Общее представление об энергообеспечении мышечного сокращения

Механизм  и энергетика мышечного сокращения. Сокращение и напряжение мышцы осуществляется за счет энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. Химические превращения в мышце протекают как при наличии кислорода (в аэробных условиях), так и при его отсутствии (в анаэробных условиях).

Расщепление и ресинтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Первичным  источником энергии для сокращения мышцы служит расщепление АТФ (она  находится в клеточной мембране, ретикулюме и миозиновых нитях) на аденозиндифосфорную кислоту (АДФ) и фосфорные кислоты. При этом из каждой грамм-молекулы АТФ освобождается 10 000 кал:       АТФ = АДФ + НзР04 + 10 000 кал.

АДФ в ходе дальнейших превращений дефосфолирируется  до аде-ниловой кислоты. Распад АТФ стимулирует белковый фермент актомиозин (аденозинтрифосфотаза). В покое он не активен, активизируется при возбуждении мышечного волокна. В свою очередь АТФ воздействует на нити миозина, увеличивая их растяжимость. Активность актомиозина увеличивается под воздействием ионов Са, которые в состоянии покоя располагаются в саркоплазматическом ретикулюме.

Запасы АТФ в мышце  незначительны и, чтобы поддерживать их деятельность, необходим непрерывный  ресинтез АТФ. Он происходит за счет энергии, получаемой при распаде креатинфосфата (КрФ) на креатин (Кр) и фосфорную кислоту (анаэробная фаза). С помощью ферментов фосфатная группа от КрФ быстро переносится на АДФ (в течение тысячных долей секунды). При этом на каждый моль КрФ освобождается 46 кДж:

Таким образом, конечный процесс, обеспечивающий все энергетические расходы мышцы, — процесс окисления. Между тем длительная деятельность мышцы возможна лишь. При достаточном  поступлении к ней кислорода, так как содержание веществ, способных  отдавать энергию, в анаэробных условиях постепенно падает. Кроме того, при этом накапливается молочная кислота, сдвиг реакции в кислую сторону, нарушает ферментативные реакции и может привести к угнетению и дезорганизации обмена веществ и снижению работоспособности мышц. Подобные условия возникают в организме человека при работе максимальной, субмаксимальной и большой интенсивности (мощности), например при беге на короткие и средние дистанции. Из-за развившейся гипоксии (нехватки кислорода) не полностью восстанавливается АТФ, возникает так называемый кислородный долг и накапливается молочная кислота.

Аэробный ресинтез АТФ (синонимы: окислительное фосфолири-рование, тканевое дыхание) — в 20 раз эффективнее  анаэробного энергообразования. Накопленная  во время анаэробной деятельности и в процессе длительной работы часть молочной кислоты окисляется до углекислоты и воды (1/4—1/6 ее часть), образующаяся энергия используется на восстановление оставшихся частей молочной кислоты в глюкозу и гликоген, при этом обеспечивается ресинтез АТФ и КрФ. Энергия окислительных процессов используется также и для ресинтеза углеводов, необходимых мышце для ее непосредственной деятельности.

В целом углеводы дают наибольшее количество энергии для  мышечной работы. Например, при аэробном окислении глюкозы образуются 38 молекул АТФ (для сравнения: при анаэробном распаде углевода образуется лишь 2 молекулы АТФ).

Время развертывания  аэробного пути образования АТФ  составляет 3—4 мин (у тренированных  — до 1 мин), максимальная мощность при  этом 350—450 кал/мин/кг, время поддержания максимальной мощности — десятки минут. Если в покое скорость аэробного ресинтеза АТФ невысокая, то при физических нагрузках его мощность становится максимальной и при этом аэробный путь может работать часами. Он отличается также высокой экономичностью: в ходе этого процесса идет глубокий распад исходных веществ до конечных продуктов СОг и НаО. Кроме того, аэробный путь ресинтеза АТФ отличается универсальностью в использовании субстратов: окисляются все органические вещества организма (аминокислоты, белки, углеводы, жирные кислоты, кетоновые тела и др.).

Однако аэробный способ ресинтеза АТФ имеет и недостатки: 1) он требует потребления кислорода, доставка которого в мышечную ткань  обеспечивается дыхательной и сердечно-сосудистой системами, что, естественно, связано с их напряжением; 2) любые факторы, влияющие на состояние и свойство мембран митохондрий, нарушают образование АТФ; 3) развертывание аэробного образования АТФ продолжительно во времени и невелико по мощности.

Мышечная деятельность, осуществляемая в большинстве видов спорта, не может полностью быть обеспечена аэробным процессом ре-синтеза АТФ, и организм вынужден дополнительно включать анаэробные способы образования АТФ, имеющие более короткое время развертывания и большую максимальную мощность процесса (т.е. наибольшее количество АТФ,' образуемое в единицу времени) — 1 моль АТФ соответствует 7,3 кал, или 40 Дж (1 кал == 4,19 Дж).

Возвращаясь к анаэробным процессам энергообразования, следует  уточнить, что они протекают по меньшей мере в виде двух типов реакций: 1. Креатинфосфокиназная — когда осуществляется расщепление КрФ, фосфорные группировки с которого переносятся на АДФ, ресинтезируя при этом АТФ. Но запасы креатинфосфата в мышцах невелики и это обусловливает быстрое (в течение 2—4 с) угасание этого типа реакции. 2. Гликолитическая (гликолиз) — развивается медленнее, в течение 2—3 мин интенсивной работы. Гликолиз начинается с фосфолирирования запасов гликогена мышц и поступающей с кровью глюкозы. Энергии этого процесса хватает на несколько минут напряженной работы. На этом этапе завершается первая стадия фосфолирирования гликогена и происходит подготовка к окислительному процессу. Затем наступает вторая стадия гликолитической реакции — дегидрогенирование и третья — восстановление АДФ в АТФ. Гликолитическая реакция заканчивается образованием двух молекул молочной кислоты, после чего разворачиваются дыхательные процессы (к 3—5 мин работы), когда начинает окисляться молочная кислота (лак-тат), образованная в процессе анаэробных реакций.

Биохимическими показателями оценки креатинфосфатного анаэробного  пути ресинтеза АТФ является креатининовый  коэффициент и алактатный (без  молочной кислоты) кислородный долг. Креатининовый коэффициент —  это выделение креатинина с мочой  за сутки в расчете на 1 кг массы тела. У мужчин выделение креатинина колеблется в пределах 18—32 мг/сут х кг, а у женщин — 10—25 мг/сут х кг. Между содержанием креатинфосфата и образованием у него креатинина существует прямолинейная зависимость. Следовательно, с помощью креатининового коэффициента можно оценить потенциальные возможности этого пути ресинтеза АТФ.

Биохимические сдвиги в  организме, обусловленные накоплением  молочной кислоты в результате гликолиза. Если в покое до начала мышечной деятельности концентрация лактата в крови составляет 1— 2 ммоль/л, то после интенсивных, непродолжительных нагрузок в течение 2—3 мин эта величина может достигать 18—20 ммоль/л. Другим показателем, отражающим накопление в крови молочной кислоты, служит показатель крови (рН): в покое 7,36, после нагрузки снижение до 7,0 и более. Накопление лактата в крови определяет и ее щелочной резерв — щелочные компоненты всех буферных систем крови.

Окончание интенсивной  мышечной деятельности сопровождается снижением потребления кислорода  — вначале резко, затем более плавно. В связи с этим выделяют два компонента кислородного долга: быстрый (алактатный) и медленный (лактатный). Лактатный — это то количество кислорода, которое используется после окончания работы для устранения молочной кислоты: меньшая часть окисляется до J-bO и СОа, большая часть превращается в гликоген. На это превращение тратится значительное количество АТФ, которая образуется аэробным путем за счет кислорода, составляющего лактатный долг. Метаболизм лактата осуществляется в клетках печени и миокарда.

Количество кислорода, необходимое для полного обеспечения  выполняемой работы, называют кислородным  запросом. Например, в беге на 400 м  кислородный запрос, равен приблизительно 27 л. Время пробегания дистанции  на уровне мирового рекорда составляет около 40 с. Исследования показали, что за это время спортсмен поглощает 3—4 л 02. Следовательно, 24 л — это общий кислородный долг (около 90% кислородного запроса), который ликвидируется после забега.

В беге на 100 м кислородный  долг может доходить до 96% запроса. В беге на 800 м доля анаэробных реакций несколько снижается — до 77%, в беге на 10 000 м — до 10%, т.е. преобладающая часть энергии поставляется за счет дыхательных (аэробных) реакций.

5. Самооценка собственного здоровья.

       Как  известно, здоровье человека определяется  комплексом факторов: наследственностью,  качеством окружающей среды, качеством  жизни, образом жизни человека. Состояние здоровья организма  наиболее полно определяется  при квалификационном  врачебном  контроле. Существенным дополнением к нему может быть самоконтроль текущего состояния здоровья, который позволяет своевременно выявлять имеющиеся отклонения. К объективным показателям функционального состояния здоровья относятся морфологические (рост, масса тела) и функциональные (ЧСС,  ЖЕЛ, частота дыхания, мышечная сила, температура тела). К субъективным характеристикам жизнедеятельности организма относят самочувствие, работоспособность, сон, аппетит, настроение.

     Показатели  самооценки состояния здоровья:

Состояние кожных покровов и их образований (волос, ногтей), оценка самочувствия, определение работоспособности (как умственной, так и физической), сон, настроение, аппетит, состояние иммунитета (субъективно),

оценка адаптационных возможностей, определение массы тела.

      Таким  образом, по субъективной модели  здоровья можно судить не только  о его тенденциях, но и об  умении индивида управлять состоянием  своего организма.

Управлять своим организмом с целью улучшения состояния  здоровья может лишь тот человек, который знает особенности строения и функционирования систем и органов, факторы, укрепляющие и ослабляющие здоровье, правила личной гигиены.

Важно уметь контролировать и оценивать функциональное состояние  организма или отдельных систем органов, с тем, чтобы своевременно выявлять отклонения и проводить коррекцию (имеются в виду наиболее простые оздоровительные действия: закаливания, тренировка, регуляция массы тела путём изменения режима дня, выполнения расслабляющих упражнений и т. д.)

С целью формирования валеологической грамотности необходимо проводить занятия с учащимися, направленные на изучение функциональных особенностей своего организма, на анализ и оценку влияния собственного образа жизни и различных экологических факторов (шум, загрязнение окружающей среды) на состояние здоровья.

Именно поэтому так  важно правильно оценивать, а  главное анализировать текущее  состояние собственного здоровья.

 Многие убеждены, что  самооценка влияет на состояние психического здоровья человека, поэтому нет ничего удивительного в том, что люди стараются повысить её любым способом. А большинство американцев уверено, что высокое мнение о себе — залог успеха и процветания, и наоборот — заниженная самооценка лежит в основе многих личных и, как следствие, общественных проблем.

       Женщины живут дольше, чем мужчины, но живут хуже - по их мнению. Такой вывод позволяют сделать некоторые исследования, в которых анализировалось, как оценивают свое здоровье  мужчины и женщины.

        В последние годы наблюдается тенденция к улучшению восприятия здоровья среди испанского населения, однако женщины старше 45 лет все еще оценивают свое здоровье ниже, чем мужчины. Различия, говорится в докладе Испанского общества общественного здоровья и санитарного управления, усиливаются с возрастом. Так, среди людей старше 64 лет ощущение плохого здоровья испытывают 55,1% мужчин и 67% женщин. В общем, женщины любой возрастной категории утверждают, что здоровье у них хуже, чем у мужчин. 
       Самооценка состояния здоровья - один из наиболее часто используемых показателей при анализе социального неравенства. В Национальной службе здравоохранения считают, что оценка здоровья на основании восприятия индивида является неотъемлемым элементом анализа состояния здоровья и отражением различных социальных, климатических факторов и образов жизни, выходящих за рамки системы здравоохранения. По мнению Карме Боррель из барселонского Агентства общественного здоровья такая субъективная оценка здоровья позволяет прогнозировать продолжительность жизни, осложнения после болезней, смертность и частоту пользования услугами медицинских учреждений. 
       Разница между мужчинами и женщинами объясняется не только биологическими отличиями, но, в первую очередь, социальным и материальным неравенством полов. Не в последнюю очередь сказываются различные роли, которые играют мужчины и женщины, так как "условия труда тесно связаны со здоровьем", а для женщин "двойная трудовая нагрузка на работе и дома негативно влияет на здоровье". Женщины утверждают, что здоровье у них хуже, чаще страдают от ограничений, связанных с состоянием здоровья, чаще имеют хронические заболевания: депрессия, артрит, ревматизм. "У мужчин чаще встречаются другие нарушения - астма и болезни сердца", - отмечает Боррель. Опытным путем доказано, отмечает Хавьер дель Торо, что женщины чаще страдают более болезненными хроническими заболеваниями, такими как люмбаго или фиброма. "В моей ревматологической консультации больше 80% пациентов - женщины", - говорит ревматолог больничного комплекса Хуан Каналехо де ла Корунья. 
Из-за такого представления о здоровье женщины чаще пользуются услугами медицинских учреждений. Полученные данные, считает Гарсия Кальвенте, "также могут объяснить, почему женщины больше беспокоятся из-за болезней, так как в их функции входит забота о ближних". Кроме того, можно говорить о медикализации жизни. Однако Кармен, подвергающаяся сильной перегрузке, так как она заботится о двух членах семьи, утверждает, что не все можно вылечить с помощью лекарств. "Зачем мне принимать таблетки, если я не могу отдохнуть, не могу выспаться?" По мнению Гарсия Кальвенте, первичные медицинские учреждения превращаются для женщин в "припарки", которые "зачастую не решают проблемы". "Однако в общем женщины удовлетворены работой медицинских учреждений", - говорит она. 
А мужчины? "Они переоценивают свое здоровье, стремясь соответствовать мужскому стереотипу, навязываемому обществом: "мужчины - выносливые и сильные", отмечает Гарсия Кальвенте. На самом деле мужчины лишь прикрываются стереотипом, ведь болезни они переносят плохо. "Я не единственный человек, который много болеет. Я очень выносливый, но, когда болезнь валит с ног, я вынужден три-четыре дня лежать в постели", - рассказывал один их участников опроса EASP. Совершенно иначе ответила одна из женщин: "Бедная я... Я очень устала, я не знаю, что будет с моим сыном, я должна заботиться о матери - так много всего". 
Гарсия Кальвенте считает, что оба гендерных стереотипа играют негативную роль "как для мужчин, так и для женщин". Изможденные женщины среднего и пожилого возраста, говоря о своем здоровье, делают акцент на усталости. "Они представляют разнородную группу: женщины, заботящиеся о ком-то, находящемся на их попечении, женщины с двойным рабочим днем или тяжелыми условиями труда, что превращает их жизнь в порочный круг, так как он отнимает их свободное время и непрерывно изматывает их". "Выносливые" мужчины, говоря о своем здоровье, упоминают "излишки потребляемых субстанций" и "жизненную модель, сконцентрированную вокруг работы".Еще один факт дает пищу для размышлений. Согласно докладу Агентства общественного здоровья Барселоны, женщины, живущие в браке, худшего мнения о своем здоровье: ("Они берут на себя соответствующие функции содержания и ухода за теми, кто живет дома"), а разведенные и одинокие женщины оценивают свое здоровье так же, как мужчины, или даже выше. Причины такого отношения еще предстоит установить, но складывается впечатление, что расставание делает женщин сильнее. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Познание себя самого является необходимым условием обеспечения  жизнедеятельности человека в условиях современных воздействий внешней среды. Формирование физической культуры личности будущего человека при этом немыслимо без умения рационально корректировать свое состояние средствами физической культуры и двигательной деятельности.

Движения играют существенную роль во взаимодействии человека с внешней средой. Выполняя разнообразные и сложные движения, человек может осуществлять трудовую деятельность, общаясь с другими людьми, заниматься спортом и т.д. При этом организм получает более высокую способность к сохранению постоянства внутренней среды при изменяющихся внешних воздействиях: температура, влажность, давление, сила воздействия солнечной и космической радиации. 
Под воздействием физической тренировки происходит неспецифическая адаптация организма человека к разнообразным проявлениям факторов внешней среды.

Экспериментальные данные подчеркивают стимулирующее влияние  оптимально организованной двигательной активности на уровень умственной работоспособности  студентов.

Таким образом, можно сделать заключение, что двигательная функция - основная функция человеческого организма, которую следует постоянно совершенствовать для повышения работоспособности в любом виде деятельности, в том числе и в умственной. Знания необходимы для самопознания личности в процессе физ-культурно-спортивной деятельности. Прежде всего, это относится к самосознанию, т.е. осознанию себя как личности, осознанию своих интересов, стремлений, переживаний. Переживание различных эмоций, сопровождающих самопознание, формирует отношение к себе и образует самооценку личности. Она имеет две стороны — содержательную (знания) и эмоциональную (отношение). Знания о себе соотносятся со знаниями о других и с идеалом. В результате выносится суждение, что у индивида лучше, а что хуже, чем у других, и как соответствовать идеалу. Таким образом, самооценка — это результат сравнительного познания себя, а не просто констатация наличных возможностей. В связи с самооценкой возникают такие личностные качества, как самоуважение, тщеславие, честолюбие. Самооценка имеет ряд функций: сравнительного познания себя (чего я стою); прогностическая (что я могу); регулятивная (что я должен делать, чтобы не потерять самоуважение, иметь душевный комфорт). Студент ставит перед собой цели определенной трудности, т.е. имеет определенный уровень притязаний, который должен быть адекватным его реальным возможностям. Если уровень притязаний занижен, то это может сковывать инициативу и активность личности в физическом совершенствовании; завышенный уровень может привести к разочарованию в занятиях, потере веры в свои силы.