Главная / знания / ...

Движение – одно из основных проявлений жизнедеятельности человека

Мы много двигаемся, подвергая себя большим физическим и психологическим нагрузкам.

Каковы наши возможности? Какие у нас резервы? Как понять, на что мы способны? Предлагаю посмотреть на наш организм как на сложную биохимическую машину и разобрать некоторые ее узлы и системы.

I. Энергия.

Работающим мышцам необходима энергия. Следовательно, любая физическая нагрузка требует поставки этой энергии. В нашем организме существуют разные системы энергообеспечения, каждая из которых имеет свои особенности.

Энергетические системы.

В организме человека существует такое высокоэнергетическое химическое вещество как аденозинтрифосфат (АТФ), которое является универсальным источником энергии. Во время мышечной деятельности АТФ распадается до аденозинфосфата (АДФ). В ходе этой реакции высвобождается энергия, которая непосредственно используется мышцами.

Содержание АТФ в мышцах незначительное. При интенсивной мышечной деятельности запасы АТФ расходуются в течение 2 секунд. Однако внутри мышц существует несколько вспомогательных систем, которые непрерывно восстанавливают АТФ из продукта ее распада АДФ. Благодаря непрерывному восстановлению (ресинтезу) АТФ, в организме поддерживается относительное постоянство этого вещества, что позволяет мышцам работать без остановки.

Выделяют три основных системы ресинтеза АТФ: фосфатную, лактатную и кислородную.

Фосфатная система.

Фосфатный механизм ресинтеза АТФ включает использование имеющихся запасов АТФ в мышцах и быстрый ее ресинтез за счет высокоэнергетического вещества креатинфосфата (КрФ), запасы которого в мышцах ограничиваются 6-8 секундами интенсивной работы.

Фосфатная система отличается очень быстрым ресинтезом АТФ из АДФ, однако она эффективна в течение очень короткого времени. При максимальной нагрузке фосфатная система истощается в течение 10 секунд. Скорость ресинтеза после нагрузки так же очень высока. Уже через 30 секунд запасы АТФ и КрФ восстанавливаются на 70%, а через 3-5 минут восстанавливаются полностью.

Фосфатная система важна для спринтеров, футболистов, прыгунов в высоту и длину, метателей, боксеров, теннисистов, то есть для всех взрывных, кратковременных, стремительных и энергичных видов физической деятельности.

В процессе спринтерских тренировок увеличивается количество ферментов, которые отвечают за распад и ресинтез АТФ. Чем быстрее распадается АТФ, тем быстрее высвобождается энергия.

Фосфатная система считается анаэробной, так как в ресинтезе не участвует кислород, и алактатной, поскольку не образуется молочная кислота.

Кислородная система.

Кислородная, или аэробная, система является наиболее важной для спортсменов на выносливость, поскольку она может поддерживать физическую работу в течение длительного времени.

Кислородная система обеспечивает организм энергией посредством химического взаимодействия пищевых веществ (главным образом углеводов и жиров) с кислородом. Запасов углеводов в большинстве случаев хватает на 60-90 минут интенсивной работы. Запасы жиров в организме практически неисчерпаемы.

Углеводы являются более эффективным «топливом» по сравнению с жирами, так как при одинаковом потреблении энергии на их окисление требуется на 12% меньше кислорода.

Поэтому в условиях нехватки кислорода при физических нагрузках энергообразование происходит в первую очередь за счет окисления углеводов.

Поскольку запасы углеводов ограничены, ограничена и возможность их использования в видах спорта на выносливость. После исчерпания запасов углеводов к энергообеспечению работы подключаются жиры, запасы которых позволяют выполнять очень длительную работу.

Производительность кислородной системы зависит от количества кислорода, которое способен усвоить организм человека. Чем больше потребление кислорода во время выполнения длительной работы, тем выше аэробные способности.

Аэробные способности человека под воздействием тренировок способны расти.

Лактатная система.

По мере увеличения интенсивности нагрузки наступает период, когда мышечная работа уже не может поддерживаться за счет одной только аэробной системы из-за нехватки кислорода. С этого момента в энергообеспечение физической работы вовлекается лактатный механизм ресинтеза АТФ, побочным продуктом которого является молочная кислота. Пока потребляемого кислорода достаточно для окисления жиров и углеводов, молочная кислота не будет накапливаться в организме, так как участвует в ресинтезе (то есть перерабатывается взаимодействуя с кислородом). При недостатке кислорода происходит накопление молочной кислоты в работающих мышцах, что приводит к ацидозу (закислению) мышц.

Болезненность мышц – характерная черта нарастающего ацидоза.

Высокая концентрация лактата приводит к мышечной усталости. Если спортсмен начинает свой длительный бег в слишком высоком темпе или если он слишком рано предпримет финишный рывок, концентрация лактата в его организме возрастет до высоких значений. Усталость мышц, которая последует за ростом лактата, не даст показать хороший результат.

Высокие показатели лактата повышают риск возникновения травмы. Ацидоз мышечной ткани приводит к микроразрывам и микротрещинам.

После интенсивной нагрузки максимальной мощности молочная кислота выводится из крови и мышц намного быстрее, если во время восстановительной фазы вместо пассивного отдыха выполняется легкая работа (заминка). Полностью лактат выводится уже через несколько часов после нагрузки. Соответственно уходит и мышечная боль. То есть если после занятий спортом у Вас на следующий день болят мышцы, то это не что иное, как микротравмы (трещины и надрывы мышц). Можно сделать вывод, что Вы подвергли свой организм нагрузкам, к которым он не был готов. Возможно, нагрузка была слишком интенсивной или слишком силовой.

Энергетические запасы.

Запасы АТФ истощаются через 2-3 сек работы максимальной мощности. КрФ полностью расходуется через 8-10 сек максимальной работы, а гликогеновые запасы (углеводы) истощаются через 60-90 минут субмаксимальной работы. Общие запасы углеводов в организме составляют от 2000 до 3000 ккал.

Зато запасов жиров хватит на 120 часов работы.

В 1г жира содержится 9 ккал, а в 1г углеводов – 4 ккал. Жиры в организме не связаны с водой, а вот углеводы связаны со значительным количеством воды. Если в нашем организме энергетические запасы в виде жиров заменить на углеводы, то масса нашего тела увеличится вдвое. Именно по этой причине перелетные птицы запасают исключительно жиры для энергии. Жир – идеальный источник энергии для продолжительных нагрузок при ограниченном поступлении пищи.

Организм человека обладает огромной способностью откладывать жиры. Доля жировой массы у мужчин составляет от 10 до 20%, а у женщин от 20 до 30%.

II. Мышцы.

Типы мышечных волокон.

Каждая мышца содержит различные типы мышечных волокон. Мышечные волокна сильно отличаются по своим функциям, но все они требуют энергии.

Условно мышечные волокна разделяют на два типа: красные (медленно сокращающиеся) и белые (быстро сокращающиеся).

Красные мышечные волокна.

Густо усеянные капиллярами красные мышечные волокна снабжаются энергией преимущественно аэробно (т.е. за счет кислородной системы). Красные волокна важны для выносливости. Они работают относительно медленно и не так быстро устают и поэтому способны поддерживать работу в течение длительного времени.

Белые мышечные волокна.

Белые мышечные волокна с умеренным содержанием капилляров снабжаются энергией преимущественно анаэробно (т.е. за счет фосфатной и лактатной систем). Белые волокна максимально используются в скоростно-силовых видах спорта (спринтерский бег, прыжки, борьба, бокс, тяжелая атлетика). Энергичные взрывные упражнения, которые максимально задействуют белые волокна, могут поддерживаться лишь в течение короткого периода времени.

Соотношение красных и белых мышечных волокон.

Чем больше количество быстро сокращающихся волокон в мышцах спортсмена, тем выше его спринтерские возможности. Соотношение медленных (красных) и быстрых (белых) волокон между людьми сильно разнится. Изначально мы рождаемся либо спринтерами, либо стайерами.

У спринтера соотношение красных и белых волокон 50/50, тогда как у марафонца 90/10.

Следуя четко нацеленной тренировочной программе, спринтер может усовершенствовать свои аэробные качества и повысить выносливость. Правильная тренировка может увеличить количество красных волокон, что в свою очередь повлияет на общее соотношение красных и белых волокон. Иначе говоря, под воздействием тренировок белые волокна могут превратиться в красные.

К сожалению, обратное действие невозможно. Спортсмен на выносливость не сможет изменить состав своих мышц и стать спринтером.

О детях.

Отдавая ребенка в ту или иную спортивную секцию, необходимо учитывать, кто он: спринтер или стайер. То есть каких мышечных волокон у него изначально больше. От этого будут зависеть не только его спортивные успехи, но и как следствие, общее психологическое состояние. Ребенок будет с удовольствие ходить на занятия, если у него будет все получаться, и он не будет чувствовать себя слабее других. Это возможно при правильном выборе вида спорта.

Как правило, если ребенок подвижен, его действия несут динамичный взрывной характер, он совершает силовые и быстрые движения, то скорее всего он спринтер. Добро пожаловать в бокс, борьбу, хоккей, футбол, спортивную гимнастику. Если же он напротив спокоен, уравновешен, рассудителен и никуда не торопится, то его ждут лыжи, плаванье, велосипед. В детских секциях легкой атлетики опытные тренеры распознают в ребенке стайера или спринтера и целенаправленно готовят его в том или ином виде.

III. Сердце.

Как заметил один киногерой после признания девушки ему в любви, «сердце - это мускул, ему некогда любить, оно качает кровь!».

Сердце – это мышечный насос. Сокращаясь, сердце выталкивает кровь в артерии, по которым она разносится по всему телу. Кровь транспортирует кислород и питательные вещества к органам и мышцам, а также доставляет побочные продукты обмена веществ к почкам и печени.

В покое сердце нетренированного человека сокращается 60-70 раз в минуту, перекачивая в среднем 4-5 литров крови. При нагрузке количество ударов может возрасти до 160-220 .

В покое вернувшаяся в сердце кровь насыщена кислородом на 75%, а при интенсивной нагрузке только на 20%.

Ударный объем сердца.

Ударный объем сердца – это объем крови, выталкиваемый за один удар сердца. Под воздействием тренировок на выносливость у спортсменов увеличивается емкость левого желудочка.

Это способствует увеличению ударного объема сердца. То есть у тренированного человека за один удар сердце выталкивает большее количество крови. Таким образом, для перекачивания одного и того же объема крови спортсмену необходимо меньшее количество сердечных сокращений.

У обычного человека объемный удар сердца составляет 80-90 мл крови, а у хорошо тренированного спортсмена 180-200 мл.

Ударный объем женского сердца на 10-15 % меньше мужского. То есть производительность женского сердца изначально меньше мужского.

Возможно, это связано с тем, что в то время когда женщина была занята сохранением домашнего очага, ее мужчина гонялся за мамонтом, или мамонт гонялся за ним.

Вобщем, у мужчины была возможность регулярно тренироваться.

Максимальная величина ударного объема сердца наблюдается при 130 уд/мин. Еще одна интересная особенность – при переходе из горизонтального положения тела в вертикальное ударный объем сердца уменьшается, а работоспособность снижается.

Это важно учитывать в тех случаях, когда человек страдает из-за недостатка кислорода.

Желательно, чтобы он принял горизонтальное положение. Это улучшит обеспечение жизненно важных органов кислородом.

Частота сердечных сокращений (ЧСС).

В спортивной практике частота сердечных сокращений часто используется как критерий оценки интенсивности нагрузки. Для того чтобы тренировка на выносливость была максимально полезной, она должна выполняться с интенсивностью, при которой задействуется вся кислородно-транспортная система, то есть в так называемой аэробно-анаэробной зоне. При данной интенсивности не происходит накопление молочной кислоты. Границы аэробно-анаэробной транзитной зоны сильно варьируются у разных людей, но ориентировочно эта зона находится между 140-180 уд/мин.

При превышении анаэробного порога (примерно 180-190 уд/мин) в организме начинает накапливаться молочная кислота.

Каждый спортсмен дожжен знать свою ЧСС в покое. У тренированного спортсмена этот показатель может находиться в пределах 40-50 уд/мин. Утром ЧСС покоя у большинства людей примерно на 10 ударов ниже, чем вечером. Если Ваш утренний (до того как встали с кровати) пульс превышает Вашу норму, то это может указывать на перетренированность. Однако нужно учитывать, что у женщин ЧСС покоя примерно на 10 ударов выше, чем у мужчин того же возраста.

IV. Кровь.

Характеристики крови.

В организме взрослого человека содержится около 5 литров крови. Кровь состоит из двух компонентов: плазмы и клеток крови. Плазма – это прозрачная жидкость желтоватого цвета, в которой растворены клетки крови. Основную часть клеток крови составляют красные кровяные клетки – эритроциты. Продолжительность жизни эритроцитов 90 дней. Красный цвет крови обусловлен железистым белком – гемоглобином (Hb). Гемоглобин способен связывать кислород и переносить его из легких к мышечным клеткам. Концентрация гемоглобина у мужчин примерно на 10% выше чем у женщин. В связи с этим функциональные возможности кислородно-транспортной системы у мужчин также выше.

Эритроциты связывают и переносят кислород. Если уровень Hb уменьшается, то способность крови переносить кислород тоже снижается. При снижении транспорта кислорода неминуемо ухудшается работоспособность. Для поддержания того же уровня транспорта кислорода организму приходится увеличивать частоту сердечных сокращений.

Причины снижения транспорта кислорода.

К возможным причинам существенного для спортсмена снижения кислородно-транспортных возможностей крови относятся кровопотери, недостаток кислорода в воздухе, блокада Hb и анемия.

Обратим внимание на анемию и блокаду гемоглобина.

Анемия.

Спортсмены на выносливость часто страдают от анемии, вызванной нехваткой железа в организме. Анемия (малокровие) – заболевание, характеризующиеся снижением количества гемоглобина в крови. Распространенными симптомами анемии являются боль в ногах при ходьбе после тренировки, сильное утомление на следующий день, повышенный утренний пульс.

Железо является не только необходимым элементом для формирования Hb, оно также задействуется во всех видах метаболических процессов. Дефицит железа становится следствием не только снижения кислородно-транспортных возможностей, но и следствием недостаточного энергообеспечения.

У спортсменов железодефицит может быть вызван целым рядом причин, к которым в частности относятся недостаточное содержание железа в потребляемой пище и общий состав питания. Так, чай и кофе препятствуют всасыванию железа, в то время как витамин С, принимаемый вместе с добавками железа или продуктами, содержащими железо, способствуют его всасыванию. Следовательно, дефицит витамина С может способствовать развитию железодефицита.

Блокада Hb.

Курение неблагоприятно сказывается на физических возможностях организма. Угарный газ (СО), вдыхаемый при курении, снижает его работоспособность, связывая гемоглобин в крови. СО связывает Hb в 200 раз быстрее, чем кислород, а это значит, что необходимо всего лишь небольшое количество СО, чтобы существенно снизить кислородную емкость крови. При выкуривании всего одной сигареты угарным газом связывается примерно 5% гемоглобина. При снижении кислорода в крови снижаются физические возможности спортсмена. А если учесть, что кислород необходим не только мышцам, но и мозгу, то…

Также большое количество СО выделяется автотранспортом.

Тренируясь, избегайте улиц и дорог с высоким уровнем загазованности.

Берегите себя!

Спортсмены, страстно желающие достичь максимальной работоспособности, зачастую тренируются слишком интенсивно. Результатом таких тренировок становиться высокая концентрация лактата. Ацидоз, являющийся следствием накопления лактата в мышцах, повреждает аэробную ферментативную систему. Эту систему можно рассматривать как фабрику, в которой зарождается аэробная энергия. Таким образом, ацидоз ухудшает аэробные способности спортсмена.

Мы рассмотрели те узлы и системы, от качественной работы которых, на мой взгляд, прежде всего, зависит эффективность наших тренировок.

Ну, о самих тренировках в следующем номере.

Будьте здоровы!

Бубликов Виктор