Сайт про плавання енергоутворення під час плавання - гліколіз і аеробне окислення
Щоб правильно тренуватися і досягати своїх цілей найбільш ефективним способом (будь то рекорд міста на дистанції 50 метрів, припинення місцевого озера вплав, скидання ваги до сезону купальників або красиве рельєфне тіло), важливо розуміти, як виробляється енергія в організмі. які м'язові волокна і за яких обставин цю енергію використовують. Знаючи ці механізми, ви зможете більш грамотно підібрати і розподілити фізичне навантаження, прокласти найкоротший шлях до своєї мети.
У цій статті ми розглянемо питання, з яких саме речовин наш організм отримує енергію, що таке анаеробне і аеробне енергоутворення.
енергоносії
Для виконання будь-якої роботи м'язам необхідна енергія. М'язовими енергоносіями є.- фосфатні сполуки. аденозинтрифосфат (АТФ) і креатинфосфату (КФ)
- вуглеводи. глюкоза і глікоген
- жири у вигляді жирних кислот
Де в організмі зберігаються енергоносії?
Запаси аденозинтрифосфату (АТФ), креатинфосфату (КФ), глікогену і жирів накопичуються безпосередньо в самій м'язовій клітці. Крім того, глікоген і жири відкладаються також в печінці та в підшкірній жировій клітковині.
Запаси АТФ і КФ в м'язах настільки малі і нікчемні, і, в кращому випадку становлять лише кілька кілокалорій. Таких запасів вистачить всього-на-всього на кілька секунд інтенсивної роботи.
Інша справа глікоген і жири. Енергетичні резерви, що зберігаються в організмі у вигляді глікогену становлять у тренованого людини до 750 грам (3100 ккал), в той час як у нетренованого - більш ніж на третину менше - 450 грам (1800 ккал). Велика частина глікогену запасається в м'язах і вдає із себе Енергорезерв швидко включається в енергоутворення (так як м'язовий глікоген не треба транспортувати до м'язової клітині за допомогою кровотоку, а потім проводити через оболонку клітини - адже він вже тепер в ній припасений). Цікавий такий факт: м'язові волокна легко і з задоволенням приймають принесену кровотоком глюкозу, і накопичують її у вигляді глікогену, але дуже неохоче віддають його для споживання іншими інтенсивно працюючими м'язами.
Запаси глікогену в печінці становлять близько 150 грам (620 ккал). Глікоген печінки тільки частково може бути використаний для забезпечення роботи м'язів. Справа в тому, що потрібно ще забезпечувати роботу мозку і нервової системи, яким теж потрібно харчування. Тому всілякі захисні механізми перешкоджають надмірного споживання "печінкового" глікогену м'язами і підтримують постійний рівень цукру в крові (80-90 мг глюкози на 100 мл крові).
Отже, витративши свій глікоген, і запозичивши небагато глікогену у печінці, наші інтенсивно працюють на тренуванні м'язи все ще потребують джерелі енергії. Тут справа доходить і до жирів.
Запаси жирів в організмі величезні: від 30000 до 100000 ккал і зосереджені вони в підшкірній жировій клітковині (особливо на животі, і на стегнах у жінок). Запаси жиру в м'язах (у вигляді крапель тригліцеридів) не великі - близько 200 грам (1900 ккал). Жири гарні для тривалої м'язової роботи невеликої інтенсивності.
хімічні реакції
Безпосереднім джерелом енергії для м'язових волокон завжди є АТФ. У чистому вигляді запаси АТФ в м'язах дуже малі і вистачає їх всього лише на пару секунд інтенсивної роботи. Так звідки ж потім береться АТФ? Синтезується з жирів, вуглеводів та інших енергоносіїв. Процес витрати і синтезу АТФ відбувається в організмі постійно. За деякими даними щодоби утворюється і руйнується кількість АТФ рівне масі тіла
Як відбувається процес?
Щоб отримати енергію аденозинтрифосфат (АТФ) розщеплюється на аденозиндифосфат (АДФ) і фосфат (Ф). При цьому виділяється енергія, яка і використовується для скорочення м'язових волокон:
Запаси АТФ в м'язах вкрай малі, тому тут же запускаються механізми зворотного синтезу АТФ:
Ця зворотна реакція називається фосфорилюванням. Для здійснення цієї реакції, як ми бачимо, потрібна енергія. Де ж її взяти?
Ось тут і потрібні розглянуті раніше речовини-енергоносії, при розщепленні яких ми отримаємо необхідну для синтезу АТФ енергію. Якщо в отриманні цієї енергії бере участь кисень, то таке енергоутворення називається аеробним, якщо утворення енергії проходить без участі кисню, то це анаеробне енергоутворення. За допомогою яких енергоносіїв здійснюватиметься відновлення АТФ, залежить від кількості енергії необхідної в одиницю часу.
анаеробне енергоутворення
Анаеробне енергоутворення присутній під час найперших рухів при будь-якої активності, а також тоді, коли аеробні джерела енергії не можуть задовольнити потреби організму в енергії. Анаеробне енергоутворення здійснюється без участі кисню і підрозділяється на анаеробне алактатного і анаеробне лактатная.
Анаеробне алактатного енергоутворення
Анаеробне алактатного (фосфатне) енергоутворення здійснюється за допомогою креатинфосфату (КФ), який запасається в невеликій кількості в м'язах, і, власне там же містяться запасів АТФ.
Хімічні реакції, що проходять за участю КФ і АТФ, здатні дати працюючих м'язів величезна кількість енергії, але протягом дуже нетривалого часу, тому що запас цих сполук в організмі обмежений (запасів КФ в м'язах всього в 3-4 рази більше, ніж АТФ). Саме ці хімічні реакції надають максимальний внесок в забезпечення енергією швидкого, вибухового плавання з повною віддачею приблизно в перші 10 секунд спринтерській дистанції в 50 метрів.
Отже, запасу КФ і АТФ вистачає лише на 7-12 секунд гранично інтенсивної роботи, ну, або ж на 15-30 секунд просто інтенсивного скорочення м'язів. Протягом цього часу організмом не накопичується молочна кислота, тому таке енергоутворення називається анаеробним алактатного. Але, нам необхідно рухатися далі, і організм для отримання енергії перемикається на менш ефективний енергоносій - глікоген, запаси якого в організмі набагато більш значні, ніж запаси креатинфосфату.
Анаеробне лактатная енергоутворення
Анаеробне лактатная (гліколітичної) енергоутворення забезпечується за допомогою глікогену, що запасається організмом в м'язах і печінці. У процесі гліколізу глікоген, що міститься в м'язі, розщеплюється до молочної кислоти (лактату). При цьому утворюються АТФ і КФ. Анаеробні лактатная джерела енергії не так потужні, як анаеробні алактатний, але зате діють вони протягом більш тривалого часу. Інтенсивність навантаження доводиться знижувати, так як для більш потужних і швидких рухів енергії просто не вистачить. Анаеробні лактатная джерела є головними в енергозабезпеченні під час плавання на дистанціях в 100 і 200 метрів, а також вносять помітний внесок в енергозабезпечення на дистанції в 400 метрів.
Насправді анаеробне розщеплення глікогену "стартує" практично з самого початку фізичного навантаження, так як організм, не знаючи яка робота його чекає, намагається активувати всі свої енергетичні системи, щоб потім не допустити перерв у роботі. Коли закінчуються запаси КФ і АТФ в м'язах, тобто секунд через 15-20, анаеробна лактатная система виходить на максимальну інтенсивність.
Здавалося б, запаси глікогену в м'язах досить великі, і анаеробне лактатная енергозабезпечення може дуже довго постачати м'язи енергією. Але по факту дії цієї системи триває 2-3 хвилини дуже інтенсивної роботи. У чому ж підступ? Вся справа в тій самій, що утворюється при гліколізі, молочній кислоті (лактату). При тривалих інтенсивних навантаженнях кількість утворилася молочної кислоти перевищує поріг її можливого засвоєння і утилізації іншими м'язами і буферними системами крові, що, в кінцевому рахунку, призводить до зменшення синтезу АТФ і зниження працездатності. У такій ситуації виходу два: або перепочити (до тих пір, поки з м'язів не вийдуть надлишки лактату), або ще більше знизити інтенсивність навантаження, щоб запустити аеробне систему енергоутворення.
аеробне енергоутворення
Аеробне енергоутворення (аеро - повітря) здійснюється за участю кисню, тобто відбувається реакція окислення киснем вуглеводів (у вигляді глікогену) і жирів (у вигляді жирних кислот). При цьому в процесі реакції поряд з енергією виділяються вода і вуглекислий газ. Один моль глюкози (при розкладанні м'язовогоглікогену) поставляє 39 молей АТФ, а один моль жирних кислот - втричі більше. Запаси глікогену містяться в основному в м'язах, і в меншій мірі в печінці. Жири можуть накопичуватися в м'язових волокнах у вигляді маленьких крапельок (краплі тригліцеридів) або транспортуватися кровотоком до працюючого м'яза з підшкірної жирової клітковини у вигляді жирних кислот.
Як і інші системи отримання енергії для синтезу АТФ, аеробне система запускається відразу в момент початку фізичних навантажень, але нарощує обороти дуже повільно, виходячи на свою максимальну потужність через 2-3 хвилини інтенсивного навантаження. Спочатку переважає розпад глікогену, і тільки потім, хвилин через 20-30 починає переважати розпад жирних кислот.
Ефективність аеробних процесів безпосередньо залежить від надходження кисню, а його надходження в свою чергу в основному залежить від роботи серцево-судинної і дихальної системи. Чим більше серце і легені можуть поставити працюючих м'язів кисню, тим більше енергії можна зробити аеробних способом.
Як написано вище, при однаковому за вагою витраті глікогену і жирних кислот, з жирів виходить майже в три рази більше енергії. Але для окислення жирних кислот кисню потрібно більше (за деякими даними на 12%), ніж для розщеплення глікогену. Виходить така закономірність: чим інтенсивніше навантаження, тим більше потрібно кисню для забезпечення реакцій розщеплення, і тим більше переважає витрата глікогену в порівнянні з витратою жирних кислот (при наростаючому дефіциті кисню, організм просто не може собі дозволити розщеплювати жирні кислоти). Тому організм починає розщеплювати в основному жири тільки тоді, коли запаси глікогену добігають кінця. Або ... коли кисню достатньо, тобто при малоінтенсивних навантаженнях.
Регулярні аеробні тренування дозволяють збільшити число мітохондрій в м'язах, в результаті чого м'язи здатні приймати більше кисню. Тому при однаковій потужності аеробного роботи, більш тренована людина буде використовувати більше жирів і менше вуглеводів в порівнянні з менш підготовленою людиною.
Ефективність аеробного енергозабезпечення за рахунок жирових запасів залежить також від швидкості протікання процесу розщеплення жирів на складові їх жирні кислоти (цей процес називається ліполізом) і від швидкості кровотоку в жировій тканині. Максимальний кровотік в жировій тканині забезпечує робота, виконувана з інтенсивністю 60-70% від максимальної частоти серцевих скорочень.
Потужність, що утворюється при аеробному енергоутворення, набагато менше потужності, одержуваної анаеробним процесом. Але за допомогою аеробних джерел енергії можна пропливти чи пробігти набагато довше: адже резерви жирів в організмі досить великі. Аеробні шляхи енергозабезпечення є превалює на дистанціях в 400, 800, 1500 метрів і в марафонському плаванні на відкритій воді, а також вносять певний вклад в плавання на 100 і 200 метрів.