Замай Т.Н. и др. Биохимия

Подождите немного. Документ загружается.

ТЕМА 15. ЗАКОНОМЕРНОСТИ БИОХИМИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ ПОД ВЛИЯНИЕМ СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ



Биохимия. Учеб. пособие

-131-

Кумулятивный эффект, возникающий после многократного повторения

нагрузки, не является простым сложением некоторого числа срочных и

отставленных тренировочных эффектов. Каждая последующая нагрузка

воздействует на адаптационный эффект предшествующей нагрузки и может

видоизменять его. Если результат такого суммирования приводит к

усилению адаптационных изменений, то имеет место положительное

взаимодействие. Кроме этого, может быть отрицательное и нейтральное

взаимодействие. Эффективная адаптация может возникать только при

положительном взаимодействии. На тренировочные эффекты влияют

питание, физиотерапевтические и фармакологические средства,

биоклиматические условия и др. Эти дополнительные факторы усиления

адаптации к физическим нагрузкам могут быть успешными, если их

специфические эффекты будут положительно взаимодействовать с

тренировками.

Адаптационные процессы в организме при тренировке имеют фазный

характер, а наблюдаемые изменения в скорости развития адаптации со

стороны ведущих функций имеют разную амплитуду и длину волны. При

развитии адаптации тренировочные эффекты разных нагрузок должны

суммироваться по определенным правилам, создавая некоторый

завершенный цикл воздействия на ведущие функции. В этом случае цикл

следует повторить многократно в течение некоторого периода тренировки.

Из таких циклов, сменяющих друг друга, складываются циклы высшего

порядка.



Биохимия. Учеб. пособие

-132-

Уровень тренированности спортсмена определяется по изменению

концентрации лактата при выполнении стандартной или предельной

физической нагрузки. О более высоком уровне тренированности

свидетельствуют:

1. Меньшее накопление лактата (по сравнению с

нетренированными) при выполнении стандартной нагрузки,

что связано с увеличением доли аэробных механизмов.

2. Большее накопление лактата при выполнении предельной

нагрузки, что связано с увеличением гликолитической

мощности.

3. Повышение мощности работы, при которой резко возрастает

уровень лактата у тренированных лиц о сравнению с

нетренированными.

4. Более длительная работа на предельном уровне.

5. Меньшее возрастание лактата при повышении мощности

работы (совершенствование анаэробных процессов и

экономичностью энергозатрат).

6. Увеличение скорости утилизации лактата в период

восстановления после физической нагрузки.

В спортивной диагностике для выявления утомления обычно

определяется содержание гормонов симпато-адреналовой системы

(адреналина и продуктов его обмена) в крови и моче. Эти гормоны отвечают

за степень напряжения адаптации. При неадекватных физических нагрузках

содержание гормонов и его предшественников снижается, что связано с

исчерпанием биосинтетических резервов эндокринных желез и указывает на

перенапряжение регуляторных функций организма, контролирующих

адаптацию.

Для ранней диагностики перетренированности, скрытой фазы

утомления используется контроль за функциональной активностью

иммунной системы. Определяют Т- и В-лимфоциты. Такой контроль

позволит предотвратить срыв адаптационных механизмов, исчерпание

иммунной системы и развитие инфекционных заболеваний.

ТЕМА 16. БИОХИМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРИ ЗАНЯТИЯХ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ

16.1. Биохимический контроль развития систем энергообеспечения организма и уровнем тренированности, утомления и восстановления



Биохимия. Учеб. пособие

-133-

Восстановление организма связано с возобновлением количества

израсходованных во время работы энергетических субстратов и других

веществ. Их восстановление, а также скорость обменных процессов

происходят не одновременно. Знание времени восстановления различных

энергетических субстратов играет большую роль в правильном построении

тренировочного процесса. Наиболее информативным показателем

восстановления организма после физической нагрузки является продукт

белкового обмена – мочевина. При мышечной деятельности усиливается

катаболизм тканевых белков, способствующий повышению уровня

мочевины, поэтому нормализация ее содержания свидетельствует о

восстановлении синтеза белков в мышцах, а, следовательно, и о

восстановлении организма.

В начале 20 в. в спорте для повышения работоспособности стали

использовать различные стимулирующие препараты (гормональные,

фармакологические, физиологические) – допинги. Использование их не

только создает неравные условия при спортивной борьбе, но и причиняет

вред здоровью в случае побочного действия, а иногда являются причиной

летального исхода. Регулярное применение допингов, особенно

гормональных препаратов, вызывает нарушение функции многих систем:

1. Сердечно-сосудистой.

2. Эндокринной, особенной половых желез (атрофия) и

гипофиза, что приводит к нарушению детородной функции, появлению

мужских вторичных признаков у женщин (вирилизация) и увеличению

молочных желез у мужчин (гинекомастия).

3. Печени, вызывая желтухи, отеки, циррозы.

4. Иммунной, что приводит к частым простудам, вирусным

заболеваниям.

5. Нервной, проявляющееся в виде психических расстройств

(агрессивность, депрессия, бессонница).

6. Прекращение роста трубчатых костей, что опасно для

растущего организма.

Многие нарушения проявляются не сразу после использования

допингов, а спустя 10-20 лет или в потомстве. Поэтому в 1967 г. МОК создал

медицинскую комиссию (МК), которая определяет список запрещенных к

использованию в спорте препаратов и ведет антидопинговую работу,

организовывает и проводит допингконтроль на наличие в организме

спортсмена запрещенных препаратов. Каждый спортсмен, тренер, врач

должен знать запрещенные к использованию препараты.

ТЕМА 16. БИОХИМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРИ ЗАНЯТИЯХ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ

16.2. Контроль за применением допинга в спорте



Биохимия. Учеб. пособие

-134-

Классификация допингов

К средствам, которые используются в спорте для повышения

спортивного мастерства, относятся: допинги, допинговые методы,

психологические методы, механические факторы, фармакологические

средства ограниченного использования, пищевые добавки.

К средствам, которые причиняют особый вред здоровью и

подвергаются контролю, относятся допинги и допинговые методы.

По фармакологическому действию допинги делятся на 5 классов:

1. Психостимуляторы (амфетамин, эфедрин, фенамин,

кофеин, кокаин, и др.).

2. Наркотические средства (морфин, алкалоиды-опиаты,

промедол, фентанил и др.).

3. Анаболические стероиды (тестостерон, его производные,

метан-дростенолон, ретаболил, андродиол, и др), а также

анаболические пептидные гормоны (соматотропин, гонадотропин,

эритропоэтин).

4. Бета-блокаторы (анапримин, пропранолол), оксопреналол,

надолол, атеналол и др).

5. Диуретики (новурит, дихлотиазид, фуросимид, (лазикс),

клопамид, диакарб, верошпирон и др.).

Допинги являются биологически активными веществами,

выделенными из тканей животных и растений, получены синтетически, как и

их аналоги. Многие допинги входят в состав лекарств от простуды, гриппа и

других заболеваний, поэтому прием спортсменами лекарств должен

согласовываться со спортивным врачом.

К допинговым методам относятся кровяной допинг, различные

манипуляции, например, подавление процесса овуляции у женщин.

Биологическое действие допингов разнообразно. Так,

психостимуляторы повышают спортивную деятельность путем активации

ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что улучшает энергетику

и сократительную деятельность мышц, а также снимают усталость, придают

уверенность в своих силах, однако могут привести к предельному

напряжению функций этих систем и исчерпанию энергетических ресурсов.

Наркотические вещества подавляют болевую чувствительность, так как

являются сильными анальгетиками и отдаляют чувство утомления.

Анаболические стероиды усиливают процессы синтеза белка и уменьшают

их распад, поэтому стимулируют рост мышц, количества эритроцитов,

способствуя ускорению адаптации к мышечной деятельности и процессов

восстановления, улучшению композиционного состава тела. Бета-блокаторы

противодействуют эффектам адреналина и норадреналина, что как бы

успокаивает спортсмена, повышает адаптацию к физическим нагрузкам на

выносливость. Диуретики усиливают выведение из организма солей, воды и

некоторых веществ, что способствует снижению массы тела, выведению

запрещенных препаратов.

ТЕМА 16. БИОХИМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРИ ЗАНЯТИЯХ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ

16.2. Контроль за применением допинга в спорте



Биохимия. Учеб. пособие

-135-

Наиболее часто применяются анаболические стероиды. В тяжелой

атлетике, пауэрлифтинге, бодибилдинге их применяют около 90% мужчин и

20 % женщин. В других видах спорта они используется в меньшей степени

(78% футболистов, 40 % спринтеров). При этом используемые дозы могут

многократно превышать рекомендуемые (5-10 мг) и достигать 300 мг и даже

2 г.

В последнее время в качестве основного объекта для допинг контроля

используется моча. С целью обнаружения кровяного допинга используется

венозная кровь. Допинги определяют с помощью газовой хроматографии,

масс-спектроскопии, жидкостной хроматографии, флуоресцентного

иммунного анализа. При этом используется не менее 2-х методов. При

установлении наличия допинга спортсмен дисквалифицируется. За первое

нарушение спортсмен дисквалифицируется на 2 года, за второе –

пожизненно. Если обнаружены допинговые вещества, которые входят в

состав лекарств (эфедрин, кофеин и их аналоги), при первом нарушении

спортсмен дисквалифицируется на 3 месяца, при втором – на 2 года, а при

третьем – пожизненно.



Биохимия. Учеб. пособие

-136-

Наиболее важными скоростно-силовыми качествами являются сила,

скорость и мощность развиваемого мышечного усилия. Проявление их

зависит от ряда психологических, физиологических и биохимических

особенностей организма. Максимальные значения достигаются при

предельно высокой концентрации волевого усилия.

На уровне отдельных двигательных единиц проявление скоростно-

силовых качеств определяется частотой импульсов, достигающих синапсов,

скоростью электро-механического возбуждения, мощностью потока Са

скоростью развития активации в миофибриллах, активностью ферментов.

Величина мышечного усилия прямо пропорциональна длине саркомера.

Самые длинные саркомеры обнаружены в запирательных мышцах

моллюсков. Эти мышцы способны развивать усилие, в 3-6 раз превышающее

максимальную мышечную силу человека. Самые короткие саркомеры

находятся в летательных мышцах насекомых и колибри, максимальная сила

их мышц в 3 раза меньше, чем у человека. В скелетных мышцах человека

средняя длина саркомера – 1,8 мк, а длина миозиновых нитей – около 1 мк.

По величине максимальной силы мышцы человека занимают среднее

положение между мышцами моллюсков и летательными мышцами

насекомых.

Длина саркомера, или степень полимеризации миозина в толстых нитях

миофибрилл – генетически обусловленный фактор, остается неизменным в

процессе индивидуального развития и при тренировке. В то же время

содержание актина существенно изменяется. Содержание актина находится в

линейной зависимости от общего количества креатина. Оба показателя –

содержание актина и общая концентрация креатина в мышцах – могут быть

использованы при контроле за развитием мышечной силы и прогнозировании

уровня спортивных достижений в скоростно-силовых упражнениях.

Вторая фундаментальная зависимость описывает связь между

максимальной скоростью сокращения мышцы, длиной саркомера и

активностью АТФазы миозина. Наибольшая скорость сокращения отмечена в

летательных мышцах насекомых с короткими саркомерами, наименьшая – в

запирательных мышцах моллюсков.

В произвольных движениях человека важно не изолированное

проявление силы или скорости сокращения, а их совместный эффект,

оцениваемый величиной мощности развиваемого усилия. Поскольку

мощность является произведением силы на скорость, то, исходя из уже

известных зависимостей, нетрудно вывести третью зависимость. Мощность,

ТЕМА 17. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛЫ, БЫСТРОТЫ И ВЫНОСЛИВОСТИ

17.1. Морфологические и биохимические основы скоростно-силовых качеств



Биохимия. Учеб. пособие

-137-

развиваемая мышцей, зависит от суммарной АТФазной активности. Значения

максимальной мощности и максимальной скорости существенно

различаются в мышечных волокнах разного типа и изменяются при

адаптации к определенному виду деятельности. В быстросокращающихся

волокнах максимальная мощность составляет около 155 Вт/кг (суммарная

АТФазная активность выше), в медленносокращающихся – 40 Вт/кг.

Структурные факторы скоростно-силовых способностей человека

(длина саркомера, содержание быстро- и медленносокращающихся волокон)

генетически обусловлен, поэтому основным методическим путем улучшения

скоростно-силовых качеств является подбор методов, которые могли бы

улучшить АТФазную активность миозина и усилить синтез сократительных

белков. В скоростно-силовых видах спорта для решения этих задач

используется 2 основных приема – метод максимальных усилий и метод

повторных предельных упражнений.

Для тренировки способностей к максимальному проявлению

скоростно-силовых качеств применяются упражнения, близкие по

биодинамической структуре к соревновательным или сами соревновательные

упражнения. Она выполняются с предельной мобилизацией на проявление

максимального усилия с небольшим числом повторений и

нерегламентированными интервалами отдыха, достаточными для

восстановления и повторной мобилизации на максимальные усилия.

Предельный объем упражнений с максимальным проявлением силы,

скорости и мощности определяется критической концентрацией

креатинфосфатата (КФ). За счет этого количества можно выполнить

непрерывно до 5-6 повторений. При произвольно дозируемых интервалах

отдыха в одном тренировочном занятии можно выполнить по 10-12 раз

упражнения без заметного снижения мощности. При большом числе

повторений развивается локальное утомление, закисление и снижение

активности миозиновой АТФазы. Поэтому работу нужно прекращать, как

только обнаруживается выраженное снижение максимальной мощности

упражнения резкое изменение лактата.

Метод повторных предельных упражнений применяется для усиления

синтеза сократительных белков и увеличения мышечной массы. Для этого

упражнения выполняются с большим числом повторений до отказа. При

интенсивной работе возникает гипоксия, недостаток макроэргов, разрушение

мышечных волокон, накопление продуктов их распада. Продукты

расщепления белков, креатин являются регуляторами белкового синтеза в

период отдыха после скоростно-силовой работы. При систематическом

ТЕМА 17. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛЫ, БЫСТРОТЫ И ВЫНОСЛИВОСТИ

17.2. Биохимические основы методов скоростно-силовой подготовки спортсменов



Биохимия. Учеб. пособие

-138-

повторении таких тренировок в мышцах существенно увеличивается

содержание сократительных белков и возрастает объем мышечной массы.

Разумное сочетание и последовательность применения обоих методов в

процессе тренировки могут обеспечить высокий уровень развития скоростно-

силовых качеств спортсмена.

Выносливость определяет общий уровень работоспособности.

Характеризуется она продолжительностью работы на заданном уровне

мощности до первых признаков выраженного утомления, которое приводит к

снижению работоспособности. Определяется выносливость

продолжительностью работы, выполненной до отказа.

Выносливость можно охарактеризовать отношением величины

энергетических ресурсов, доступных для использования, к скорости

расходования энергии:

Выносливость (t пред, мин) = запасы энергии (Дж)/скорость расхода

энергии (Дж в мин)

Выносливость определяется временем функционирования с заданной

интенсивностью до полного исчерпания энергетических ресурсов.

Выносливость определяется емкостью креатинфосфокиназного

механизма, анаэробного гликолиза и аэробного механизма. Поэтому система

тренировок на выносливость должна быть ориентирована, прежде всего, на

повышение этих биоэнергетических свойств организма.

Применяемые для развития выносливости методы тренировки

оказывают избирательное воздействие на отдельные биоэнергетические

функции. Наиболее эффективными методами развития выносливости

являются метод длительной непрерывной работы (равномерной или

переменной), а также методы повторной и интервальной тренировки. Обычно

их разделяют по направленности на развитие аэробного или анаэробного

компонента выносливости.

В тренировке, направленной на развитие алактатного анаэробного

компонента выносливости, чаще всего используют методы повторной и

интервальной работы (интервальный спринт). Основная цель такой

тренировки – добиться максимального исчерпания алактатных анаэробных

резервов в работающих мышцах и повысить устойчивость ключевых

ферментов (миозиновой АТФазы и креатинфосфокиназы) в условиях

накопления продуктов анаэробного распада (АДФ, фосфата, лактата и др.).

Решить эту задачу можно только путем большого числа повторений

ТЕМА 17. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛЫ, БЫСТРОТЫ И ВЫНОСЛИВОСТИ

17.4. Методы тренировки, способствующие развитию выносливости



Биохимия. Учеб. пособие

-139-

кратковременных (продолжительностью не более 10-15 сек) упражнений

высокой интенсивности. Как только достигается критическая величина

полного исчерпания запасов (обычно оно достигается к 8-10 повторению

упражнений), сразу же снижается мощность выполняемого движения. Паузы

отдыха при этом должны быть достаточны для полного восстановления

растраченных при этой работе алактатных резервов (не менее 2,5-3 мин). 8-10

повторений – оптимальное число для данного метода тренировки

алактатного компонента выносливости.

В отличие от методов повторной тренировки, где интервалы отдыха не

регламентированы, в интервальном методе величина их подбирается таким

образом, чтобы обеспечить наиболее выраженное воздействие на

тренируемую функцию. Для создания алактатного анаэробного эффекта,

необходимо применять интервальный метод – кратковременные

максимальные усилия, чередуемые с коротким (30 сек) отдыхом.

Максимальный эффект создается при тренировке сериями по 5-6 повторений

в каждой с интервалами между сериями не менее 3 мин.

При развитии гликолитического анаэробного компонента

выносливости могут использоваться методы однократной предельной,

повторной и интервальной работы. Избираемые характеристики упражнений

должны обеспечить предельное усиление анаэробных гликолитических

превращений в работающих мышцах. Таким условиям отвечает выполнение

предельных усилий в интервале от 30 сек до 2,5 мин.

Повторное выполнение упражнений гликолитического анаэробного

характера через большие и нерегламентируемые интервалы отдыха позволяет

с каждым новым повторением воспроизводить программируемый

тренировочный эффект. Предельное число повторений упражнения зависит

от запасов гликогена в работающих мышцах и достижения предельных

величин закисления (6-8 повторений максимального усилия).

Чтобы выполнить необходимый объем работы, достаточный для

закрепления тренировочного эффекта, интервальная работа с короткими

паузами отдыха обычно выполняется сериями по 3-4 повторения,

разделенными 10-15 мин отдыха, который необходим для восстановления

работоспособности после предельной анаэробной нагрузки.

В тренировке, направленной на развитие аэробного компонента

выносливости, используются методы однократной непрерывной, повторной и

несколько вариантов интервальной работы. Чтобы обеспечить достаточное

воздействие на аэробный обмен при использовании методов однократной

непрерывной и повторной работы, общая продолжительность упражнения

должна составлять не менее 3 мин, достаточных для врабатывания и выхода

на стационарный уровень потребления кислорода. В однократной

непрерывной работе объем нагрузки, вызывающий соответствующие

адаптационные перестройки в организме, составляет обычно не менее 30

мин.

Интенсивность выполняемого упражнения при однократной

непрерывной работе должна обеспечить значительную активацию процессов

ТЕМА 17. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИЛЫ, БЫСТРОТЫ И ВЫНОСЛИВОСТИ

17.4. Методы тренировки, способствующие развитию выносливости



Биохимия. Учеб. пособие

-140-

окисления в тканях. После начала врабатывания уровень потребления

кислорода устанавливается вблизи его максимальных значений. Выполнение

такой работы требует значительного напряжения кардиореспираторной

системы, ответственной за доставку кислорода работающим мышцам. По

ходу выполнения работы непрерывно увеличиваются показатели легочной

вентиляции, ЧСС и кровяного давления.

Реакция со стороны систем вегетативного обслуживания зависит от

увеличения показателей анаэробного обмена. Поскольку уровень нагрузки

выше порога анаэробного обмена, по ходу выполнения упражнения

значительно усиливается выделение неметаболического излишка СО

накопление лактата в крови. Квалифицированные спортсмены способны

выполнять такую непрерывную работу в течение 2,5-3 часов.

Напряженность реакции со стороны систем аэробного обмена в ответ

на непрерывную длительную работу заметно увеличивается при переменном

режиме работы.

Наиболее выраженное воздействие на аэробный обмен оказывают

специальные режимы интервальной нагрузки. Один из наиболее изученных

режимов этой работы называется «интервальная тренировка по

фрайбургскому правилу». Заключается он в чередовании относительно

кратковременных периодов работы (30-90 сек) с интервалами отдыха такой

же продолжительности. Такая работа создает достаточный стимул для

развертывания аэробных процессов в тканях, особенно для улучшения

циркуляторных показателей, и вызывает выраженную гипертрофию сердца.

Поэтому данный режим интервальной работы называют «циркуляторной»

интервальной тренировкой.

Хорошим средством для повышения показателей аэробной мощности

служит интервальная тренировка на коротких отрезках. Можно использовать

также модификацию интервальной тренировки на коротких отрезках –

миоглобиновая интервальная тренировка, включающая очень короткие (не

более 5-10 сек) периоды работы, чередуемые со столь же короткими паузами

отдыха. Интенсивность упражнения достаточно высокая, но не максимальная

(упражнения выполняются свободно, без напряжения). В короткие периоды

работы расходуются внутримышечные запасы кислорода, связанного с

миоглобином, однако они быстро восполняются во время отдыха. Эта работа

может выполняться в большом объеме с поддержанием высокого уровня

потребления кислорода и способствовать развитию кислородной

эффективности.

Высокий уровень развития выносливости может быть достигнут лишь

при одновременном совершенствовании всех ее основных компонентов с

помощью комплекса разнообразных средств и методов, обеспечивающих

избирательное воздействие на соответствующие функции и качества

спортсмена. Применение всех этих средств должно базироваться на знании

основных закономерностей биохимической адаптации в процессе

тренировки.