Енергетика роботи м’язів

Джерелом енергії в клітинах є речовина аденозинтрифосфат (АТФ), яке при необхідності розпадається до аденозінфосфата (АДФ):

При інтенсивному навантаженні наявний запас АТФ витрачається всього за 2 секунди. Однак АТФ безперервно відновлюється з АДФ, що дозволяє м'язам продовжувати працювати. Існує три основні системи відновлення АТФ: фосфатна, киснева і лактатная.

фосфатна система

Фосфатна система виділяє енергію максимально швидко, тому вона важлива там, де потрібно стрімке зусилля, наприклад, для спринтерів, футболістів, стрибунів у висоту і довжину, боксерів і тенісистів.

У фосфатной системі відновлення АТФ відбувається за рахунок креатинфосфату (КРФ), запаси якого є безпосередньо в м'язах:

Крф + АДФ → АТФ + креатин.

При роботі фосфатной системи не використовується кисень і не утворюється молочна кислота.

Фосфатна система працює тільки протягом короткого часу - при максимальному навантаженні сукупний запас АТФ і КРФ виснажується за 10 секунд. Після завершення навантаження запаси АТФ і КРФ в м'язах відновлюються на 70% через 30 секунд і повністю - через 3-5 хвилин. Це потрібно мати на увазі при виконанні швидкісних і силових вправ. Якщо зусилля триває довше 10 секунд або перерви між зусиллями занадто короткі, то включається лактатная система.

киснева система

Киснева, або аеробне, система важлива для спортсменів на витривалість, так як вона може підтримувати тривалу фізичну роботу.

Продуктивність кисневої системи залежить від здатності організму транспортувати кисень в м'язи. За рахунок тренувань вона може вирости на 50%.

У кисневої системи енергія утворюється, головним чином, в результаті окислення вуглеводів і жирів. Вуглеводи витрачаються в першу чергу, так як для них потрібно менше кисню, а швидкість виділення енергії вище. Однак запаси вуглеводів в організмі обмежені. Після їх вичерпання підключаються жири - інтенсивність роботи при цьому знижується.

Співвідношення використовуваних жирів і вуглеводів залежить від інтенсивності вправи: чим вище інтенсивність, тим більше частка вуглеводів. Треновані спортсмени використовують більше жирів і менше вуглеводів в порівнянні з непідготовленою людиною, тобто більш економічно витрачають наявні запаси енергії.

Окислення жирів відбувається за рівнянням:

Жири + кисень + АДФ → АТФ + вуглекислий газ + вода.

Розпад вуглеводів протікає в два етапи:

Глюкоза + АДФ → АТФ + молочна кислота.

Молочна кислота + кисень + АДФ → АТФ + вуглекислий газ + вода.

Кисень потрібен тільки на другому кроці: якщо його досить, молочна кислота не накопичується в м'язах.

лактатная система

При високій інтенсивності навантаження надходить в м'язи кисню не вистачає для повного окислення вуглеводів. Утвориться молочна кислота не встигає витрачатися і накопичується в працюючих м'язах. Це призводить до відчуття втоми і хворобливості в працюючих м'язах, а здатність витримувати навантаження знижується.

На початку будь-якого вправи (при максимальному зусиллі - протягом перших 2 хвилин) і при різкому збільшенні навантаження (при ривках, фінішних кидках, на підйомах) виникає дефіцит кисню в м'язах, так як серце, легені та судини не встигають повністю включитися в роботу. У цей період енергія забезпечується за рахунок лактатної системи, з виробленням молочної кислоти. Щоб уникнути накопичення великої кількості молочної кислоти на початку тренування, потрібно виконати легку розігріваючих розминку.

При перевищенні певного порогу інтенсивності організм переходить на повністю анаеробне енергозабезпечення, в якому використовуються тільки вуглеводи. Через наростання м'язової втоми здатність витримувати навантаження виснажується протягом декількох секунд або хвилин, в залежності від інтенсивності і рівня підготовки.

Вплив молочної кислоти на працездатність

Зростання концентрації молочної кислоти в м'язах має кілька наслідків, які потрібно враховувати при тренуваннях:

Порушується координація рухів, що робить тренування на техніку неефективними.
У м'язової тканини виникають мікророзриви, що підвищує ризик травм.
Сповільнюється утворення креатинфосфату, що знижує ефективність спринтерських тренувань (тренувань фосфатной системи).
Знижується здатність клітин окисляти жир, що сильно ускладнює енергозабезпечення м'язів після виснаження запасів вуглеводів.

В умовах спокою на нейтралізацію половини молочної кислоти, що накопичилася в результаті зусилля максимальної потужності, організму потрібно близько 25 хвилин; за 75 хвилин нейтралізується 95% молочної кислоти. Якщо замість пасивного відпочинку виконується легка заминка, наприклад, пробіжка підтюпцем, то молочна кислота виводиться з крові і м'язів набагато швидше.

Висока концентрація молочної кислоти може викликати пошкодження стінок м'язових клітин, що призводить до змін у складі крові. Для нормалізації показників крові може знадобитися від 24 до 96 годин. У цей період тренування повинні бути легкими; інтенсивні тренування сильно сповільнять відновлювальні процеси.

Занадто висока частота інтенсивних навантажень, без достатніх перерв на відпочинок, призводить до зниження працездатності, а в подальшому - до перетренованості.

запаси енергії

Енергетичні фосфати (АТФ і КРФ) витрачаються за 8-10 секунд максимальної роботи. Вуглеводи (цукор і крохмаль) відкладаються в печінці і м'язах у вигляді глікогену. Як правило, їх вистачає на 60-90 хвилин інтенсивної роботи.

Запаси жирів в організмі практично невичерпні. Частка жирової маси у чоловіків становить 10-20%; у жінок - 20-30%. У добре тренованих спортсменів на витривалість відсоток жиру може перебувати в діапазоні від максимально низького до відносно високого (4-13%).

Запаси енергії людини

* Вивільняється енергія при переході в АДФ