Допінг та спортивна фармакологія для розвитку витривалості

Допінг та спортивна фармакологія для розвитку витривалості [ред.

У циклічних видах спорту витривалість як фізична якість - одна із складових, що забезпечують високі спортивні досягнення. Зазвичай під витривалістю розуміють здатність працювати не втомлюючись і протистояти втомі, що у процесі виконання роботи.

Витривалість проявляється у двох основних формах:

тривалість роботи на заданому рівні потужності до появи перших ознак вираженої втоми;
у швидкості зниження працездатності при настанні втоми.

Будучи багатофункціональною властивістю людського організму, витривалість інтегрує велику кількість різноманітних процесів, що відбуваються різних рівнях - від клітинного до цілого організму. Провідна роль прояві витривалості належить чинникам енергетичного обміну.

Відповідно до наявності у людини трьох різних метаболічних джерел енергії виділяють три компоненти витривалості - аеробний, гліколітичний та алактатний, кожен з яких може бути, у свою чергу, охарактеризований показниками потужності, ємності та ефективності.

За показником потужності оцінюють максимальну кількість енергії в одиницю часу, яка може бути забезпечена кожним метаболічним процесом.

Показником ємності оцінюють загальні запаси енергетичних речовин в організмі або загальну кількість виконаної роботи за рахунок джерела.

Критерії ефективності показують, яка кількість зовнішньої механічної роботи може бути виконана на кожну одиницю енергії, що виділяється.

Під час виконання будь-якої фізичної вправи, що триває більше кількох хвилин, основним шляхом ресинтезу АТФ служитьокисне фосфорилювання в мітохондріях, що використовують як енергетичний субстрат вуглеводи та ліпіди.

Цей процес вимагає адекватного забезпечення організму киснем, що доставляється кров'ю, та відповідної кількості енергетичних джерел. Останні можуть вилучатися із запасів, що знаходяться у самих м'язових волокнах (глікоген, тригліцериди, фосфагени), а також із циркулюючої крові (глюкоза та вільні жирні кислоти).

Проблеми перетворення хімічної енергії на механічну стосуються не тільки спринтерів, а й стаєрів. Останнім доводиться тривалий час здійснювати виснажливу роботу. Звісно, у умовах повністю працює система аеробного окислення субстрату. Однак кількість споживаного м'язами кисню обмежена. Наявність кисневого ліміту визначає необхідність використовувати додатково анаеробні процеси, що призводять до неминучого накопичення м'язів молочної кослоти. Вчені довго не могли розгадати феномена стаєрів, доки не виявили дві особливості в роботі скелетних м'язів.

Цитохром С забезпечує позамітохондріальне окиснення лактату з використанням цитозольного НАДН за схемою:

лактат&nbНАДН>флавопротеїн>цитохром З позамітохондріальний>цитохром З мітохондріальний>О2.

У цьому випадку частина редокс-ланцюга реалізується у позамітохондріальному просторі, минаючи комплекси I та III, а заключний етап окислення проходить за участю комплексу IV дихального ланцюга мітохондрій. Така схема реакції дозволяє уникнути накопичення надлишку молочної кислоти у м'язах.

Порушення ресинтезу АТФ може статися у разі, коли виснажуються запаси внутрішньом'язових енергетичних джерел або коли падіння ефективності кровопостачання м'язів призводить до зниження доставки до них.енергетичних субстратів та кисню.

Організм реагує зміною метаболічної відповіді на напружене фізичне навантаження після реалізації тренувальної програми, спрямованої на розвиток витривалості, таким чином:

знижуються коефіцієнт дихального обміну та м'язовий дихальний коефіцієнт;
збільшується концентрація вільних жирних кислот у плазмі;
підвищується утилізація внутрішньом'язових тригліцеридів;
знижується швидкість утилізації м'язового глікогену;
знижується споживання глюкози крові м'язами;
окиснення ліпідів у порівнянні з вуглеводами стає більш інтенсивним;
у м'язах накопичується незначна кількість молочної кислоти.

Систематичне виконання фізичних вправ, спрямованих на розвиток витривалості, призводить до м'язової та серцево-судинної адаптації, яка визначає шляхи забезпечення енергією та киснем. Така адаптація, що включає як ультраструктурні, так і метаболічні зміни, призводить до поліпшення доставки кисню та його екстракції м'язами, що скорочуються, а також модифікує і покращує регуляцію обміну в окремих м'язових волокнах.

М'язова адаптація до тренування, спрямованої на переважний розвиток витривалості, визначає розвиток наступних якостей:

вибіркову гіпертрофію волокон типу I;
збільшення кількості капілярів, що припадають одне волокно;
збільшення вмісту міоглобіну;
підвищення здатності мітохондрій до окисного ресинтезу АТФ;
збільшення розмірів та кількості мітохондрій;
підвищення здатності до окислення ліпідів та вуглеводів;
збільшення використання ліпідів із енергетичною метою;
збільшення вмісту глікогену татригліцеридів.

Треновані м'язи виявляють більш високу здатність до окиснення вуглеводів. Отже, більша кількість пірувату може бути відновлена та використана в циклі Кребса. При цьому зростає здатність тренованих м'язів утилізувати ліпіди. Відбувається це завдяки збільшенню активності ліполітичних ферментів та збільшенню капілярної щільності у м'язах, що дозволяє захоплювати більше вільних жирних кислот із крові. Активність ферментів в ендотелії капілярів тренованих м'язів збільшується так само, як і здатність мітохондрій до окислення вільних жирних кислот. Найголовніший ефект ферментатичних змін, що відбуваються в м'язах під впливом тренування, спрямованої на переважний розвиток витривалості, полягає у збільшенні вкладу ліпідів і зниження вкладу вуглеводів в окисний енергетичний метаболізм (ресинтез АТФ) при виконанні фізичних вправ субмаксимальної аеробної потужності.

Під впливом тренування під час виконання фізичних вправ відбувається зниження як коефіцієнта дихального обміну, і локального дихального коефіцієнта у працюючих м'язах. Зростання окислення ліпідів - наслідок збільшення можливості окислення субстратів у порівнянні з гліколітичною можливістю, яка виявляє менш виражену відповідь при тренуванні, спрямованій на розвиток витривалості.

Витривалі спортсмени використовують більше жиру і менше вуглеводів не тільки при виконанні однакової абсолютної потужності м'язової роботи, але і при однаковій її відносної потужності, що виражається у відсотках кисню, що максимально споживається.

Під впливом тренування відбувається зниження утилізації внутрішньом'язового глікогену та глюкози крові. У серцевому м'язіцей глікогензахисний ефект опосередкований функціонуванням глюкозожирокислотного циклу, завдяки якому збільшення окислення ліпідів призводить до накопичення внутрішньоклітинного цитрату та подальшого пригнічення гліколізу на рівні фосфофруктокінази.

Зниження захоплення та утилізації глюкози крові м'язами знижує також ступінь глікогенолізу в печінці та забезпечує кращу підтримку гомеостазу глюкози в крові під час виконання пролонгованих фізичних вправ. Зниження швидкості окиснення вуглеводів у тренованих людей під час виконання фізичної вправи взаємопов'язане зі зниженням швидкості продукції лактату. При виконанні фізичних вправ субмаксимальної аеробної потужності концентрація лактату у високотренованих спортсменів нижче, ніж у спортсменів низької кваліфікації. Це справедливо незалежно від цього, виражається інтенсивність виконання фізичної вправи в абсолютних чи відносних величинах. Зазначений ефект зумовлений ресинтезом (глюконеогенезом) лактату до глюкози печінкою. У тренованої людини швидкість глюконеогенезу у печінці під час виконання фізичної вправи під впливом тренування стає вищою.

Зниження швидкості окислення вуглеводів та зниження швидкості продукції молочної кислоти сприяють збереженню обмеженого вуглеводного резерву в організмі, оскільки швидкість використання м'язового глікогену під впливом тренування стає нижчою.

У зв'язку із встановленням тісного взаємозв'язку м'язового глікогену як енергетичного палива зі здатністю до прояву витривалості зниження швидкості витрачання глікогену слід розглядати як головний фактор, що сприяє підвищенню фізичних кондицій у видах спорту, що вимагають прояву якості витривалості.

Зміни у використаннісубстратів, що відбуваються під впливом тренування, можуть бути пов'язані з меншим порушенням гомеостазу АТФ під час виконання фізичних вправ. Підвищуються функціональні можливості мітохондрій, відбуваються менше зниження АТФ та креатинфосфату та менше збільшення АДФ та неорганічного фосфату під час фізичного навантаження для підтримки балансу між швидкістю ресинтезу АТФ та швидкістю його утилізації.

Іншими словами, зі збільшенням кількості мітохондрій потреба в кисні, так само як у АДФ і фосфаті неорганічному, що припадає на одну мітохондрію, після виконання тренувальної програми стає меншою, ніж до тренування.

Відомо, що зниження окислення вуглеводів, що відбувається під впливом тренування, під час виконання м'язової роботи компенсується збільшенням швидкості окислення ліпідів.

Такими є коротко особливості протікання біохімічних процесів в умовах тренування якості витривалості.

Змінюючи інтенсивність вправи, час її виконання, кількість повторень вправи, інтервали та характер відпочинку, можна вибірково підбирати навантаження за її переважним впливом на різні компоненти витривалості. Удосконалення ж рухових навичок, підвищення технічної майстерності призводять до зниження енерговитрат і підвищення ефективності використання біоенергетичного потенціалу, тобто. до збільшення витривалості.

На посилення позитивних моментів (ліполізу, глюконеогенезу тощо) і має бути спрямоване фармакологічне забезпечення видів спорту з циклічною структурою виконання фізичної роботи (табл. 1).

Таблиця 1. Фармакологічна підтримка спортсмена під час тренування витривалості