Основи енергозабезпечення м’язової діяльності

Конспект з мотивів «ЧСС, лактат та тренування на витривалість» (Янсен Петер)

Працюючим м'язам необхідна енергія. Аденозинтрифосфат (АТФ) – це універсальне джерело енергії. АТФ розпадається до аденозиндифосфату (АДФ). У цьому вивільняється енергія.

АТФ → АДФ + енергія

При інтенсивній роботі м'язів запаси АТФ витрачаються за 2 секунди. АТФ безперервно відновлюється (ресинтез) із АДФ. Виділяють три системи ресинтезу АТФ:

Фосфатна система ресинтезу АТФ

Швидкий ресинтез АТФ у м'язах відбувається за рахунок креатинфосфату (КрФ). Запасу КрФ у м'язах вистачає на 6-8 секунд інтенсивної роботи.

КрФ + АДФ → АТФ + креатин

При максимальному навантаженні фосфатна система виснажується протягом 10 секунд. У перші 2 секунди витрачається АТФ, потім 6-8 секунд — КрФ. Через 30 секунд після фізичного навантаження запаси АТФ та КрФ відновлюються на 70%, а через 3-5 хвилин – повністю.

Фосфатна система важлива для вибухових та короткочасних видів фізичної активності — спринтери, футболісти, стрибуни у висоту та довжину, метальники диска, боксери та тенісисти.

Для тренування фосфатної системи нетривалі енергійні вправи чергують із відрізками відпочинку. Відпочинок має бути досить тривалим, щоб встиг відбутися ресинтез АТФ та КРФ (графік 1).

Через 8 тижнів спринтерських тренувань кількість ферментів, які відповідають за розпад та ресинтез АТФ, збільшиться. Після 7 місяців тренувань на витривалість у вигляді бігу тричі на тиждень запаси АТФ та КрФ зростуть на 25-50%. Це підвищує здатність спортсмена показати результати у видах діяльності, які тривають не більше 10 секунд.

Фосфатна система ресинтезу АТФ називаєтьсяанаеробною та алактатною, тому що не потрібен кисень і не утворюєтьсямолочна кислота.

Киснева система ресинтезу АТФ

Киснева (аеробна) система ресинтезу АТФ підтримує фізичну роботу тривалий час і важлива для спортсменів на витривалість. Енергія виділяється при взаємодії вуглеводів та жирів з киснем. Окислення вуглеводів вимагає на 12% менше кисню, порівняно з жирами. При фізичних навантаженнях за умов нестачі кисню енергоутворення відбувається насамперед з допомогою окислення вуглеводів. Після вичерпання запасу вуглеводів до енергозабезпечення підключаються жири. Запасу вуглеводів (глікоген у печінці та м'язах) вистачає на 60-90 хвилин роботи субмаксимальної інтенсивності. Запаси жирів в організмі невичерпні.

Важливо. Тренований спортсмен буде використовувати більше жирів і менше вуглеводів у порівнянні з непідготовленою людиною. Тренована людина заощаджує вуглеводи, запаси яких небезмежні.

Окислення жирів:

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

Вуглекислий газ виводиться із організму легкими.

Розпад вуглеводів (гліколіз):

Перша фаза: глюкоза + АДФ → АТФ + молочна кислота

Друга фаза: молочна кислота +кисень + АДФ → АТФ + вуглекислий газ + вода

Чим більше кисню здатний засвоїти організм людини, тим вищі аеробні здібності. Високі показники лактату під час навантаження вказують на неспроможність аеробної системи. Тренування можуть покращити аеробні здібності на 50%. При нестачі кисню молочна кислота накопичується в працюючих м'язах, що призводить до ацидозу (закислення) м'язів. Болючість м'язів - це характерна риса наростаючого ацидозу (біль у ногах у велосипедиста або бігуна, біль у руках у весляра).

Важливо. Ацидоз починається наприскорення. При наростаючому ацидозі спортсмен не здатний підтримувати той самий рівень навантаження. Спортсмен, здатний відтягувати момент ацидозу, з більшою ймовірністю виграє перегони.

Лактатна система ресинтезу АТФ

Після певного рівня інтенсивності роботи організм переходить на безкисневе (анаеробне) енергозабезпечення, де джерело енергії - виключно вуглеводи. Інтенсивність м'язової роботи різко знижується через накопичення молочної кислоти (лактату).

Глюкоза + АДФ → молочна кислота + АТФ

Ресинтез АТФ відбувається за рахунок лактатного механізму:

кілька хвилин на початку будь-якої вправи поки що легкі, серце та системи транспорту кисню не пристосуються до потреб навантаження;
при бігу на 100, 200, 400 і 800 м, а також під час будь-якої іншої інтенсивної роботи, що триває 2-3 хв;
у бігу на 1500 м вклад аеробного та анаеробного енергозабезпечення - 50/50;
при короткочасному збільшенні інтенсивності роботи - при ривках, подоланні підйомів під час фінішного кидка, наприклад, на фініші марафону або велогонки.

Лактат може бути в 20 разів вищим за норму. Максимальна концентрація молочної кислоти досягається в бігу на 400 м. Зі збільшенням дистанції концентрація лактату знижується (Графік 2).

Негативні ефекти високого лактату

М'язова втома. Якщо почати тривалий біг у високому темпі або рано приступити до фінішного ривку, м'язова втома, за зростанням концентрації лактату, не дасть спортсмену виграти гонку.
Ацидоз (закислення) м'язових клітин та міжклітинного простору. Може знадобитися кілька днів, щоб ферменти знову нормально функціонували та аеробні можливості повністю відновилися. Часте повторенняінтенсивних навантажень (без достатнього відновлення) призводить до перетренованості.
Ушкодження м'язових клітин. Після напруженого тренування в крові підвищується рівень сечовини, креатинкінази, аспартатамінотрансферази (АсАТ) та аланінамінотрансферази (АлАТ). Це свідчить про пошкодження клітин. Щоб показники крові знову прийшли в норму, потрібно від 24 до 96 год. У цей час тренування повинні бути легкими — відновними.
Порушення м'язового скорочення впливає на координацію. Тренування на техніку не слід проводити, якщо лактат вище 6-8 ммоль/л.
Мікророзриви. Незначні пошкодження м'язів можуть стати причиною травми при недостатньому відновленні.
Уповільнюється утворення КрФ. Краще не допускати високих показників лактату під час спринтерських тренувань.
Знижується утилізація жиру. При виснаженні запасів глікогену енергозабезпечення виявиться під загрозою, оскільки організм буде не здатний використовувати жир.

На нейтралізацію половини молочної кислоти, що накопичилася, потрібно близько 25 хвилин; за 1 годину 15 хвилин нейтралізується 95% молочної кислоти. Активне відновлення («затримка») дуже швидко знижує лактат. У відновлювальній фазі краще виконувати безперервну, а чи не інтервальну роботу (Графік 3).

Енергетичні запаси

Важливо. Запасу АТФ вистачає на 2-3 секунди роботи максимальної потужності. Креатинфосфат (КрФ) витрачається за 8-10 секунд максимальної роботи. Глікогенові запаси закінчуються через 60-90 хвилин субмаксимальної роботи. Запаси жиру практично невичерпні (Графік 4).

Таблиця 1.1. Порядок підключення енергетичних систем при фізичному навантаженні максимальної потужності. Анаеробний – без участі кисню; аеробний -за участю кисню. Алактатний – молочна кислота не виробляється; лактатний – молочна кислота виробляється.