Меню

Биохимические процессы во время силовых тренировок

Биохимические процессы в мышцах во время работы и восстановления

В сложных биохимических процессах, происходящих в мышечной ткани при переходе человека от покоя к работе, можно отметить ряд последовательных ступеней. Так как в начале работы не происходит увеличения окислительных процессов, потребление кислорода может увеличиваться неодновременно с выполняемой работой. При работе и соответствующих мышечных сокращениях биохимические процессы последовательно проходят две фазы (см. стр. 70): анаэробную и аэробную. Во время анаэробной фазы в мышечной ткани и крови накапливается молочная кислота. Во время аэробной фазы она удаляется. Часть ее окисляется до конечных продуктов — углекислоты и воды, остальная же молочная кислота вновь синтезируется в гликоген за счет энергии, образовавшейся при окислительных процессах.

Таким образом, удаление молочной кислоты при участии окислительных процессов и потребление кислорода представляют основное содержание второй, аэробной фазы мышечной работы. Соответственно этому в начале работы дыхание и кровообращение постепенно усиливаются. Работа в течение первых нескольких минут происходит при недостаточном притоке к мышцам кислорода. В результате большая часть образующейся молочной кислоты не успевает окисляться или вновь синтезироваться в гликоген и накапливается в мышечной ткани.

То количество кислорода, которое необходимо для полного окисления всех продуктов, образующихся за 1 мин, называется кислородным запросом или кислородной потребностью. Разница между величиной кислородного запроса и количеством кислорода, фактически доставляемого работающим мышцам, называется кислородным долгом.

В начале работы в течение нескольких минут, когда преобладают процессы, связанные с накоплением в мышце молочной кислоты, и поступающий с кровью кислород не успевает устранить накопляющуюся молочную кислоту, кислородный долг растет. Но через некоторое время (2—4 мин) в результате поступающих в нервную систему раздражений от совершаемых мышечных движений и от накопления в крови молочной кислоты и углекислоты деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем усиливается и организм получает все необходимое количество кислорода для окисления образующихся продуктов. Таким образом прекращается накопление продуктов распада, достигается состояние равновесия между накоплением продуктов распада и их устранением через окисление. После окончания работы в течение некоторого времени наблюдается повышенное потребление кислорода, который расходуется на окисление оставшихся продуктов распада. По мере устранения этих продуктов потребление кислорода уменьшается, возвращаясь к исходному уровню, т. е. к уровню, который был до работы.

Возвращение потребления кислорода к исходному уровню называется восстановлением газообмена; соответствующий отрезок времени носит название восстановительного периода.

Устойчивое состояние газообмена может сохраняться только в том случае, если величина кислородного запроса не выходит за пределы функциональных возможностей организма. Максимальное количество кислорода, которое может потребить взрослый человек в минуту, составляет около 3 л; у хорошо тренированных лиц оно может достигать 4—5 л. Тяжелая физическая работа, требующая больше 5 л кислорода в минуту, характеризуется отсутствием устойчивого состояния газообмена. При этом работа должна часто прекращаться из-за быстрого накопления в крови продуктов рабочего обмена и недостатка кислорода для их окисления (т. е. быстрого накопления кислородного долга).

На рис. 23 схематически представлены соотношения между кислородным запросом, кислородным долгом и потреблением кислорода во время работы и восстановления газообмена. По горизонтальной оси нанесено время в любых единицах (например, в минутах), по вертикали — потребление кислорода за минуту работы в литрах. В левой части рисунка изображен ход потребления кислорода при работе средней тяжести. Уровень потребления кислорода, соответствующий линии АД,— основной обмен. С переходом от покоя к работе потребление кислорода постепенно увеличивается, пока в точке Б не достигнет величины, достаточной для устранения всей вновь образующейся при данной работе молочной кислоты. Кислород, требующийся для окисления того количества молочной кислоты, которое осталось неустраненным в течение отрезка времени от момента А до момента Б, составляет кислородный долг, который погашается после прекращения работы (в точке В). Кислородный долг в правой части рисунка изображается площадью АБ1БВ, равной площади ДВД1.

Читайте также:  Твой тренер круговая тренировка

При достижении устойчивого состояния кислородный долг не возрастает, независимо от продолжительности работы.

В правой части рисунка изображен ход потребления кислорода во время очень тяжелой работы, при которой в каждую минуту образуется молочной кислоты значительно больше, чем может быть устранено с помощью предельного количества поглощенного кислорода. В этих условиях кислородный долг все время растет и в организме (в крови и в мышцах) накапливается большое количество молочной кислоты. Увеличенное содержание молочной кислоты в тканях и в крови неблагоприятно сказывается на физиологических процессах. Это затрудняет работу мышц и снижает работоспособность человека.

После накопления определенного количества молочной кислоты и образования значительного кислородного долга работа прекращается. Кислородный долг покрывается во время восстановления (в период от момента В до момента Д1). Если бы организм не обладал способностью восполнять необходимую энергию и ликвидировать избыток накопившихся продуктов рабочего обмена путем повышенного потребления кислорода в период восстановления, то для человека была бы невозможней работа, требующая очень большого физического напряжения.

Источник

Биохимические изменения в мышцах при физической нагрузке

Общие изменения в организме при физической нагрузке

ТЕМА 13. БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ РАБОТЕ РАЗЛИЧНОГО ХАРАКТЕРА. БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ УТОМЛЕНИИ.

Биохимические изменения при мышечной деятельности происходят не только в работающих мышцах, но и во многих органах и тканях. Уже в предстартовом состоянии активируются железы внутренней секреции, активируется симпатическая нервная система, увеличивается выброс адреналина в кровь. Активация симпатической нервной системы и адреналина приводит к увеличению частоты сердечных сокращений и обмена циркулирующей крови. Увеличение в крови содержания молочной кислоты, углекислоты, усиление выброса катионов калия и выделение ацетилхолина расширяет стенки капилляров в мышцах. Адреналин сужает капилляры внутренних органов. С началом мышечной работы происходит перераспределение кровотока в организме и улучшение кровоснабжения работающих мышц. Адреналин расслабляет гладкие мышцы бронхов, облегчая газообмен. Все эти изменения увеличивают доставку кислорода к работающим мышцам и улучшению их работоспособности.

В процессе физической работы изменяется скорость энергетического обмена в сердечной мышце. В состоянии относительного покоя основным источником энергии для миокарда являются жирные кислоты, кетоновые тела, глюкоза. При напряженной физической работе миокард начинает окислять лактат, поэтому запас гликогена в нем почти не расходуется.

В головном мозге во время мышечной деятельности усиливается энергообмен, что выражается в повышении потребления глюкозы и кислорода, повышении скорости обновления гликогена и фосфолипидов, усилении распада белков и накоплении аммиака. При очень продолжительной работе может снижаться запас макроэргов, что вызывает утомление.

Мышечная работа вызывает изменение содержания в крови белков и продуктов их распада. Отмечается увеличение содержания белков в плазме крови (белков-ферментов) за счет их выхода из работающих мышц, изменяется соотношение между различными белками крови, увеличивается количество продуктов распада белков – аминокислот, поступающих из мышечных клеток и печени аммиака и мочевины.

Читайте также:  Как лечить мышцы после тренировки

При переходе от состояния покоя к интенсивной мышечной деятельности изменяются многие биохимические показатели в крови, в первую очередь, во много раз возрастает потребность в кислороде, которая сразу не может быть удовлетворена. Поэтому вначале включаются неаэробные механизмы ресинтеза АТФ. Уменьшение концентрации АТФ смещает равновесие креатинфосфокиназной реакции вправо: используется креатинфосфат. Затем включается гликолиз. Системе окислительного фосфорилирования необходима для запуска 1 минута. Это пусковая фаза мышечной работы.

Дальше изменения метаболизма зависят от интенсивности мышечной работы:

а) если мышечная работа длительная, но небольшой интенсивности, то в дальнейшем клетка получает энергию путем окислительного фосфорилирования — это работа в «аэробной зоне“ ;

б) если мышечная работа субмаксимальной интенсивности, то — дополнительно к окислительному фосфорилированию включается гликолиз — это наиболее тяжелая мышечная работа — возникает “кислородная задолженность”, это — работа «в смешанной зоне”;

в) если мышечная работа максимальной интенсивности, но непродолжительная, то механизм окислительного фосфорилирования не успевает включаться. Работа идет исключительно за счет гликолиза. После окончания максимальной нагрузки лактат поступает из крови в печень, где идут реакции глюконеогенеза, или лактат превращается в пируват, который дальше окисляется в митохондриях. Для окисления пирувата нужен кислород, поэтому после мышечной работы максимальной и субмаксимальной интенсивности потребление кислорода мышечными клетками повышено — возвращается кислородная задолженность (долг).

Таким образом, энергетическое обеспечение разных видов мышечной работы различно. Поэтому существует специализация мышц, причем обеспечение энергией у разных мышечных клеток принципиально различается: есть «красные» мышцы и «белые» мышцы.

Красные мышцы — “медленные” оксидативные мышцы. Они имеют хорошее кровоснабжение, много митохондрий, высокая активность ферментов окислительного фосфорилирования. Предназначены для работы в аэробном режиме. Например, такие мышцы служат для поддержания тела в определенном положении (позы, осанка).

Белые мышцы — “быстрые”, гликолитические. В них много гликогена, у них слабое кровоснабжение, высока активность ферментов гликолиза, креатинфосфокиназы, миокиназы. Они обеспечивают работу максимальной мощности, но кратковременную.

У человека нет специализированных мышц, но есть специализированные волокна: в мышцах-разгибателях больше «белых» волокон, в мышцах спины больше «красных» волокон.

Существует наследственная предрасположенность к мышечной работе — у одних людей больше «быстрых» мышечных волокон — им рекомендуется заниматься теми видами спорта, где мышечная работа максимальной интенсивности, но кратковременная (тяжелая атлетика, бег на короткие дистанции и т.п.). Люди, в мышцах которых больше «красных» («медленных») мышечных волокон, наибольших успехов добиваются в тех видах спорта, где необходима длительная мышечная работа средней интенсивности, например, марафонский бег (дистанция 40 км). Для определения пригодности человека к определенному типу мышечных нагрузок используется пункционная биопсия мышц.

В результате скоростных тренировок (bodybuilding) утолщаются миофибриллы, кровоснабжение возрастает, но непропорционально увеличению массы мышечных волокон, количество актина и миозина возрастает, увеличивается активность ферментов гликолиза и креатинфосфокиназы. Более полезны для организма тренировки «на выносливость». При этом мышечная масса не увеличивается, но увеличивается количество миоглобина, митохондрий.

Источник

Что происходит в организме во время и после тренировки?

Вопрос: Уважаемый Виктор! У меня вопрос по физиологии фитнеса.

Читайте также:  Программа тренировок для похудения на скакалке

Не могли бы Вы коротко описать физиологические процессы до тренировки и после, во время восстановления и во время тренинга, энергообеспечение мышц.

От чего бывает застой и как надо заниматься, чтобы не было перетренированности?

Еще меня интересует, можно ли совмещать креатин и аэробику?
Спасибо.

Ответ: До тренировки не происходит ничего, если Вы не приняли какие-либо стимулирующие нервную систему препараты на основе кофеина.

Если приняли, то в зависимости от дозы слегка повышается давление, учащается пульс, высвобождаются эпинефрин и норэпинефрин (стимуляторы мозговой деятельности). Вы как бы будите свой организм, готовя его к нагрузкам.

Кофеин не дает Вам энергию, он просто заставляет организм ее усиленно использовать. Поэтому источник энергии уже должен быть в Вашем организме — перед тренировкой нужно загрузиться сложными углеводами (кашами, гарнирами). Если этого не сделать, то организм заберется в собственные запасы — и это не жир, а мышцы.

С началом тренировки Вы продолжаете разогреваться в разминочных подходах, повышается температура тела, Вы начинаете потеть, в суставах высвобождается синовиальная жидкость (смазка), усиливается приток крови к работающим мышцам, неся к ним аминокислоты и другие нутриенты.

Усиливается высвобождение анаболических гормонов — гормона роста, тестостерона, инсулиноподобного фактора роста 1 и других.

Дойдя до последних повторений в каждом сете, Вы немножко повреждаете мышечные волокна, заставляя их выполнить больше работы, чем они привыкли — это и есть цель правильной тренировки с целью увеличения мышц.

После тренировки , для лечения микротравм мышечных волокон, организм инициирует в них воспаление, направляет туда кровь и воды, локально повышает температуру.

Происходит некоторое воспаление — это послетренировочная мышечная болезненность. Различные компоненты крови приступают к расчистке поврежденных волокон, унося из них мертвые клетки и выводя побочные продукты метаболизма.

Как только этот процесс заканчивается, организм при помощи все тех же анаболических гормонов, а также протеина, углеводов, витаминов и других нутриентов, которые Вы ему дает в виде усиленного питания, чуть увеличивает размеры мышечных волокон для того, чтобы подготовить мышцы к предстоящей нагрузке, подобной той, что Вы уже дали на прошедшей тренировки. Это и есть рост силы и размеров мышц.

По поводу гиперплазии (увеличения числа мышечных волокон) ученые спорят, но предполагается, что у опытных атлетов происходит и этот процесс — увеличиваются не только размеры мышечных волокон, но и их количество .

Чтобы постоянно расти, Вы должны всегда давать организму возможность закончить восстановление и произвести рост мышечных волокон и только потом давать повторную нагрузку на данную мышцу.

Теоретически, если Вы будете постоянно увеличивать тренировочные нагрузки, полностью восстанавливаться после них, а затем отводить еще некоторое время на сверхкомпенсацию ( мышечный рост ), то застоев быть не должно. Хотя в реальной жизни это не всегда получается.

Застой — это результат или недоработки в спортзале, или переработки (перетренированности), а рост определяет множество различных факторов, из которых я перечислил лишь основные.

Креатин вполне совместим с любой физической активностью, в том числе и аэробной. В числе прочего он увеличивает запасы фосфокреатина в мышцах, а это один из видов топлива для физической активности.

Источник

Adblock
detector