Кисневий борг і відновлення енергетичних запасів організму - студопедія

В процесі м'язової роботи витрачаються кисневий запас організму, фосфагени (АТФ і КРФ), вуглеводи, (глікоген м'язів і печінки, глюкоза крові) і жири. Після роботи відбувається їх відновлення. Виняток становлять жири, відновлення яких може і не бути.

У осстановітельние процеси, що відбуваються в організмі після роботи, знаходять своє енергетичне відображення в підвищеному (у порівнянні з предрабочему стану) споживанні кисню - кисневому борг (див. Рис. 12). Згідно оригінальної теорії А. Хйлла (1922), кисневий борг - це надмірне споживання О2 понад предрабочего рівня спокою, яке забезпечує енергією організм для відновлення до предрабочего стану, включаючи відновлення витрачених під час роботи запасів енергії і усунення молочної кислоти. Швидкість споживання О2 після роботи знижується експоненціально: протягом перших 2-3 хв дуже швидко (швидкий, або алактатньш, компонент кисневого боргу), а потім більш повільно (повільний, або лактатний, компонент кисневого боргу), поки не досягає (через 30- 60 хв) постійної величини, близької до предрабочего.

Мал. 24. О2-борг (1) і О2-дефіцит (2) при вправах різною відносною аеробного потужності (X. Кнуттген. І Б. Салтіньо, 1972)

П віслюку роботи потужністю до 60% від МПК кисневий борг не набагато перевищує кисневий дефіцит. Після більш інтенсивних вправ кисневий борг значно перевищує кисневий дефіцит, причому тим більше, чим вище потужність роботи (рис. 24).

Б истрий (алактатний) компонент О2-боргу пов'язаний головним чином з використанням О2 на швидке відновлення витрачених за час роботи високоенергетичних фосфагенов в робочих м'язах, а також з відновленням нормального змісту О2 в венозної крові і з насиченням міоглобіну киснем.

М едленний (лактатний) компонент О2-боргу пов'язаний з багатьма факторами. Великою мірою він пов'язаний з після-робочим усуненням лактату з крові і тканинних рідин. Кисень в цьому випадку використовується в окислювальних реакціях, що забезпечують ресинтез глікогену з лактату крові (головним чином, в печінці і частково в нирках) і окислення лактату в серцевому і скелетних м'язах. Крім того, тривале підвищення споживання О2 пов'язано з необхідністю підтримувати посилену діяльність дихальної і серцево-судинної систем у період відновлення, посилений обмін речовин і інші процеси, які обумовлені довготривалою підвищеною активністю симпатичної нервової і гормональної систем, підвищеною температурою тіла, також повільно знижуються на протягом періоду відновлення.

Відновлення запасів кисню. Кисень знаходиться в м'язах у формі хімічної зв'язку з миоглобином. Ці запаси дуже невеликі: кожен кілограм м'язової маси містить близько 11 мл О2. Отже, загальні запаси "м'язового" кисню (з розрахунку на 40 кг м'язової маси у спортсменів) не перевищують 0,5 л. В процесі м'язової роботи він може швидко витрачатися, а після роботи швидко відновлюватися. Швидкість відновлення запасів кисню залежить лише від доставки його до м'язів.

Мал. 25. Зниження за час і васстановленіе концентрації фосфагенов після субмаксимальної анаеробної роботи до відмови (Л. Хермансен і Д. Хултман, 1972). (Дані чотирьох дослідів)

Відновлення фосфагенов (АТФ і КРФ). Фосфагени, особливо АТФ, відновлюються дуже швидко (рис. 25). Вже на протязі 30 секунд після припинення роботи відновлюється до 70% витрачених фосфагенов, а їх повне заповнення закінчується за кілька хвилин, причому майже виключно за рахунок енергії аеробного метаболізму, т. Е. Завдяки кисню, потребляемому в швидку фазу О2-боргу. Дійсно, якщо відразу після роботи жгутіровать працюючу кінцівку і таким чином позбавити м'язи кисню, що доставляється з кров'ю, то відновлення Крф не відбудеться.

Чим більше витрата фосфагенов за. час роботи, тим більше потрібно О2 для їх відновлення (для відновлення 1 благаючи АТФ необхідно 3,45 л О2). Величина швидкої (алактатной) фракції О2-боргу прямо пов'язана зі степенью- зниження фосфагенов в м'язах до кінця роботи. Тому дана величина вказує на кількість витрачених в процесі роботи фосфагенов.

Відновлення глікогену. За первинними уявленнями Р. Маргариті та ін. (1933), який витрачено за час роботи глікоген ресинтезируется з молочної кислоти протягом 1-2 годин після роботи. Споживаний в цей період відновлення кисень визначає другу, повільну, або лактатного, фракцію О2-Боргу. Однак в даний час встановлено, що відновлення глікогену в м'язах може тривати до 2-3 днів

Мал. 26. Динаміка зміни змісту глікогену в робочих м'язах при щоденних тренуваннях (пробегание 16,2 км за годину позначено штрихуванням): 1 - зі звичайним харчуванням (40% добового калоража за рахунок вуглеводів) і 2 - з підвищеним вуглеводним літанією (70% калоража за рахунок вуглеводів) (Д. Костілл, 1976).

Мал. 27. Зменшення концентрації лактату в крові в період відновлення після трьох повторних однохвилинних максимальних навантажень на велоергометрі (Л. Хермансені І. Стенвольд, 1972): стовпчики з штрихуванням - робота, без штрихування - відпочинок

У страненіе молочної кислоти. У період відновлення відбувається усунення молочної кислоти з робочих м'язів, крові і тканинної рідини, причому тим швидше, чим менше утворилося молочної кислоти під час роботи. Важливу роль відіграє також послерабочего режим. Так, після максимального навантаження для повного усунення накопиченої молочної кислоти потрібно 60-90 хв в умовах повного спокою - сидячи або лежачи (пасивне відновлення). Однак, якщо після такого навантаження виконується легка робота (активне відновлення), то усунення молочної Кислоти відбувається значно швидше. У нетренованих людей оптимальна інтенсивність "відновлює" навантаження - приблизно 30-45% від МПК (наприклад, біг підтюпцем), а. у добре тренованих спортсменів - 50-60% від МПК, загальною тривалістю приблизно 20 хв (рис. 27).

З уществует чотири основні шляхи усунення молочної кислоти: 1) окислення до СО2 і ШО (так усувається приблизно 70% всієї накопиченої молочної кислоти); 2) перетворення в глікоген (в м'язах і печінці) і в глюкозу (в печінці) -близько 20%; 3) перетворення в білки (менше 10%); 4) видалення з сечею і потім (1-2%). При активному відновленні частка молочної кислоти, усуває аеробних шляхом, збільшується. Хоча окислення молочної кислоти може відбуватися в самих різних органах і тканинах (скелетних м'язах, м'язі серця, печінки, нирках та ін.), Найбільша її частина окислюється в скелетних м'язах (особливо їх повільних волокнах). Це робить зрозумілим, чому легка робота (в ній беруть участь в основному повільні м'язові волокна) сприяє більш швидкому усуненню лактату після важких навантажень.

З начительно частина повільної (лактатної) фракції О2-боргу пов'язана з усуненням молочної кислоти. Чим інтенсивніше навантаження, тим більше ця фракція. У нетренованих людей вона досягає максимально 5-10 л, у спортсменів, особливо у представників швидкісно-силових видів спорту, - 15-20 л. Тривалість її - близько години. Величина і тривалість лактатної фрак-ції О2-боргу зменшуються при активному відновленні.