Hapnikuvõlg. Aeroobne lihaste energiavarustussüsteem

Kohustus Kategooriline imperatiiv – objektiivne printsiip hea tahe. Ja mis on selle subjektiivne põhimõte? Teisisõnu, milline motiiv juhib inimest, kui ta allub kategoorilisele imperatiivile? Sellele küsimusele vastamiseks peame meeles pidama, et

Füüsilise aktiivsuse suurenedes suureneb hapnikutarbimine kuni individuaalse maksimumini (IPC).

Treenimata inimestel on MIC tavaliselt 3-4 l/min või 40-50 ml/min/kg; hästi treenitud sportlastel ulatub MIC 6-7 l / min või 80-90 ml / min / kg. Väsimuse tõttu ei saa maksimaalset hapnikutarbimist pikka aega (kuni 15 minutit) hoida.

Töö ajal suureneb hapnikuvajadus. Joonis 14 näitab hapniku kättesaadavust:

AGA - kerge töö;

B - raske töö;

B - kurnav töö.

Hapnikuvajadus (O 2 -request) - hapniku hulk, mis on vajalik, et organism saaks täielikult rahuldada töös oksüdatiivsete protsesside tõttu tekkiva energiavajaduse.

Hapniku sissetulek (O 2 - tulu) - aeroobseks otstarbeks kasutatud hapniku hulk ATP resüntees tööde teostamise ajal. Hapniku sissetulekut piiravad MPC (joonis 14 B) ja energiavarustuse aeroobsete protsesside kasutuselevõtu kiirus.

Seega võib suure võimsusega töötades hapnikutarve ületada hapnikuvarustust (joon. 14 C). Sel juhul, et hapnikupuudus (O 2 -defitsiit) - hapnikuvajaduse ja hapniku sissetuleku vahe püsib kogu operatsiooni vältel ja põhjustab märkimisväärset hapnikuvõlga.

Hapnikupuuduse tingimustes aktiveeruvad ATP resünteesi anaeroobsed reaktsioonid, mis viib anaeroobsete lagunemissaaduste, eelkõige laktaadi akumuleerumiseni organismi. Töö ajal, kus püsiseisund on võimalik, võib osa laktaati töö käigus ära kasutada tänu suurenenud aeroobsetele reaktsioonidele, mille käigus laktaati kasutatakse, muundatakse püruvaadiks ja oksüdeeritakse. Teine osa elimineeritakse pärast tööd [Holloshi D.O., 1982].

Kui püsiseisundit ei teki, suureneb laktaadi kontsentratsioon töö käigus kogu aeg, mis toob kaasa tööst keeldumise. Sel juhul laktaat elimineeritakse töö lõppedes. Need protsessid nõuavad lisakogust hapnikku, nii et mõnda aega pärast töö lõppu jätkatakse selle tarbimise suurenemist võrreldes puhketasemega [Volkov N.I., Nessen E.N., Osipenko A.A., Korsun, 2000].

Hapnikuvõlg (O 2 -võlg) - hapniku kogus, mis on vajalik kehasse kogunenud ainevahetusproduktide oksüdatsiooniks ebapiisava aeroobse energiaga varustatuse korral intensiivse lihastöö käigus, samuti kehalise aktiivsuse käigus tarbitava hapnikuvaru täiendamiseks.

Anaeroobne energiavarustus toimub kahel viisil:

kreatiinfosfaat (ilma laktaadi moodustumiseta);

Glükolüütiline (koos laktaadi moodustumisega).

1- hapnikuvõla "alaktaat" fraktsioon;

2- "laktaadi" fraktsioon hapnikuvõlast

Joonis 14. Hapnikuvõla teke ja kõrvaldamine

erineva võimsusega töötamise ajal [vastavalt N.I. Volkov 2000]

Seetõttu on hapnikuvõlal kaks osa:

- alactic O 2 -võlg - O 2 kogus, mis on vajalik ATP ja kreatiinfosfaadi taassünteesiks ning hapnikuvarude taastamiseks otse lihaskoes;

- laktaat О 2 -võlg - töö käigus kogunenud piimhappe kõrvaldamiseks vajalik О 2 kogus.

Ja kui laktaadi O 2 -võlg kõrvaldatakse piisavalt kiiresti, esimestel minutitel pärast töö lõppu, siis laktaadi O 2 -võla likvideerimine võib kesta kuni kaks tundi.

Metoodilised järeldused:

1. Alaktaathapnikuvõlg tekib mistahes töö käigus ja elimineerub kiiresti, 2-3 minuti jooksul.

2. Laktaadi hapnikuvõlg suureneb oluliselt, kui MIK hapnikuvajaduse väärtus on ületatud.

3. Suurenenud võimsusega koormuste korduste vaheline ebapiisav puhkeaeg muudab energiavarustuse protsessi glükolüütiliseks "kanaliks".

Lihaste kohanemise tunnused

Töötada vastupidavuse nimel

Skeletilihased ristlõikes on kiirete, vahepealsete ja aeglaste kiudude mosaiik. Valge oleks ranged kiud on suuremad, kuid mitte väga ühtlase paksusega. Nad ei ole nii hästi varustatud verekapillaaridega, mitokondreid on neis vähe. Seetõttu ei kohane nad pikaajalise tööga ning nende roll vastupidavuse suurendamisel on väga väike. Vastupidi, punaseid aeglasi kiude ümbritseb tavaliselt rikkalik kapillaaride võrgustik ja mitokondrite arv on väga suur. Lisaks on punased kiud palju õhemad (3-4 korda). Keskmist tüüpi kiud on kiired punased kiud, millel on väljendunud võime luua nii anaeroobseid kui ka aeroobseid energiatootmismehhanisme.

Vastupidavustreeningu mõjul omandavad vahepealsed lihaskiud aeglaste kiudude omadused koos kiirete lihaskiudude omaduste vastava vähenemisega. Kasutades immunohistokeemilisi meetodeid "kiire" ja "aeglase" müosiini määramiseks, leiti, et vahepealset tüüpi kiud sisaldavad mõlemat tüüpi müosiini ja nende suhe võib treeningu käigus muutuda. Punase aeglase ja valge puhul selliseid muutusi siiski ei tuvastata kiired kiud. Ligikaudne aeglaste punaste kiudude sisaldus laias väline lihas puusad on universaalrulluisutajatel umbes 56%, jääjad - umbes 75% [Meyerson F.Z., 1986]. Aeroobse varustuse efektiivsuse perifeersel tasandil määrab suuresti lihaste oksüdatiivne potentsiaal, mille omakorda määrab mitokondriaalse süsteemi areng.

Skeletilihaste mitokondriaalse süsteemi jõud, mis määrab nii ATP taassünteesimise kui ka püruvaadi kasutamise võime, on lüli, mis piirab lihaste töö intensiivsust ja kestust. Mitokondrite võime kasutada püruvaati energiasubstraadina, takistades selle muutumist laktaadiks ja sellele järgnevat laktaadi akumuleerumist, on taseme tõstmise kõige olulisem tingimus. jõu vastupidavus. Samal ajal on püruvaadi moodustumise kiirus kiiretes glükolüütilistes kiududes ligikaudu sama, mis selle kasutamise kiirus "aeroobsetes" kiududes ja sel juhul võib kogumõju olla tingitud ühe ja ühe kiudude samaaegsest toimimisest. teist tüüpi. See on kasulik nii mehaanilisest kui ka metaboolsest seisukohast [Meyerson F.Z., Pshennikova M.G., 1988].

Aeglaste lihaskiudude hüpertroofia puudumine ei tähenda adaptiivsete biosünteesiprotsesside puudumist neis. Vastupidavustreeningu ajal eelistatakse mitokondriaalset valgusünteesi ja seda mitte ainult aeglastes, vaid ka vahepealsetes kiududes. Oksüdatiivse energiavarustuse korral toimub ainevahetus läbi mitokondriaalsete membraanide. Järelikult, mida suurem on mitokondriaalsete membraanide kogupind, seda tõhusamad on oksüdatiivsed protsessid. Erineva intensiivsuse ja mahuga kehaline aktiivsus mitokondriaalne biosüntees toimub erineval viisil.

1. Hüpertroofia- mitokondrite mahu suurenemine - toimub "hädaolukorras" kohanemisel järsult suurenenud koormustega. See on kiire, kuid ebaefektiivne viis. Kuigi mitokondriaalsete membraanide kogupind suureneb, muutub nende struktuur, mis halvendab nende toimimist.

2. Hüperplaasia- mitokondrite arvu suurenemine. Mitokondrite maht ei muutu, kuid membraanide kogupindala suureneb. See tõhus variant pikaajaline kohanemine aeroobne treening saavutatakse pikaajalise koolitusega.

Samal ajal võib mitokondriaalsete membraanide kogupindala moodustumise tõttu veelgi suureneda crist- voldid mitokondrite sisemembraanil.

Riis. 15. Difuussete kauguste suurendamine

hüpertrofeerunud lihastes

Kui a jõutreening põhjustada keskmiste ja kiirete lihaskiudude hüpertroofiat, siis vastupidavuskoormuse mõjul aeglased lihaskiud mitte ainult ei hüpertroofiseeru, vaid võivad ka vähendada paksust, mis toob kaasa mitokondrite ja kapillaaride tiheduse suurenemise ning hajusate kauguste vähenemise. .

Seega, pikaajalise töö ajal, kui hapnikuga varustamine, energiasubstraadid ja ainevahetusproduktide eemaldamine on otsustavad tegurid, mõjutab lihaste hüpertroofia vastupidavust halvasti.

See asjaolu suunab otsima viise, kuidas tõsta kõrgelt treenitud sportlaste aeroobset jõudlust tsentrist perifeeriasse, st südame-hingamissüsteemist neuromuskulaarsesse süsteemi.

Metoodilised järeldused:

1. Lihase mahu vähenemine aitab kaasa vastupidavuse suurenemisele.

2. Vastupidavuse suurenemine on otseselt seotud lihaskiudude mitokondriaalse süsteemi arenguga.

Üldised funktsionaalse taastumise mustrid pärast tööd

1. Enamiku funktsionaalsete näitajate taastumise kiirus ja kestus on otseselt sõltuvad töö võimsusest: mida suurem on töö võimsus, seda suuremad on töö käigus toimuvad muutused ja (vastavalt) ka taastumismäär. See tähendab, et mida lühem on harjutuse maksimaalne kestus, seda lühem on taastumisperiood. Seega on enamiku funktsioonide taastumise kestus pärast maksimaalset anaeroobset tööd mitu minutit ja pärast pikemaajalist tööd, näiteks pärast maratoni jooks, - mitu päeva. Paljude funktsionaalsete näitajate esmase taastumise kulg on oma olemuselt nende muutuste peegelpeegeldus arenguperioodil.

2. Jätkub erinevate funktsioonide taastamine erinev kiirus, ja taastumisprotsessi mõnes faasis ja eri suundades, nii et nende jõudmine puhketasemeni toimub mitte-samaaegselt (heterokroonselt). Seetõttu ei tohiks taastumisprotsessi lõppemist tervikuna hinnata ühe või isegi mitme piiratud näitaja järgi, vaid ainult kõige aeglasema taastumise näitaja esialgsele (tööeelsele) tasemele naasmise järgi.

3. Tõhusus ja paljud kehafunktsioonid, mis seda määravad taastumisperioodil pärast intensiivset tööd, ei saavuta mitte ainult tööeelset taset, vaid võivad seda ka ületada, läbides faasi " taastamine". Kui rääkida energiasubstraatidest, siis sellist ajutist tööeelse taseme ületamist nimetatakse superkompensatsiooniks.

AT lihastöö protsessis kulub organismi hapnikuga varustatus, fosfageenid (ATP ja CRF), süsivesikud (lihaste ja maksa glükogeen, vere glükoos) ja rasvad. Pärast tööd need taastatakse. Erandiks on rasvad, mille taastumine ei pruugi olla. AT Pärast tööd kehas toimuvad taastavad protsessid leiavad oma energiapeegelduse suurenenud (võrreldes tööeelse olekuga) hapnikutarbimine - hapnikuvõlg.

A. Hulli (1922) algse teooria järgi on hapnikuvõlg O2 liigne tarbimine üle tööeelse puhketaseme, mis annab kehale energiat tööeelse oleku taastamiseks, sh energiavarude taastamiseks. töö ajal kulutatud ja piimhappe eemaldamine. O 2 tarbimise määr pärast tööd väheneb eksponentsiaalselt: esimese 2-3 minuti jooksul väga kiiresti (kiire ehk alaktaat, hapnikuvõla komponent) ja seejärel aeglasemalt (aeglane ehk laktaat, hapnikuvõla komponent), kuni saavutab (30 -60 min pärast) konstantse väärtuse, eeltöötlemise lähedal.

O2-võla kiire (alaktiline) komponent Seda seostatakse peamiselt O2 kasutamisega töö käigus tarbitud suure energiasisaldusega fosfageenide kiireks taastamiseks töötavates lihastes, samuti normaalse O2 sisalduse taastamisega venoosses veres ja müoglobiini küllastamisega hapnikuga. M O2-võla aeglane (laktaatne) komponent on seotud paljude teguritega. Suures osas on see seotud laktaadi tööjärgse eemaldamisega verest ja koevedelikest. Sel juhul kasutatakse hapnikku oksüdatiivsetes reaktsioonides, mis tagavad glükogeeni taassünteesi verelaktaadist (peamiselt maksas ja osaliselt ka neerudes) ning laktaadi oksüdatsiooni südames ja skeletilihastes. Lisaks on O2 tarbimise pikaajaline suurenemine seotud vajadusega säilitada taastumisperioodil hingamis- ja kardiovaskulaarsüsteemi suurenenud aktiivsus, suurenenud ainevahetus ja muud protsessid, mis on põhjustatud sümpaatilise organi pikaajalisest suurenenud aktiivsusest. närvi- ja hormonaalsüsteemid, kehatemperatuuri tõus, mis samuti väheneb aeglaselt kogu taastumisperioodi jooksul.

Hapnikuvarude taastamine. Lihastes leidub hapnikku keemilise sideme kujul müoglobiiniga. Lihasetöö käigus saab seda kiiresti tarbida ja pärast tööd kiiresti taastada. Hapnikuvarude taastamise kiirus sõltub ainult selle kohaletoimetamisest lihastesse. Mõne sekundi jooksul pärast töö lõpetamist taastuvad hapniku "varud" lihastes ja veres. O2 osaline pinge alveolaarses õhus ja arteriaalses veres ei saavuta mitte ainult tööeelset taset, vaid ka ületab selle. Samuti taastub kiiresti O2 sisaldus töötavatest lihastest ja keha teistest aktiivsetest elunditest ja kudedest voolavas veeniveres, mis viitab nende piisavale hapnikuga varustamisele tööjärgsel perioodil.

Peamised viisid piimhappe eemaldamiseks:

1) oksüdatsioon CO2-ks ja H2O-ks (see kõrvaldab ligikaudu 70% kogu akumuleerunud piimhappest);

2) muundamine glükogeeniks (lihastes ja maksas) ja glükoosiks (maksas) - umbes 20%;

3) muundumine valkudeks (alla 10%);

4) eemaldamine uriini ja higiga (1-2%).

Aktiivse taastumisega suureneb aeroobselt elimineeritava piimhappe osakaal. Kuigi piimhappe oksüdatsioon võib toimuda erinevates organites ja kudedes (skeletilihased, südamelihas, maks, neerud jne), oksüdeerub suurem osa sellest skeletilihastes (eriti nende aeglastes kiududes). See teeb selgeks, miks kerge töö (mis hõlmab peamiselt aeglaseid lihaskiude) aitab kaasa laktaadi kiiremale eliminatsioonile pärast suuri koormusi. W Märkimisväärne osa O2-võla aeglasest (laktaadist) fraktsioonist on seotud piimhappe eliminatsiooniga. Mida intensiivsem on koormus, seda suurem on see osa. Treenimata inimestel ulatub see maksimaalselt 5-10 liitrini, sportlastel, eriti kiirus-jõuspordialade esindajate seas, 15-20 liitrini. Selle kestus on umbes tund. O2-võla laktaadifraktsiooni suurus ja kestus vähenevad aktiivse taastumisega.