaymaların derinliğinin bilgilendirici göstergeleri, kandaki maksimum laktik asit konsantrasyonu, kanın aktif reaksiyonunun (pH) göstergeleri ve tampon bazların (BE) kaymasıdır.

Enerji üretiminin aerobik mekanizmalarının gelişim düzeyini değerlendirmek için, maksimum oksijen tüketimi (MOC) tanımı kullanılır - en yüksek okşijen tüketimi yoğun kas çalışması koşulları altında elde edilebilecek birim zaman başına.
MPC, aerobik sürecin maksimum gücünü karakterize eder ve ayrılmaz (genelleştirilmiş) bir yapıya sahiptir, çünkü aerobik işlemlerde enerji üretme yeteneği, kullanımdan, taşımadan sorumlu vücudun birçok organının ve sisteminin birleşik aktivitesi ile belirlenir. oksijen kullanımı. Ana enerji kaynağının güçle birlikte aerobik süreç olduğu sporlarda, büyük önem kapasitesine sahiptir. Maksimum oksijen tüketiminin tutma süresi, kapasite göstergesi olarak kullanılır. Bunu yapmak için, IPC'nin değeri ile birlikte, "kritik gücün" değeri belirlenir - IPC'nin elde edildiği egzersizin en düşük gücü. Bu amaçlar için, yükte adım adım artan test en uygunudur. Daha sonra (genellikle ertesi gün) sporculardan kritik güç seviyesinde çalışma yapmaları istenir. "Kritik gücün" korunabileceği ve oksijen tüketiminin değişebileceği süre sabittir. "Kritik güçte" çalışma süresi ve IPC'nin tutulma süresi birbiriyle iyi ilişkilidir ve ATP yeniden sentezinin aerobik yolunun kapasitesi ile ilgili olarak bilgilendiricidir.

Bilindiği gibi, Ilk aşamalar Yeterince yoğun herhangi bir kas çalışması, anaerobik süreçler nedeniyle enerji ile sağlanır. Bunun ana nedeni, aerobik enerji besleme sistemlerinin ataletidir. Aerobik sürecin, yapılan egzersizin gücüne karşılık gelen bir seviyeye yerleştirilmesinden sonra, iki durum ortaya çıkabilir:

aerobik süreçler vücudun enerji arzı ile tam olarak baş eder;
aerobik süreçle birlikte, anaerobik glikoliz enerji tedarikinde yer alır.

Çalışmalar, gücü henüz “kritik” e ulaşmamış ve bu nedenle aerobik süreçlerin maksimum seviyeye ulaşmamış egzersizlerde, anaerobik glikolizin tüm süresi boyunca işin enerji kaynağına katılabileceğini göstermiştir. Aerobik süreçlerle birlikte glikolizin iş boyunca enerji üretiminde yer aldığı en düşük güce "anaerobik değişim eşiği" denir. (ANSP). ANSP'nin gücü genellikle göreceli birimlerle ifade edilir - çalışma sırasında elde edilen oksijen tüketimi seviyesi (MPC'nin yüzdesi olarak). Aerobik yüklere uygunluğun iyileştirilmesine TAN'da bir artış eşlik eder. ANOR'un değeri öncelikle enerji üretiminin aerobik mekanizmalarının özelliklerine, özellikle de verimliliklerine bağlıdır. Oksidasyonun fosforilasyonla konjugasyonundaki bir değişiklik nedeniyle aerobik prosesin etkinliği değişebileceğinden, organizmanın fonksiyonel hazırlığının bu yönünü değerlendirmek ilgi çekicidir. Farklı aşamalarda bu göstergedeki en önemli birey içi değişiklikler eğitim döngüsü. Aerobik işlemin verimliliği, her adımda oksijen tüketiminin seviyesi belirlenirken yükte kademeli artışa sahip bir testte de değerlendirilebilir.
Bu nedenle, anaerobik ve aerobik süreçlerin kas aktivitesinin enerji kaynağına katılımı, bir yandan yapılan egzersizin gücü ve diğer özellikleri, diğer yandan kinetik özellikler (maksimum güç, maksimum) ile belirlenir. enerji üretim süreçlerinin güç tutma süresi, maksimum kapasite ve verimlilik).
Dikkate alınan kinetik özellikler, birçok doku ve organın ortak hareketine bağlıdır ve etkisi altında farklı şekillerde değişir. eğitim egzersizleri. Biyoenerjetik süreçlerin eğitim yüklerine tepkisinin bu özelliği, eğitim programları derlenirken dikkate alınmalıdır.

metin_alanları

ok_yukarı

Kas kasılması ve diğer biyokimyasal süreçler için birincil enerji kaynağı, hücresel yapılarda bulunan adenozin trifosforik asittir (ATP). Bir gram ATP molekülü adenozin difosforik ve fosforik asitlere bölündüğünde 10 kcal açığa çıkar. ATP'nin parçalanması, kas lifi sinir impulsları tarafından uyarıldığında meydana gelir.

ATP kaslarda depolanırönemsizdir ve kas aktivitesini sürdürmek için ATP'nin sürekli yenilenmesi (yeniden sentezlenmesi) gereklidir. ATP yeniden sentezinin yollarından biri, anaerobik (atmosferik oksijenin katılmaması) bir enerji kaynağı mekanizmasıdır.

anaerobik sentezİlk olarak, kaslarda bulunan maddenin - kreatin fosfatın parçalanması nedeniyle ve ikincisi, karbonhidratların parçalanması sırasında - glikojen depoları ve kanla sağlanan glikoz nedeniyle gerçekleştirilir. Karbonhidratların anaerobik yıkımına glikoliz denir.

Kreatin fosfat nedeniyle enerji kaynağıçok hızlı devreye girer, büyük güç sağlar, ancak rezervleri küçük olduğu için yalnızca birkaç saniye sürer. Glikoliz daha yavaş gelişir 2-3 dakikalık yoğun çalışma içinde, bblpyuyu süresini sağlar, ancak sınırlı karbonhidrat rezervleri ve kanda tam olarak oksitlenmemiş bozunma ürünlerinin (laktik asit) birikmesi nedeniyle, nispeten kısa bir süre için gerçekleştirilebilir. Ayrışma ürünleri, işin bitiminden sonra veya yoğunluğunun azalmasından sonra yeterli bir oksijen kaynağı ile daha da oksitlenir.

Böylece sınırlı bir süre oksijen eksikliği ile yüksek yoğunluklu kas aktivitesi gerçekleşir.

Kas aktivitesinin enerji kaynağının aerobik mekanizması

metin_alanları

ok_yukarı

ATP yeniden sentezinin aerobik mekanizması Atmosferik oksijenin katılımıyla karbonhidratların parçalanmasından oluşur. Aynı miktarda karbonhidratın oksidasyonu sırasında daha fazla sayıda ATP molekülünün oluşumuna yol açtığı için anaerobikten daha etkilidir. Ek olarak, proteinler ve yağlar aerobik oksidasyona tabi tutulabilir ve ikincisi, kural olarak vücutta gerekli miktarda bulunur.

Aerobik Mekanizma Yerleştirme Süresi enerji kaynağı 3-4 dakikadır, eğitimli insanlar için biraz daha azdır. Besinler ve önceden tamamen oksitlenmemiş ürünler, yeterli oksijen kaynağı ile karbondioksit ve suya ayrışır.

Aerobik modda çalışma süresi Esas olarak vücuttaki besin rezervleri ile sınırlıdır ve birkaç saate ulaşabilir, ancak yoğunluğu nispeten düşüktür. Aerobik enerji kaynağı mekanizmasının ayırt edici bir özelliği, solunum, kardiyovasküler ve kan sistemlerinin, yapılan işin yoğunluğunu ve süresini belirleyen kaslara oksijen verilmesine dahil olmasıdır. Kas aktivitesinin göstergeleri ayrıca kas hücrelerinin kendilerine verilen oksijeni ATP oluşumu için kullanma yeteneklerine de bağlıdır.

Çoğu durumda, motor aktivite hızlı dağıtım gerektirir ve değişen yoğunlukta ilerler. Aynı zamanda, enerji temini yalnızca ekonomik bir aerobik mekanizma pahasına gerçekleştirilemez.

Buna göre, hazırlık aşamasında bile uzun çalışma düşük ve orta yoğunlukta, özel eğitim yöntemleri kullanılarak anaerobik enerji kaynağı mekanizmasının geliştirilmesine gereken özen gösterilmelidir.

Egzersiz sırasında maksimum oksijen tüketimi, anaerobik metabolizma eşiği ve oksijen borcu

metin_alanları

ok_yukarı

Bir kişinin değişen yoğunluktaki fiziksel çalışmaya hazır olup olmadığını değerlendirmek için bir dizi fizyolojik gösterge kullanılır.

Bunlar şunları içerir:

maksimum oksijen tüketimi (MOC),
anaerobik metabolizma eşiği (ANOR),
oksijen borcu

Maksimum oksijen tüketimi

IPC en büyük sayı Yükün yoğunluğunun daha fazla artmasının artık artmasına neden olmadığı koşullar altında vücut tarafından birim zamanda özümsenebilen oksijen. MPC, vücudun aerobik performansının bir göstergesidir ve aerobik enerji kaynağı mekanizmasının maksimum dahil edilmesiyle ilişkilidir.

IPC, yalnızca bir kişinin zindeliğinin bir göstergesi değildir, aynı zamanda bir dövüş sırasındaki sağlık durumunu da karakterize eder. Sporcu olmayanlarda IPC 2-3,5 l/dk düzeyindedir. Dayanıklılık için antrenman yapan birinci sınıf sporcularda, IPC 6 l / dak veya daha fazlasına ulaşır. BMD'deki azalmanın çeşitli hastalıkların gelişmesine yol açtığı gösterilmiştir.

Anaerobik metabolizma eşiği

TAN, vücudun aerobikten anaerobik enerji kaynağı mekanizmasına geçtiği kalp atış hızı seviyesidir. TAN ne kadar yüksek olursa, tercihli aerobik reaksiyonlar o kadar fazla iş yapar.

Yetersiz eğitimli kişilerde ANOT, 130-140 atım / dak kalp atış hızında ve dayanıklılık için antrenman yapan kalifiye sporcular için - 160-170 atım / dak'da oluşabilir. Ortalama seviye 150 atım/dk olarak kabul edilir.

oksijen borcu

Oksijen borcu, belirli bir işi yapmak için gereken oksijen miktarı ile o sırada fiilen kullanılan oksijen miktarı arasındaki farktır. Maksimum oksijen borcu, vücutta konuşlandırılabilen anaerobik süreçlerin miktarını yansıtır.

Spor yapmayanlar için 5 litreyi, hıza dayanıklılık gerektiren sporlarda uzmanlaşmış üst sınıf sporcular için ise 25 litreyi buluyor. Oksijen borcu iş bitiminden sonra tasfiye edilir.

Aerobik enerji besleme sisteminin genel özellikleri

Aerobik enerji besleme sistemi, enerji üretim gücü, kas aktivitesinin sağlanmasına dahil olma oranı açısından laktat ve laktattan önemli ölçüde daha düşüktür, ancak kapasite ve ekonomi açısından birçok kez üstündür (Tablo 1).

Tablo numarası 1. Kas çalışmasının enerji kaynağı

Aerobik sistemin bir özelliği, kas dokusunda bulunan hücresel organellerde-mitokondride ATP oluşumunun, oksijen taşıma sistemi tarafından sağlanan oksijenin katılımıyla gerçekleşmesidir. Bu, aerobik sistemin yüksek verimliliğini ve kas dokusunda ve karaciğerde yeterince büyük glikojen rezervlerinin yanı sıra pratik olarak sınırsız lipid rezervlerini - kapasitesini önceden belirler.

En basit haliyle, aerobik enerji besleme sisteminin etkinliği aşağıdaki gibi gerçekleştirilir. İlk aşamada, karmaşık işlemler sonucunda hem glikojen hem de serbest yağ asitleri (FFA), asetik asidin aktif formu olan asetil-koenzim A'ya (asetil-CoA) dönüştürülür ve bu da sonraki tüm enerji üretim süreçlerinin ilerlemesini sağlar. tek bir şemaya göre. Bununla birlikte, asetil-CoA oluşumundan önce, glikojen ve SYA'nın oksidasyonu bağımsız olarak gerçekleşir.

Aerobik ATP yeniden sentezi sürecinde meydana gelen çok sayıda kimyasal reaksiyonun tümü üç türe ayrılabilir: 1 - aerobik glikoliz; 2 - Krebs döngüsü, 3 - elektron taşıma sistemi (Şek. 7).

Pirinç. 7. Aerobik süreçte ATP yeniden sentez reaksiyonlarının aşamaları

Reaksiyonların ilk aşaması, CO2 ve H2O oluşumu ile glikojenin parçalanmasıyla sonuçlanan aerobik glikolizdir. Aerobik glikolizin seyri, yukarıda tartışılan anaerobik glikolizin seyri ile aynı şemaya göre gerçekleşir. Her iki durumda da kimyasal reaksiyonlar sonucunda glikojen glikoza, glikoz da ATP yeniden sentezi ile piruvik aside dönüştürülür. Oksijen bu reaksiyonlara katılmaz. Oksijenin varlığı daha sonra, katılımıyla piruvik asit laktik aside laktik aside dönüştürülmediğinde ve daha sonra anaerobik glikoliz sürecinde yer alan ancak aerobik sisteme gönderilen laktata dönüştüğünde tespit edilir. ürünleri vücuttan akciğerler tarafından atılan karbondioksit (CO2) ve sudur (Şek. 8)

Pirinç. 8. Anaerobik ve aerobik glikolizin şematik seyri

1 mol glikojenin 2 mol pirüvik aside bölünmesi, 3 mol ATP'nin yeniden sentezi için yeterli enerjinin salınmasıyla gerçekleşir: Enerji + 3ADP + Fn → 3ATP

Glikojenin parçalanması sonucu oluşan piruvik asitten, CO2 hemen uzaklaştırılır ve onu üç karbonlu bir bileşikten iki karbonlu bir bileşiğe dönüştürür, bu da koenzim A ile birleştiğinde asetil-CoA'yı oluşturur. aerobik ATP oluşumunun ikinci aşaması - sitrik asit döngüsü veya Krebs döngüsü.

Krebs döngüsünde, piruvik asidin oksitlenmesinin bir sonucu olarak bir dizi karmaşık kimyasal reaksiyon meydana gelir - sonunda oksijen taşıma sistemine giren ve ATP'ye katılan hidrojen iyonlarının (H +) ve elektronların (e-) çıkarılması üçüncü aşamada yeniden sentez reaksiyonları, kana difüze olan ve vücuttan atıldığı akciğerlere taşınan CO2'yi oluşturur. Krebs döngüsünün kendisinde sadece 2 mol ATP oluşur (Şekil 9).

Pirinç. 9. Krebs döngüsünde karbon oksidasyonunun şematik gösterimi

Üçüncü aşama elektron taşıma zincirinde (solunum zinciri) gerçekleşir. Koenzimlerin katılımıyla meydana gelen reaksiyonlar genel olarak aşağıdakilere indirgenir. Krebs döngüsündeki reaksiyonlardan ve daha az ölçüde glikolizden salınan hidrojen iyonları ve elektronlar, sonuç olarak su oluşturmak üzere oksijene taşınır. Bir dizi birleşik reaksiyonda eş zamanlı olarak salınan enerji, ATP yeniden sentezi için kullanılır. Oksijene elektron transfer zinciri boyunca meydana gelen tüm sürece oksidatif fosforilasyon denir. Solunum zincirinde meydana gelen işlemlerde hücrelere sağlanan oksijenin yaklaşık %90'ı tüketilir ve en büyük miktarda ATP oluşur. Toplamda, oksidatif elektron taşıma sistemi, bir glikojen molekülünden 34 ATP molekülünün oluşumunu sağlar.

Karbonhidratların sindirimi ve emilimi ince bağırsakta gerçekleşir. Karaciğerde glikojene dönüştürülebilen ve kaslarda ve karaciğerde birikebilen glikoza dönüştürülürler ve ayrıca çeşitli organ ve dokular tarafından aktiviteyi sürdürmek için bir enerji kaynağı olarak kullanılırlar. 75 kg vücut ağırlığına sahip, yeterli düzeyde fiziksel uygunluğa sahip sağlıklı bir erkeğin vücudu, kas glikojeni (yaklaşık %80), karaciğer glikojeni (yaklaşık %16-17), kan şeklinde 500-550 g karbonhidrat içerir. 2000 - 2200 kcal mertebesindeki enerji rezervlerine karşılık gelen glikoz (% 3 - 4).

Çeşitli doku ve organların normal çalışmasını sağlamak için gerekli olan kan şekeri seviyesini korumak için karaciğer glikojeni (90 - 100 g) kullanılır. Aerobik nitelikte uzun süreli çalışma ile rezervlerin tükenmesine yol açar kas glikojeni, karaciğer glikojeninin bir kısmı kaslar tarafından kullanılabilir.

Kas ve karaciğer glikojen depolarının, karbonhidrat tüketimini ve ardından karbonhidrat doygunluğunu içeren eğitim ve beslenme manipülasyonlarının etkisi altında önemli ölçüde artabileceği akılda tutulmalıdır. Antrenman ve özel beslenmenin etkisiyle karaciğerdeki glikojen konsantrasyonu 2 kat artabilir. Glikojen miktarındaki artış, sonraki kas çalışması sırasında kullanılabilirliğini ve kullanım oranını artırır.

Uzun süreli fiziksel aktivite ortalama yoğunlukta, karaciğerde glikoz oluşumu, istirahatteki oluşumuna kıyasla 2-3 kat artar. Yorucu uzun süreli çalışma, istirahatte elde edilen verilere kıyasla karaciğerde glikoz üretiminde 7 ila 10 kat artışa neden olabilir.

Yağ rezervlerinden kaynaklanan enerji sağlama sürecinin etkinliği, serbest yağ asitlerinin (FFA) kas hücrelerine yoğun bir şekilde iletilmesini sağlayan yağ dokusundaki lipoliz oranı ve kan akış hızı ile belirlenir. Çalışma maksimum %50-60 VO2 yoğunluğunda yapılırsa, yağ dokusunda maksimum kan akışı olur ve bu da kana maksimum FFA akışına katkıda bulunur. Daha yoğun kas çalışması, kas kan akışının yoğunlaşması ile aynı anda yağ dokusuna giden kan akışının azalması ve sonuç olarak kas dokusuna FFA iletiminin bozulması ile ilişkilidir.

Lipoliz, kas aktivitesi sürecinde ortaya çıksa da, zaten ortalama yoğunluğun 30-40. Sınırlı karbonhidrat kaynaklarının kademeli olarak tükenmesine yol açan çalışmanın daha fazla devam etmesi, FFA'nın oksidasyonundaki bir artışla ilişkilidir; örneğin, ikinci yarının enerji arzı maraton mesafesi koşu veya yol bisikletinde (100 km'den fazla) esas olarak yağ kullanımıyla ilişkilidir.

Lipid oksidasyonundan elde edilen enerjinin kullanılması, yalnızca uzun süreli kas aktivitesi sırasında dayanıklılığın sağlanması için gerçekten önemli olmasına rağmen, %60 VO2max'ı aşan bir yoğunlukla çalışmanın ilk dakikalarından itibaren, SYA'lar triasilgliseritlerden salınır, bunların alımı ve oksidasyonu kasları kasmak. Çalışmaya başladıktan 30 - 40 dakika sonra, FFA tüketim oranı 3 kat, 3 - 4 saatlik çalışmadan sonra - 5 - 6 kat artar.

Trigliseritlerin kas içi kullanımı, aerobik antrenmanın etkisi altında önemli ölçüde artar. Bu adaptif reaksiyon, hem kas triseritlerinden alınan SYA'ların oksidasyonu nedeniyle enerji üretim sürecinin yayılma hızında hem de bunların kas dokusundan kullanımlarındaki artışta kendini gösterir.

Eğitilmiş kas dokusunun eşit derecede önemli bir adaptif etkisi, yağ rezervlerini kullanma yeteneğini arttırmasıdır. Böylece, 12 haftalık bir aerobik eğitimden sonra, çalışan kaslarda trigliseritleri kullanma yeteneği keskin bir şekilde arttı ve %40'a ulaştı.

ATP yeniden sentezi için proteinlerin rolü önemli değildir. Bununla birlikte, birçok amino asidin karbon iskeleti, protein metabolizmasının enerji üretimine katkısının% 5-6'ya ulaşabildiği uzun süreli orta yoğunluklu yükler sırasında kendini gösteren oksidatif metabolizma sürecinde bir enerji yakıtı olarak kullanılabilir. toplam enerji gereksinimi.

Vücuttaki önemli glikoz ve yağ rezervleri ve atmosferik havadan sınırsız oksijen tüketme olasılığı nedeniyle, anaerobik olanlardan daha az güce sahip olan aerobik işlemler uzun süre iş sağlayabilir (yani kapasiteleri çok büyüktür) yüksek verimlilik). Araştırmalar, örneğin maraton koşusunda kas glikojeninin kullanılması nedeniyle kas çalışmasının 80 dakika devam ettiğini gösteriyor. Karaciğer glikojeninden belirli bir miktar enerji mobilize edilebilir. Toplamda bu, maraton mesafesini aşmak için gereken sürenin %75'ini sağlayabilir. Enerjinin geri kalanı yağ asitlerinin oksidasyonundan gelir. Ancak kandan kaslara difüzyon hızları sınırlıdır ve bu da bu asitlerden enerji üretimini sınırlar. FFA oksidasyonunun bir sonucu olarak üretilen enerji, kas çalışmasının yoğunluğunu% 40 - 50 VO2max seviyesinde tutmaya yeterliyken, en güçlü maraton koşucuları olan DTÖ, 80'i aşan bir yoğunlukla mesafeyi kat edebilmektedir - % 90 VO2max, aerobik enerji tedarik sisteminin yüksek düzeyde adaptasyonunu gösterir, bu sadece enerji üretimi için karbonhidratların, yağların, bireysel amino asitlerin ve metabolitlerin kullanımının en uygun kombinasyonunu sağlamaya değil, aynı zamanda ekonomik kullanımına da izin verir. glikojen.

Böylece, glikojenin aerobik oksidasyonunu sağlayan reaksiyonların tamamı aşağıdaki gibidir. İlk aşamada aerobik glikoliz sonucunda pirüvik asit oluşur ve belirli miktarda ATP yeniden sentezlenir. İkincisinde, Krebs döngüsünde, CO2 üretilir ve yine belirli miktarda ATP'nin yeniden sentezi ile hidrojen iyonları (H+) ve elektronlar (e-) elektron taşıma sistemine verilir. Ve sonunda son aşama H+, e- ve oksijenden H2O oluşumu ve aşırı miktarda ATP'nin yeniden sentezi için kullanılan enerjinin serbest bırakılması ile ilişkilidir. ATP yeniden sentezi için yakıt olarak kullanılan yağlar ve proteinler de Krebs döngüsünden ve elektron taşıma sisteminden geçer (Şekil 10).

Pirinç. 10. Aerobik enerji besleme sisteminin işleyişinin şematik gösterimi

Laktat enerji besleme sistemi.

Laktat enerji tedarik sisteminde, oksijen yokluğunda glikoz ve glikojenin parçalanması nedeniyle ATP yeniden sentezi gerçekleşir. Bu süreç genellikle anaerobik glikoliz olarak adlandırılır. Anaerobik glikoliz, alaktik enerji besleme sistemindeki fosfojen parçalanma mekanizmalarından çok daha karmaşık bir kimyasal süreçtir. ATP yeniden sentezi için bir dizi eşleştirilmiş reaksiyonda kullanılan glikoz ve glikojenin laktik aside parçalanmasının bir sonucu olarak bir dizi karmaşık ardışık reaksiyonu içerir (Şekil 2).

Pirinç. 2. Anaerobik glikoliz işleminin şematik gösterimi

1 mol glikozun parçalanması sonucunda 2 mol ATP, 1 mol glikojenin parçalanması ile 3 mol ATP oluşur. Kaslarda ve vücut sıvılarında enerjinin salınmasıyla eş zamanlı olarak, daha sonra laktik aside dönüştürülen pirüvik asit oluşur. Laktik asit, tuzu - laktat oluşumu ile hızla ayrışır.

Glikolitik mekanizmanın yoğun aktivitesinin bir sonucu olarak laktik asit birikmesi, kaslarda büyük miktarda laktat ve hidrojen iyonları (H +) oluşumuna yol açar. Sonuç olarak, tampon sistemlerinin etkisine rağmen, kas pH'ı kademeli olarak 7,1'den 6,9'a ve hatta 6,5 - 6,4'e düşer. 6.9 - 6.8 seviyesinden başlayan hücre içi pH, ATP rezervlerini eski haline getirmek için glikolitik reaksiyonun yoğunluğunu yavaşlatır ve pH 6.5 - 6.4'te glikojenin parçalanması durur. Bu nedenle, anaerobik glikolizde glikojenin parçalanmasını sınırlayan kaslardaki laktik asit konsantrasyonundaki artıştır.

Gücü, operasyonun ilk saniyesinde maksimum performansına ulaşan alaktik enerji besleme sisteminin aksine, glikoliz aktivasyon süreci çok daha yavaş gelişir ve yalnızca 5-10 saniyelik operasyonda yüksek enerji üretimi değerlerine ulaşır. Glikolitik işlemin gücü, kreatin fosfokinaz mekanizmasının gücünden önemli ölçüde daha düşüktür, ancak aerobik oksidasyon sisteminin yeteneklerine kıyasla birkaç kat daha yüksektir. Özellikle, CF'nin parçalanmasından kaynaklanan ATP enerji üretim seviyesi 9–10 mmol/kg d.m./s (ıslak doku ağırlığı) ise, glikoliz bağlandığında, üretilen ATP hacmi 14 mmol/kg'a yükselebilir. d.m.t./s. 3 dakikalık yoğun bir çalışma sırasında her iki ATP yeniden sentezi kaynağının kullanılması nedeniyle kas sistemi bir kişi yaklaşık 370 mmol/kg vücut ağırlığı üretme kapasitesine sahiptir. Aynı zamanda glikoliz, toplam üretimin en az %80'ini oluşturur. Laktat anaerobik sistemin maksimum gücü, 20 - 25 saniyelik çalışma ile kendini gösterir ve 30 - 60 saniyelik ATP resentezinin glikolitik yolu, işin enerji kaynağındaki ana yoldur.

Laktat anaerobik sistemin kapasitesi, 30-90 saniyeye kadar iş yaparken enerji üretimine baskın katılımını sağlar. Daha uzun çalışma ile glikolizin rolü kademeli olarak azalır, ancak daha uzun çalışmalarda bile önemli kalır - 5-6 dakikaya kadar. Glikoliz nedeniyle oluşan toplam enerji miktarı, laktat enerji besleme sisteminin maksimum mobilizasyonunu gerektiren iş yapıldıktan sonra kan laktat göstergeleri ile görsel olarak da tahmin edilebilir. Eğitimsiz kişilerde kandaki sınırlayıcı laktat konsantrasyonu 11 - 12 mmol / l'dir. Antrenmanın etkisi altında laktat sisteminin kapasitesi dramatik bir şekilde artar ve kandaki laktat konsantrasyonu 25 - 30 mmol/l ve üstüne ulaşabilir.

Kadınlarda kanda maksimum enerji oluşumu ve laktat değerleri, aynı spor dalındaki erkeklere göre %30-40 daha düşüktür. Yetişkinlere kıyasla genç sporcular, düşük anaerobik kapasite ile karakterize edilir. İçlerindeki anaerobik doğanın sınırlayıcı yüklerinde kandaki maksimum laktat konsantrasyonu, yetişkin sporculardan 2-3 kat daha düşük olan 10 mmol / kg'ı geçmez.

Böylece laktat anaerobik sistemin adaptif reaksiyonları farklı yönlerde ilerleyebilir. Bunlardan biri, maksimum performansına çok daha hızlı ulaşılmasıyla (15–20 saniyeden 5–8 saniyeye) kendini gösteren glikolitik sürecin hareketliliğindeki artıştır. İkinci reaksiyon, anaerobik glikolitik sistemin gücündeki bir artışla ilişkilidir ve bu, birim zamanda çok daha büyük miktarda enerji üretmesine izin verir. Üçüncü reaksiyon, sistemin kapasitesinde ve tabii ki üretilen toplam enerji hacminde bir artışa indirgenir, bunun sonucunda çalışma süresi artar, esas olarak glikoliz tarafından sağlanır.

Bazı sporlarda yarışmalar sırasında arteriyel kandaki maksimum laktat ve pH değeri Şekil 1'de gösterilmiştir. 3.

Şek. 3. Sporcularda arteriyel kanda maksimum laktat ve pH değerleri çeşitli tipler spor: a - koşu (400, 800 m); B - hızlı koşu buz pateni (500, 1000m); c - kürek çekme (2000 m); g - 100 m yüzme; d - yarış kızağı; e-bisiklet (100 km)
(Eindemann ve Keul, 1977)

Yüksek spor sonuçları elde etmek için laktat anaerobik enerji kaynaklarının rolünün oldukça eksiksiz bir resmini verirler. farklı şekiller anaerobik glikoliz sisteminin spor ve adaptif rezervleri.

Kaslarda maksimum laktat konsantrasyonunu sağlayan optimum çalışma süresini seçerken, süresi 1 ile 6 dakika arasında değişen aşırı yükler kullanıldığında maksimum laktat içeriğinin gözlendiği dikkate alınmalıdır. Çalışma süresindeki artış, kaslardaki laktat konsantrasyonundaki azalma ile ilişkilidir.

Anaerobik kapasiteyi artırmak için en uygun yöntemi seçmek için, maksimum yoğunlukta aralıklı çalışma sırasında laktat birikiminin özelliklerini izlemek önemlidir. Örneğin, bir dakikalık aşırı yükler ve dört dakikalık duraklamalar kan laktatında kalıcı bir artışa (Şekil 4) yol açarken asit-baz durumunu azaltır (Şekil 5).

Pirinç. 4. Aralıklı maksimum egzersiz sırasında kan laktat konsantrasyonundaki değişiklik (%95 yoğunlukta bir dakikalık egzersiz, 4 dakikalık dinlenme dönemleriyle ayrılmış) (Hermansen, Stenswold, 1972)

Pirinç. 5. Aralıklı bir dakikalık maksimum yoğunluktaki yükler sırasında kan pH'ındaki değişiklikler (Hollman, Hettinger, 1980)

Yaklaşık 3 dakikalık duraklamalarla 15 - 20 saniyelik maksimum güç egzersizleri yapılırken benzer bir etki gözlenir (Şekil 6).

Pirinç. 6. Kısa süreli maksimum güç egzersizlerinin tekrarlanan performansı sırasında sporculardaki biyokimyasal değişikliklerin dinamikleri (N. Volkov ve diğerleri, 2000)

Alaktat enerji besleme sistemi.

Bu enerji besleme sistemi en az karmaşık olanıdır, yüksek enerji salma gücü ve kısa etki süresi ile karakterize edilir. Bu sistemde enerji oluşumu, enerji açısından zengin fosfat bileşiklerinin - adenozin trifosfat (ATP) ve kreatin fosfatın (CP) parçalanması nedeniyle oluşur. ATP'nin parçalanması sonucunda üretilen enerji, ilk saniyede iş için enerji sağlama sürecine tamamen dahil edilir. Bununla birlikte, ikinci saniyede, kas liflerinde biriken ve enerji açısından zengin fosfat bileşikleri içeren kreatin fosfat (CP) nedeniyle iş gerçekleştirilir. Bu bileşiklerin parçalanması, yoğun bir enerji salınımına yol açar. CP parçalanmasının son ürünleri kreatin (Cr) ve inorganik fosfattır (Pn). Reaksiyon, kreatin kinaz enzimi tarafından uyarılır ve şematik olarak şöyle görünür:

CF'nin parçalanması sırasında açığa çıkan enerji, ATP yeniden sentez işlemi için kullanılabilir, dolayısıyla bu süreçte ATP'nin hızlı bir şekilde parçalanmasının arkasındadır. kas kasılması ADP ve Fn'den yeniden sentezlenmesi, hemen AP'nin bölünmesi sırasında salınan enerjinin dahil edilmesiyle devam eder:

Alaktik enerji besleme sisteminin başka bir mekanizması, ATP'nin parçalanma hızı yeniden sentezlenme oranını önemli ölçüde aştığında, önemli kas yorgunluğu sırasında aktive olan sözde miyokinaz reaksiyonudur. Miyokinaz reaksiyonu, miyokinaz enzimi tarafından uyarılır ve bir fosfat grubunun bir molekülden diğerine transferinden ve ATP ve adenozin monofosfatın (AMP) oluşumundan oluşur:

Miyokinaz reaksiyonunun bir yan ürünü olan adenozin monofosfat (AMP), son fosfat grubunu içerir ve ATP ve ADP'den farklı olarak enerji kaynağı olarak kullanılamaz. Miyokinaz reaksiyonu, yorgunluk nedeniyle diğer ATP yeniden sentezi yollarının yeteneklerini tükettiği koşullar altında etkinleştirilir.

İş yapma sürecinde CF stokları doldurulamaz. Yeniden sentezi için sadece ATP'nin parçalanması sonucu açığa çıkan enerji kullanılabilir ve bu sadece iş bitiminden sonraki iyileşme döneminde mümkündür.

Çok yüksek bir enerji salınımı oranı ile ayırt edilen alaktat sistemi, aynı zamanda son derece sınırlı bir kapasite ile karakterize edilir. Maksimum alaktik anaerobik güç seviyesi, kaslardaki fosfatların (ATP ve CP) miktarına ve kullanım oranlarına bağlıdır. Sprint antrenmanının etkisi altında alaktik anaerobik güç önemli ölçüde arttırılabilir. Özel eğitimin etkisi altında alaktik anaerobik sistemin gücü %40-80 oranında artırılabilir. Örneğin, koşucularda 8 haftalık sprint eğitimi, istirahat iskelet kası ATP ve CP'de yaklaşık %10 artışla sonuçlandı.

Kaslarda yapılan antrenmanın etkisi altında sadece ATP ve Kf miktarı artmaz, aynı zamanda kas dokusunun bunları parçalama yeteneği de önemli ölçüde artar. Alaktik anaerobik sistemin gücünü belirleyen bir başka uyarlanabilir reaksiyon, özellikle kreatin fosfokinaz ve miyokinaz olmak üzere enzimlerin aktivitesindeki artışa bağlı olarak fosfat yeniden sentezinin hızlanmasıdır.

Eğitimin etkisi altında, alaktik anaerobik enerji tedarik sisteminin maksimum kapasitesinin göstergeleri de önemli ölçüde artar. Hedeflenen uzun süreli eğitimin etkisi altındaki alaktik anaerobik sistemin kapasitesi 2,5 kat artabilir. Bu, maksimum alaktik O2-borç göstergeleriyle doğrulanır: acemi sporcular için 21,5 ml/kg'dır, birinci sınıf sporcular için 54,5 ml/kg'a ulaşabilir.

Alaktik enerji sisteminin kapasitesindeki bir artış, maksimum yoğunluktaki çalışma süresinde de kendini gösterir. Yani spor yapmayan kişilerde laktat gücü maksimumdur. anaerobik süreç, işe başladıktan sonra 0,5 - 0,7 s içinde ulaşılır, en fazla 7 - 10 s tutulabilir, ardından sprint disiplinlerinde uzmanlaşmış birinci sınıf sporcular için 15 - 20 s kendini gösterebilir. Aynı zamanda, uzun bir çalışma süresine, yüksek enerjili fosfatların yüksek oranda ayrışması ve yeniden sentezlenmesinden kaynaklanan önemli ölçüde daha büyük gücü eşlik eder.

Erkeklerde ve kadınlarda ATP ve CF konsantrasyonu hemen hemen aynıdır - yaklaşık 4 mmol/kg ATP ve 16 mmol/kg CF. Bununla birlikte, kas aktivitesinde kullanılabilen toplam fosfojen miktarı, toplam hacimdeki büyük farklılıklar nedeniyle erkeklerde kadınlardan önemli ölçüde daha fazladır. iskelet kasları. Doğal olarak, erkekler alaktik anaerobik enerji sağlama sisteminin çok daha büyük bir kapasitesine sahiptir.

Sonuç olarak, şunu belirtmek gerekir ki; yüksek seviye alaktik anaerobik performans, düşük aerobik kapasiteye, uzun süreli çalışma için dayanıklılığa sahip olma eğilimindedir. Aynı zamanda, uzun mesafe koşucularında, alaktik anaerobik yetenekler sadece sprinterlerinkiyle karşılaştırılamaz, aynı zamanda atlet olmayanlarda kaydedilenlerden genellikle daha düşüktür.

Kas aktivitesi için enerji besleme sistemlerinin genel özellikleri

Enerji, bildiğiniz gibi, doğanın tüm fenomenlerini, maddenin farklı hareket biçimlerini birbirine bağlayan genel bir nicel ölçüdür. Kas aktivitesi ile ilgili olarak çeşitli fiziksel işlemlerde (termal, mekanik, kimyasal vb.) Üretilen ve kullanılan tüm enerji türleri arasında, asıl dikkat kaynağı gıda olan vücudun kimyasal enerjisine odaklanmalıdır. mekanik enerjiye dönüştürülmesidir. motor aktivitesi kişi.

Gıdaların parçalanması sırasında açığa çıkan enerji, vücutta biriken adenozin trifosfat (ATP) üretmek için kullanılır. Kas hücreleri ve kas kasılmasının mekanik enerjisinin üretimi için bir tür yakıttır.

Kas kasılması için gereken enerji, adenozin trifosfatın (ATP) adenozin difosfata (ADP) ve inorganik fosfata (P) parçalanmasından gelir. Kaslardaki ATP miktarı azdır ve sadece 1-2 sn yüksek yoğunluklu çalışmayı sağlamak için yeterlidir. Çalışmaya devam etmek için, üç tip enerji açığa çıkaran reaksiyonlar nedeniyle üretilen ATP'nin yeniden sentezi gereklidir. Kaslardaki ATP rezervlerinin yenilenmesi, tam teşekküllü bir kas kasılması için gerekli olan sabit bir konsantrasyon seviyesini korumanıza izin verir.

ATP resentezi, hem anaerobik hem de aerobik reaksiyonlarda, enerji kaynağı olarak kreatin fosfat (CP) ve ADP rezervlerinin katılımıyla sağlanır. kas dokusu yanı sıra enerji açısından zengin substratlar (kas ve karaciğer glikojeni, lipoz doku rezervleri, vb.). Kaslara enerji sağlanmasına yol açan kimyasal reaksiyonlar üç enerji sisteminde gerçekleşir: 1) anaerobik laktat, 2) anaerobik laktat (glikolitik), 3) aerobik.

İlk iki sistemde enerji oluşumu, oksijen varlığını gerektirmeyen kimyasal reaksiyonlar sürecinde gerçekleştirilir. Üçüncü sistem, oksijenin katılımıyla meydana gelen oksidasyon reaksiyonlarının bir sonucu olarak kas aktivitesinin enerji arzını sağlar. Bu sistemlerin her birinin kas aktivitesinin enerji kaynağındaki anahtarlama sırası ve nicel oranlar hakkındaki en genel fikirler, şekil 2'de gösterilmektedir. 1.

Bu enerji sistemlerinin her birinin yetenekleri, güç, yani metabolik süreçlerde enerji salınım hızı ve substrat fonlarının kullanımının boyutu ve verimliliği ile belirlenen kapasite ile belirlenir.

Pirinç. 1. Çeşitli enerji sistemlerinde (şema) kalifiye sporcularda kas aktivitesinin enerji sağlama süreçlerinin sırası ve nicel oranları: 1 - alaktik; 2 - laktat; 3 - aerobik

(E.S. Grigorovich'e göre, V.A. Pereverzeva, 2008)

3.1. Kas çalışması sırasında insan vücudunun enerji sağlama mekanizmaları

Herhangi bir kas aktivitesi, doğrudan kaynağı olan enerjinin kullanımı ile ilişkilidir. ATP (adenozin trifosforik asit). ATP'ye evrensel enerji kaynağı denir. Diğer tüm enerji süreçleri, seviyesini çoğaltmayı ve korumayı amaçlar.

Kas çalışması sırasında ATP, bölündüğü oranda geri yüklenir. ATP geri kazanımı iki şekilde gerçekleştirilebilir - anaerobik(oksijensiz reaksiyon sırasında) ve aerobik(farklı seviyelerde oksijen tüketimi ile) özel bir enerji maddesinin katılımıyla Kreatin fosfat. ATP yeniden sentezi için hazır kreatin fosfat, yalnızca 10-15 saniyelik güçlü çalışma için yeterlidir. Bu koşullar altında, akut oksijen eksikliği ile ATP yeniden sentezi meydana gelir (örneğin, bu nedenle 800 m'yi sürat hızında koşmak imkansızdır). Çok yüksek yoğunluklu kas çalışması, akut oksijen eksikliği sırasında ATP yeniden sentezi meydana geldiğinde anaerobik modda gerçekleştirilir. Bu durumda vücut, süreci kullanarak iş için ATP üretir. glikoliz- ATP'nin yeniden sentezinin tekrar meydana geldiği ve nihai asidik ürünlerin oluştuğu hidrokarbonların dönüşümü - laktik (laktat) ve pirüvik asitler.

Glikoliz 2-4 dakika içerisinde vücudun etkinliğini sağlar yani kreatinofat mekanizması ve glikoliz çok az enerji sağlar.

Kaslardaki yüksek fonksiyonel gerilim ile, enerji ile doymuş karbonhidratların (glikojen ve fosfat - kreatin fosfat) içeriği azalır, kandaki glikoz seviyesi ve karaciğerdeki glikojen azalır. Yük uzarsa, enerji kaynağı salınım yoğunluğunu artırarak yenilenir. yağ asitleri yağ dokusundan ve bunların kaslardaki oksidasyonundan.

aerobik mekanizma(vücudun oksijen ihtiyacı tamamen karşılandığında) kreatin fosfat oluşumu ve ATP yeniden sentezi ile besinlerin oksidasyonu en verimli olanıdır ve birkaç saat boyunca insan performansı sağlayabilir. Bu koşullar altında vücut, glikolize göre birçok kez daha fazla ATP enerjisi üretir.

Unutulmamalıdır ki hücrelerde karbonhidratların, yağların, organik asitlerin ve son olarak proteinlerin ATP yeniden sentezi yolundaki tüm dönüşümleri hücrede gerçekleşir. mitokondri. Normal koşullar altında, mitokondrinin bir kısmı çalışır, ancak kasların enerji talebi arttıkça, makro enerji bileşiklerinin yeniden sentezlenmesi sürecinde giderek daha fazla "trafo merkezi" açılır.

Bir kişinin ATP'yi yeniden sentezleme yeteneği, her seviyenin gücü ve kapasitesi bireyseldir, ancak tüm seviyelerin aralığı eğitim yoluyla genişletilebilir. İstekler artarsa hücrelerdeki mitokondri sayısı artar ve daha da fazla taleple birlikte yenilenme hızları artar. Bu işlem, oksijenin oksidatif işlemlerde kullanılma olasılığını ve yağların büyük miktarlarda oksidasyonunu arttırır.

Protein, kas liflerinde (özellikle kırmızı - yavaş olanlarda) oksijen seviyesinin korunmasında önemli bir rol oynar. miyoglobin, demir içerir ve yapı ve işlev olarak hemoglobine benzer.

Örnek:

70 kg ağırlığındaki foklarda 2530 ml oksijen miyoglobine bağlanır ve bu da 14 dakikaya kadar su altında kalmasını sağlar. Aynı kilodaki bir kişide 335 ml oksijen miyoglobine bağlıdır.

Fiziksel aktivite gerçekleştirirken, vücudun enerji sağlayan yüksek düzeyde oksidatif süreçleri sürdürmek için çalışan kaslara yeterli oksijen sağlaması gerekir. Yani başta çalışan organlarda olmak üzere akciğerlerin havalanmasını artırmak ve hacimsel kan akış hızını artırmak için kardiyorespiratuar sistemin çalışmasını yeniden düzenlemek gerekir ( iskelet kasları, kalp vb.) enerji ihtiyaçlarını en iyi şekilde karşılamak için. Bu nedenle, eğitimli bireylerde, kalbin yüke adaptasyonu büyük ölçüde atım hacmindeki artışa bağlı olarak ve daha az ölçüde kalp atış hızındaki (HR) artışa bağlı olarak gerçekleşir.

Herhangi bir kas çalışması enerji gerektirir. Gerilme sırasında harcanan mekanik enerjiyi kas, kendi kimyasal enerji rezervlerinden alır. Karmaşık biyokimyasal reaksiyonlar sonucunda açığa çıkan enerji, ince protein liflerine iletilir ( kas lifleri), konumlarını değiştirmelerine, birbirlerine bağlanmalarına ve kısalmalarına neden olur. Böylece kas kısalarak eklemde hareket üretir.

Kas çalışması için gerekli olan ve biyokimyasal tepkimeler sonucu oluşan enerjinin kullanım esasına dayanır. üç tip enerji oluşumu: 1) aerobik, 2) anaerobik-glikolitik, 3) anaerobik-alaktat. Kas çalışmasının performansındaki biyoenerji maddeleri (yakıt) karbonhidratlar, yağlar ve kreatin fosfattır. Proteinler, öncelikle yeni hücreler için bir yapı malzemesi olarak vücut için gereklidir.

içinden geçen besinler gastrointestinal sistem, kan tarafından emilir ve "depo odalarına" gönderilir. "Düşük oktanlı yakıt" olarak değerlendirilebilecek yağlar, esas olarak deri altı dokularda birikir, Karbonhidratlar (glikojen) - yüksek oktanlı yakıt, kaslarda ve karaciğerde birikir.

Yapılan işin gücü küçük (orta) ise, çalışan kaslar için enerji, solunan oksijen yardımıyla karbonhidratların ve yağların yanmasıyla (oksidasyon) oluşur. Yanma sonucunda kasların çalışması için gerekli olan enerji açığa çıkar ve yan ürünler oluşur - karbondioksit ve su.

İşin gücü çok daha yüksekse (büyük veya maksimum altı), o zaman karbonhidratların (glikojen) yanması sırasında açığa çıkan enerji yeterli olmayacaktır ve bu nedenle bu tür işler için gerekli enerji glikojenin parçalanmasıyla (oksijenin katılımı olmadan) oluşturulur. . Kasta iki biyokimyasal reaksiyon mekanizması olduğunu söyleyebiliriz - yanma ve parçalanma.

Yanma (oksidasyon) mekanizması

Karbonhidratların ve yağların yanma mekanizması, aerobik bir enerji üretim süreci (aerobik - oksijenin katılımıyla) olarak adlandırılabilir. Aerobik süreçlerin konuşlandırılması kademeli olarak gerçekleşir, bu süreç çalışmaya başladıktan 1-2 dakika sonra maksimuma ulaşır. Kan yoluyla taşınan enerji, karbondioksit CO2 ve su H2O üreten karbonhidratların ve yağların tam bir yanması vardır.

Karbonhidratlar ve yağlar + oksijen → yanma = enerji + karbondioksit + su.

Yanmanın (oksidasyon) gerçekleşmesi için “yakıt”a (karbonhidratlar ve yağlar) ek olarak kaslara ve dokulara sürekli oksijen verilmesi ve “çürüme” ürünlerinden (su ve karbondioksit) arındırılması gerekir. Bu maddeler kanda taşınır. Kaslar ne kadar çok oksijen alırsa o kadar çok enerji üretilebilir ve o kadar yoğun iş yapılabilir. Bu nedenle aerobik kapasite solunum ve kardiyovasküler sistemler. Yakıt bittiğinde yorgunluk başlar. Bu şartlar altında kas ortamı sabit kalır ve 2-3 saat veya daha fazla çalışabilirsiniz. Yanma mekanizması (oksidasyon), uzun süreli düşük yoğunluklu ve orta yoğunluklu çalışma sırasında (ve dinlenme halindeyken) baskın enerji kaynağıdır.

Tablo numarası 2. Rekabetçi mesafenin süresi ile aerobik yetenekleri karakterize eden çeşitli vücut sistemlerinin fonksiyonel aktivitesi arasındaki ilişki.

Bölünme mekanizması (anaerobik - oksijenin katılımı olmadan).

İnsan vücudundaki biyoenerjik maddelerin parçalanma mekanizması iki şekilde gerçekleşir: 1) kaslardaki glikojenin parçalanması - anaerobik-glikolitik mekanizma; 2) ayrıca kas - anaerobik-alaktat mekanizmasında bulunan kreatin fosfatın (CrF) parçalanması.

Anaerobik-glikolitik mekanizma. Enerjinin serbest bırakılması, kasta bulunan glikojenin (daha karmaşık bir karbonhidrat formu) anında parçalanması nedeniyle oluşur.

glikojen→ parçalanma = Enerji + laktik asit (laktat).

Bu mekanizma, aerobik mekanizmadan birim zamanda çok daha fazla enerji sağlar ve bir süre ile maksimal altı güç çalışmasını gerçekleştirirken kullanılır. bireysel egzersiz 30 saniyeden 2-3 dakikaya. Bir elektrik pilinin boşalmasına benzetilebilecek bu mekanizmanın avantajı, kasın kendisinde yer alması ve anında kullanılmasıdır. Dezavantajı, çalışan kaslarda birikmesidir. çok sayıda laktik asittir ve asidik ortamın etkileriyle baş etmeleri zorlaşır.

Tablo numarası 3. Anaerobik-glikolitik yetenekleri karakterize eden, rekabetçi mesafenin süresi ile çeşitli vücut sistemlerinin fonksiyonel aktivitesi arasındaki ilişki.

Anaerobik-alaktat mekanizması.

ile egzersiz yapmak azami hız(güç) birim zamanda en fazla enerjiyi serbest bırakan, ancak kısa bir süre için (en fazla 15-20 saniye) hareket eden bir mekanizmaya ihtiyaç vardır. Böyle bir mekanizma anaerobik-alaktattır (kreatin fosfat).

Kreatin Fosfat (CrF)→ döküm = Enerji + Kreatin (Cr.).

Tablo numarası 4. Rekabetçi mesafenin süresi ile anaerobik-alaktat yeteneklerini karakterize eden çeşitli vücut sistemlerinin fonksiyonel aktivitesi arasındaki ilişki.