Читать интересную книгу Теория и методика оздоровительной физической культуры - Татьяна Андрюхина

Расщепление АТФ происходит с большой скоростью. АТФ дефосфорилируется благодаря ферментативному действию миозина и превращается в аденозиндифосфорную кислоту (АДФ), а затем при потере еще одной группы фосфорной кислоты – в адениловую кислоту. Энергия расходуется для сокращения мышц. Так как АТФ расходуется, то длительная мышечная работа невозможна без восстановления (ресинтеза) АТФ.

Ресинтез АТФ происходит за счет энергии, которая освобождается при втором, более медленном процессе дефосфорилирования креатинфосфорной кислоты на креатин и фосфорную кислоту:

2. Креатинфосфат → креатин + Н3РO4 + 10, 5 тыс. ккал → ресинтез АТФ

За счет этой энергии могут быть выполнены интенсивные, но не продолжительные нагрузки – от 20–30 с до 1–2 мин (бег на 100 м). При более длительных нагрузках происходит расщепление углеводов:

3. Гликолиз → глюкозофосфат → 2 молекулы молочной кислоты + Q (гликогемолиз)

В результате этой реакции происходит распад глюкозы и расщепление глюкозофосфата до молочной кислоты с выделением энергии, которая идет на ресинтез АТФ и креатинфосфата.

Для дальнейших реакций необходимо наличие кислорода – начинается аэробная фаза, во время которой происходит распад молочной кислоты до углекислого газа (СО2) и воды (Н2О):

4. Молочная кислота → СО2 + H2O + 700 ккал

Освободившаяся энергия идет на ресинтез молочной кислоты до глюкозы и гликогена, а также – на восстановление АТФ и креатинфосфорной кислоты.

Запас АТФ в скелетных мышцах обеспечивает всего лишь 10 одиночных сокращений. При максимальном мышечном сокращении имеющихся в тканях запасов АТФ достаточно только на одну секунду. Энергия креатинфосфата, концентрация которого в 3–8 раз больше, чем АТФ, может поддержать такое сокращение в течение еще нескольких секунд. При максимальном сокращении на протяжении нескольких секунд абсолютно необходим анаэробный гликолиз, в котором используются запасы гликогена. Ресинтез гликогена из образующейся при этом молочной кислоты возможен лишь в аэробных условиях, поэтому при работе мышц так необходим кислород. При его отсутствии нарушается ресинтез гликогена и запасы углеводов быстро истощаются. Процесс расслабления мышцы связан с обратным поступлением Са2+ в саркоплазматический ретикулум [59].

Таким образом, механизм мышечного сокращения сопряжен с расходованием энергетических ресурсов. Истощение данных ресурсов приводит к проявлению ряда специфических физиологических состояний организма, о чем речь пойдет далее.

? Контрольные вопросы и задания

1. Расскажите о строении сократительного аппарата мышц.

2. Раскройте механизм мышечного сокращения.

3. Дайте общую характеристику механизмам потребления энергии при мышечном сокращении.

2.4. Физиологические состояния при занятиях физическими упражнениями

В тренировочной деятельности можно выделить три основные периода: предстартовый, основной (рабочий) и восстановительный [38, 51, 80 и др.].

Предстартовое состояние характеризуется функциональными изменениями, предшествующими началу работы (выполнению физических упражнений). Различают раннее предстартовое состояние, собственно, стартовое состояние и разминку. По своей природе предстартовое состояние – это условно-рефлекторные реакции, готовящие организм к предстоящей работе, ускоряющие процессы врабатывания. Данные изменения связаны с активацией лимбической и симпатоадреналовой систем, повышением в крови катехоламинов (адреналина и норадреналина), глюкозы крови. Кислородтранспортная система (КТС) в этот период приходит в динамику в результате второсигнальных раздражителей, эмоциональных реакций.

В зависимости от поставленной задачи, изменений физиологических функций и эмоционального статуса предстартовое состояние проявляется в трех видах: предстартовой готовности (умеренном эмоциональном возбуждении), лихорадке (возбуждении) и апатии (угнетении) [51, 80].

Занятиям физической культурой должна предшествовать разминка (общая или специальная), т. е. физические упражнения, которые являются вводными к тренировкам и соревнованиям и оптимизируют функциональное состояние организма. Они усиливают возбудимость сенсорных, моторных и вегетативных нервных центров, деятельность желез внутренней секреции; всех звеньев КТС; обеспечивают повышение температуры тела, снижение вязкости мышц, повышение скорости их сокращения, усиление диссоциации оксигемоглобина. В отличие от общей разминки, сопровождающейся перечисленными эффектами, специальная разминка по своему характеру ближе к предстоящей тренировочной деятельности.

В рабочем периоде различают быстрые изменения функционального состояния организма, определяемые как состояние врабатывания и следующий за ним относительно устойчивый период (устойчивое состояние), характеризующийся медленными изменениями основных физиологических функций.

Врабатывание – это начальный период работы, связанный с настройкой нервной и эндокринной систем, достижением требуемого уровня вегетативных функций, формированием стереотипа движений. Особенностями врабатывания являются замедленность и неодновременность (гетерохронизм) «включения» систем и органов в работу. Присутствует прямая зависимость между интенсивностью работы и скоростью изменения физиологических функций в условиях кислородного дефицита.

При интенсивной работе для начального периода врабатывания характерно состояние «мертвой точки» (тошнота, одышка, головокружение, ощущение пульсации сосудов головного мозга, боли в мышцах), которое сменяется при наличии волевых усилий появлением чувства облегчения, «второго дыхания» [51].

После врабатывания при выполнении упражнений большой и умеренной мощности в организме занимающегося возникает устойчивое состояние, которое продолжается от момента завершения врабатывания до начала утомления.

Выделяют два вида устойчивого состояния:

1) ложное устойчивое состояние (при выполнении работ большой и субмаксимальной мощности), когда занимающийся достигает уровня максимального потребления кислорода (МПК), но это потребление не покрывает высокого кислородного запроса и образуется значительный кислородный долг;

2) истинное устойчивое состояние, которое возникает при выполнении работ умеренной мощности, когда потребление кислорода соответствует кислородному запросу и кислородный долг почти не образуется [51].

При выполнении анаэробных упражнений максимальной мощности рабочий период нельзя выделить, упражнения выполняются в состоянии врабатывания. От особенностей рабочего периода зависит скорость и глубина наступления утомления и процессов восстановления.

В процессе тренировочной деятельности возникает утомление – функциональное состояние организма, вызванное физической или умственной нагрузкой, проявляющееся в снижении работоспособности, невозможности выполнять дальнейшую работу на требуемом уровне интенсивности, что ведет к чувству усталости и полному отказу от работы. Главными признаками утомления являются снижение работоспособности, изменение функций организма и субъективные симптомы, чувство усталости (общая слабость, вялость в мышцах, тяжесть в голове, недомогание, боли в конечностях, мышцах и др.). Утомление рассматривается как нормальное физиологическое состояние организма в процессе труда, препятствующее истощению организма.

Главные причины утомления – физическая или умственная нагрузка, а также дополнительные факторы, к которым можно отнести факторы внешней среды (температуру, влажность, атмосферное давление, скорость движения воздуха, солнечную радиацию и др.); несоблюдение санитарно-гигиенических факторов, нарушение процессов труда и отдыха, суточных биоритмов человека, социальные и другие факторы [38, 51 и др.].

Симптомы утомления разделяются на субъективные (чувство усталости) и объективные (изменение функций организма, которые могут носить различный характер). В начале утомления клинико-физиологические и психофизиологические показатели носят неустойчивый характер, но находятся в пределах существующих нормативов, а затем наблюдается однонаправленное их изменение со значительным снижением функций органов и систем организма и профессиональной деятельности. Изменения происходят в первую очередь в тех органах и системах, которые осуществляют и обеспечивают спортивную деятельность (нервно-мышечном аппарате, кислородтранспортной системе дыхания, системе кровообращения). Вместе с тем ведущее значение в развитии явлений утомления имеет ЦНС, обеспечивающая интеграцию систем организма.