Энергетическая основа движения

Энергетическая основа движения

 

Расход энергии  в зависимости от вида деятельности 

Даже в абсолютном покое (во сне) человеку необходима энергия  для обеспечения работы внутренних органов, поскольку любой вид  деятельности требует расхода энергии. В таблице 1.6 представлены данные о  расходе энергии в различных  видах спорта в пересчете на 1 кг массы тела человека в час. Вопреки  существующему мнению спорт и  физическая работа "сжигают" не так  много калорий, на что обратили внимание немецкие исследователи (Кремер, Тренклер, 2000). В таблице 1.7 приводится соотношение расхода энергии при работе в течение 1 ч и расхода калорий в соответствии с приемом адекватного количества пищевых продуктов (табл. 1.7).  

Двигательная деятельность обеспечивается сократительной способностью мышц, которая зависит от скорости аккумуляции и расхода энергии. Между расходом и восстановлением  энергии существует динамическое равновесие, которое зависит от многих факторов и существенно различается. например у бегунов: спринтера в забеге на 60 м и стайера — на 42,195 км.  

Стратегия тренера  и медико-биологическое обеспечение  при тренировке спортсменов, специализирующихся в спринтерских и стайерских дистанциях, существенно различается. Тренировка спринтера преимущественно направлена на совершенствование скорости: он тренирует свои скоростные качества, а стайер — выносливость. При  этом интенсивность образования  энергии для осуществления поставленных задач у них существенно отличается, а следовательно, разным должно быть и питание (его калорийность, соблюдение необходимого соотношения белков, углеводов  и жиров, динамика поступления каждого  из ингредиентов в организм и др.).

 

Расход энергии  в различных видах спорта 

Ежедневный расход энергии в различных видах  спорта представлен в таблице 1.8.  

Общая структура  годичного цикла подготовки практически  во всех видах спорта включает три  основных периода: подготовительный, соревновательный и переходный. В подготовительном периоде выделяют общеподготовительный и специально-подготовительный этапы, в соревновательном периоде — пред соревновательный и этап непосредственной подготовки к соревнованиям (рис. 1.11).

 

Общая структура  тренировочных занятий в цикле  подготовки к главным соревнованиям (Справочник IAAF) 

Энерготраты в каждый из периодов существенно отличаются, что требует особого внимания к компенсации энергодающих биомакромолекул в зависимости от вида выполняемой работы (анаэробной, смешанной или аэробной). На представленной схеме не отражен период восстановления как после главных соревнований, так и во время микро-, мезо- и макроциклов. Однако на него следует обратить серьезное внимание, чтобы не вызвать эффект перетренированности. Одним из факторов, вызывающих перетренированность, является неадекватное питание.  

Способы сохранения энергии и реализации ее запасов  для обеспечения движения могут  быть разделены на два типа: анаэробный и аэробный. Они различаются между  собой длительностью процесса, его  интенсивностью и участием в нем  кислорода.  

Анаэробный алактатный (без участия лактата) путь энергообеспечения мышечной деятельности используется для короткой и интенсивной работы (спринт) — без участия кислорода, без образования молочной кислоты, за счет энергетических фосфатов.  

Анаэробный лактатный путь энергообеспечения используется для средних и длинных дистанций — без участия кислорода, с образованием молочной кислоты, при окислении гликогена и глюкозы.  

Смешанная зона анаэробно-аэробной производительности энергии характеризуется  участием кислорода, использованием гликогена  и свободных жирных кислот как  источника энергии.  

Взаимодействие процессов  участия кислорода, источников энергии:  

Анаэробные процессы:  

1)АТФ=>АДФ+ Р + свободная энергия;  

2)креатинфосфат + АДФ => креатин + АТФ;  

3)2 АДФ =>АТФ + АМФ.  

Аэробный процесс:  

1) гликоген или  глюкоза + Р + АДФ => лактат + АТФ:  

гликоген, глюкоза, жирные кислоты + Р + О2 => СО2 + Н2O + АТФ.  

АТФ является главной  биомакромолекулой, которая обеспечивает сокращение мыши по схеме  

актин + миозин + АТФ + Н20 => актин + + миозин + АДФ + Фнеорг = Работа.  

Недостаток АТФ  в клетке (в результате повышенного  распада или недостаточного синтеза) лимитирует спортивную работоспособность.  

Накопление энергии  в клетках происходит за счет поступления  в организм энергетически ценных продуктов животного и растительного  происхождения. При этом углеводы обеспечивают 60 %, жиры — 25 %, белки — 15 % энергии, необходимой  для выполнения работы. Скорость накопления или восстановления при предварительном  расходе энергии бывает различной  в зависимости от функционального  состояния организма, вида спорта, а  также действия определенных лекарственных  веществ.  

Аэробное окисление  глюкозы с целью последующего синтеза АТФ происходит на первом этапе до двух молекул пировиноградной  кислоты, которая превращается в  ацетил-Ко А, окисление которого в  свою очередь происходит в цикле  лимонной кислоты и дыхательной  цепи. При этом энергия АТФ расходуется  на образование тепла и накапливается  в клетках. Общий выход АТФ  составляет 38 молекул. Аэробный механизм образования энергии (АТФ) из глюкозы  в 18 раз более эффективен, чем  анаэробный. Одним из факторов, который  стимулирует поступление глюкозы  в клетки мышц, является гипоксия.  

Пути ресинтеза АТФ (КФ + АДФ => К + АТФ) в зависимости от расхода начинают функционировать параллельно и зависят от высокой концентрации АДФ. Из двух молекул АДФ образуется одна молекула АТФ (2АДФ АТФ + АМФ). Максимально эффективным является креатинкиназный путь ресинтеза АТФ:  

КФ + АМФ => АДФ + К;  

КФ + АДФ=>АТФ+К.

[править]

 Энергообеспечение  и восстановление  

Возможны следующие  варианты соотношения восстановления и расходования энергии:

восстановление нормальное, расход нормальный — работоспособность  оптимальная,

восстановление недостаточное, расход нормальный — работоспособность  снижена,

восстановление нормальное, расход повышен — работоспособность  снижена.  

Таким образом, чтобы  сохранить депо энергии постоянным, следует или снизить расход, или  увеличить восстановление. При спортивных нагрузках интенсивность расхода  увеличивается в десятки раз, в связи с чем требуется  ускорить восстановление энергетического  депо. Это достигается с помощью  правильного питания и фармакологических  препаратов-корректоров, которые помогают организму экономить энергию  питательных продуктов или ускорять ее "сжигание".  

Величины ежедневного  расхода энергии в различных  видах спорта, а также энергетическая емкость (ккал) основных энергодаюших продуктов у человека, масса тела которого 75 кг, представлены в таблице 1.9.

 

Важнейшие биомакромолекулы — источники энергии, образующиеся из продуктов питания в организме человека с массой тела 75 кг (Astrand, 1970) 

Запасы энергии  в организме человека сохраняются  и используются по-разному, в частности  одни виды спорта, где требуется  высокий уровень выносливости, "потребляют" очень много энергии, а другие, например спринт, — значительно  меньше. Отсюда следует, что для обеспечения  достаточного количества энергии, прежде всего, следует учитывать конкретные условия: для выполнения какой работы и в каком виде спорта требуется  энергия и о каком периоде  спортивной деятельности идет речь (микро-, мезо- и макроциклы, соревнования и  время после них).  

В разные периоды  подготовки (восстановление или соревнования) расход энергии может составлять от 1500 до 10 ООО ккал в день.  

Соотношение основных источников энергии для мышечной деятельности в зависимости от вида спорта приведено в таблице 1.10. Питание  спортсменов в течение учебно-тренировочного процесса, перед соревнованиями, во время и после них кардинально  различается.

 

Необходимое процентное соотношение углеводов, белков и  жиров в зависимости от вида спорта 

При больших мышечных нагрузках существенно возрастает потребность в основных пищевых  ингредиентах, в том числе в  макро- и микроэлементах. Недостаточная  насыщенность рациона питания спортсменов  макро- и микроэлементами может  сопровождаться различными патологическими  нарушениями. Так, у спортсменов  часто наблюдаются дефицит железа (спортивная анемия), латентные дефициты магния, цинка, хрома, все это приводит к снижению уровня достижений.  

Пробелы в понимании  принципов фармакологической коррекции  физической работоспособности человека связаны с разрывом между результатами, полученными, с одной стороны, на простых биологических моделях  в молекулярной биологии, а с другой — при испытаниях (включая микробиопсии с анализом ультраструктуры мышечных волокон, маркерных ферментов митохондрий, особенностей динамики метаболизма, гормонального профиля и др.) лекарственных вешеств на спортсменах высокой квалификации, главными качествами которых являются сила, скорость, выносливость, координация движений и др.  

Разработанная около 60 лет назад В. С. Фар-фелем (Конради и др., 1934) классификация зон мощности широко применяется как в спортивной практике, так и в теории и методике физического воспитания. Эта классификация была составлена на основе анализа мировых достижений по бегу у мужчин. График зависимости скорость—время включает четыре зоны, названные "зонами относительной мощности Первая зона характеризуется максимальной мощностью, где время работы составляет не более 20—30 с и лимитируется ресурсами макроэргических фосфатов в мышечных клетках, особенно креати нфосфатом.  

Вторая зона (субмаксимальная) — в нее включены средние дистанции, при которых время работы составляет 3—5 мин, а источником энергии является анаэробно-гликолитический процесс.  

Третья зона —  большой мощности, присущей основной части стайерских дистанций с  длительностью бега 20—30 мин. Для  нее характерно смешанное энергообеспечение, которое реализуется за счет аэробных и анаэробных процессов.  

Четвертая зона —  умеренной мощности, включает все  суперстайерские дистанции. Время бега составляет несколько часов, а энергообеспечение зависит от анаэробных процессов.  

Проведя обстоятельный  анализ, В. Д. Сонькин и О. В. Тиунова существенно дополнили выдвинутую концепцию и на основании большого статистического материала сделали собственные выводы по различным возрастным группам, а также и по лучшим мировым достижениям. Оказалось, что прирост мировых достижений у мужчин в зонах большой и умеренной мощности более выражен, чем в зонах максимальной и субмаксимальной мощности. Средняя скорость, с которой преодолевается каждая дистанция на 4 % в спринте и на 24 % в стайере, выше, чем это было 50 лет назад. Отмечено также, что различия в выносливости мужчин и женщин тем сильнее, чем ниже мощность нагрузки (скорость бега).  

Следует отметить, что 60 лет назад современные стимуляторы  работоспособности практически  не применялись, а последние 10—15 лет  они использовались очень широко. Однако разница в достижениях  спортсменов зависит не только от фармакологических воздействий. Важным фактором является и совершенствование  методики педагогической подготовки. Эти предпосылки необходимы для  обсуждения специфики действия различных  лекарственных веществ в зависимости  от мощности работы, ее продолжительности  и энергообеспечения. Вопросам "фармакологической  подготовки" во всех цивилизованных странах уделяется значительное внимание в медико-биологическом  обеспечении не только спортсменов, но и других контингентов, нуждающихся  в этом. Совершенно необходимо рассматривать  действие лекарственных веществ  с учетом приведенных выше данных.  

Прежде всего, следует  обратить внимание на возможную функциональную недостаточность восполнения энергии  для совершения движений. По способу  энергообеспечения различают анаэробную, смешанную и аэробную зоны, по длительности работы выделяют стайерские и спринтерские дистанции (от нескольких секунд до нескольких часов), по функции мышц различают  силовую, взрывную и скоростную выносливость, по видам спорта — общую и специальную  выносливость. Эти факторы должны учитываться спортивным врачом при  выборе лекарственных средств, ускоряющих процессы восстановления и повышения  работоспособности спортсменов.  

Десятилетиями не изменялись рекорды в спринтерских дистанциях, несмотря на то что использовались самые современные педагогические приемы, а также адекватное недопинговое фармакологическое обеспечение.