Оглавление:
Биохимические изменения в организме при утомлении
При длительной мышечной нагрузке развивается состояние, характеризующееся временным снижением работоспособности. Такое состояние называется утомлением.
Можно определить утомление как состояние организма, возникающее вследствие длительной, напряженной деятельности и характеризующееся снижением работоспособности. Утомление не является патологическим состоянием организма.
Состояние утомления является сигналом, указывающим на приближение изменений в метаболизме, оно выполняет защитную функцию и предохраняет организм от чрезмерных степеней функционального истощения, опасных для жизни.
Центральная роль в развитии утомления принадлежит нервной системе. В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нервных клетках, соответственно, нарушается синтез ацетилхолина в синаптических окончаниях нервных клеток.
Как уже отмечалось, ацетилхолин является нейромедиатором, который передает сигнал с нервного окончания на мышцу, инициируя мышечные сокращения.
В связи с этим при недостаточном количестве ацетилхолина нарушается нервно-мышечная передача, что приводит к нарушениям в деятельности двигательного аппарата.
При развитии утомления работающая мышца также теряет свои источники энергии: АТФ, креатинфосфат, гликоген.
Состояние утомления характеризуется угнетением деятельности желез внутренней секреции, что влечет за собой уменьшение синтеза гормонов, приводя к снижению активности ряда ферментов. В первую очередь страдает АТФ-аза миозина.
Это приводит к снижению скорости расщепления АТФ в миофибриллах, что вызывает снижение мощности выполняемой работы.
В состоянии утомления снижается активность ферментов дыхательной цепи, что приводит к нарушению реакций синтеза АТФ в процессе аэробного окисления субстратов.
Для поддержания необходимого уровня АТФ в организме происходит увеличение интенсивности реакций гликолиза. Это приводит к накоплению молочной кислоты.
При этом происходит закисление внутренней среды организма, в том числе снижение рН крови.
При выполнении спортсменами интенсивных физических нагрузок наблюдается снижение рН крови до 7,25-7,15 при норме 7,4.
В период соревнований, когда нагрузки достигают максимальной величины, в ряде случаев зарегистрировано снижение рН крови до 7,0-6,9.
Такое закисление крови приводит к нарушению гомеостаза; субъективно это проявляется в том, что у спортсменов появляются боли в мышцах, тошнота, головокружение.
В этих условиях происходит закисление и мышечной ткани, вызванное внутриклеточным метаболическим ацидозом, что приводит к быстрому развитию последовательной цепи событий, приводящих к утомлению мышц.
Чем более интенсивная работа выполняется, тем значительнее биохимические изменения, происходящие в мышечной ткани.
Снижение рН в мышечных волокнах отражается на скорости сократительных процессов, снижается активность миозиновой АТФ-азы, уменьшается скорость сокращения актиномиозинового комплекса, увеличивается связывание катионов кальция с белками саркоплазматического ретикулума, изменяется активность ключевых ферментов гликолиза. Последовательность событий, происходящих при утомлении, представлена на рис. 14. Кроме того, внутриклеточный ацидоз вызывает усиление катаболизма мышечных белков, что сопровождается накоплением мочевины в мышечной ткани.
Утомление может развиваться медленно, в результате длительной работы, и быстро, в результате кратковременной и напряженной работы. Эти две формы утомления различаются по ряду биохимических показателей.
Как правило, при интенсивной кратковременной работе основной причиной утомления является развитие охранительного торможения в центральной нервной системе, возникающее из-за нарушения баланса АТФ/АДФ, связанного с образованием g-аминомасляной кислоты.
При продолжительной работе основными причинами утомления являются процессы, приводящие к нарушению энергообеспечения мышцы.
Рис. 14. Схема развития утомления при выполнении кратковременных максимальных
физических нагрузок
Источник: https://fitnessvopros.com/3ys.ru/biokhimicheskie-osnovy-myshechnoj-deyatelnosti/biokhimicheskie-izmeneniya-v-organizme-pri-utomlenii.html
Биохимические изменения при утомлении
При любой длительной мышечной деятельности развивается состояние, характеризующееся временным снижением работоспособности, — состояние утомления.
Это нормальное состояние организма, играющее защитную роль.
Оно сигнализирует о приближении неблагоприятных биохимических и функциональных сдвигов, возникающих в процессе работы, и для их предотвращения автоматически снижает интенсивность мышечной деятельности.
В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нервных клетках, нарушается синтез ацетилхолина, деятельность ЦНС, замедлятся скорость переработки сигналов, в моторных центрах развивается охранительное торможение, связанное с образованием γ-аминомасляной кислоты.
Угнетается деятельность желез внутренней секреции, снижается активность ферментов, в первую очередь, миозиновой АТФазы. Уменьшается скорость выполнения работы. Уменьшается активность ферментов аэробного окисления и сопряжение реакций окисления и фосфорилирования.
Для поддержания уровня АТФ происходит вторичное усиление гликолиза, сопровождающееся закислением внутренней среды и нарушением гомеостаза. Усиливающийся катаболизм белковых соединений сопровождается повышением содержания мочевины в крови.
В работающих мышцах при утомлении происходит исчерпание запасов энергетических субстратов (креатинфосфата, гликогена). Накапливаются продукты распада (лактат, кетоновые тела) и отмечаются резкие сдвиги внутриклеточной среды. Причины развития утомления мышцах не совсем ясны.
В большинстве случаев оно рассматривается как комплексное явление, при котором причиной снижения работоспособности может быть выход из строя одного компонента в сложной взаимосвязанной системе органов и функций, обеспечивающих выполнение работы, или нарушение взаимосвязи между ними.
Роль ведущего звена в развитии утомления может принимать на себя любой орган, если нагрузка для него окажется неадекватной.
Первопричиной утомления может стать: 1) снижение энергетических ресурсов; 2) уменьшение активности ключевых ферментов из-за угнетающего действия продуктов метаболизма тканей; 3) нарушение целостности функционирующих структур из-за недостаточности их пластического обеспечения; 4) изменение нервной и гормональной регуляции и др. Установить в каждом конкретном случае ведущее звено можно только на основе точных измерений и количественного анализа результатов выполнения работы.
При интенсивной кратковременной работе основной причиной утомления служит развитие охранительного торможения в центральной нервной системе из-за нарушения баланса АТФ/ФДФ и угнетение миозиновой АТФазы из-за продуктов обмена.
При относительной умеренной нагрузке и продолжительной работе основными причинами утомления становятся факторы, связанные с нарушением деятельности энергообеспечения и со снижением возбудимости мышц из-за выхода калия в межклеточное пространство.
Дата добавления: 2017-04-05; просмотров: 405;
Источник: https://fitnessvopros.com/poznayka.org/s89471t1.html
Биохимические изменения в мышцах при физической нагрузке
Изменения биохимических процессов в организме при мышечной деятельности зависят от мощности и продолжительности упражнения, а также от тренированности спортсмена.
Между мощностью работы и ее продолжительностью существует обратная зависимость – чем больше мощность работы, тем меньше время, которое можно ее выполнять. В предложенной задаче работа выполняется тренированным спортсменом в условиях соревнований, т.е.
при максимальном физическом напряжении. Следовательно, основным критерием, от которого зависит характер биохимических сдвигов, является продолжительность работы.
Хотя в каждом циклическом виде спорта имеются определенные особенности работы, тем не менее, на основе продолжительности работы можно судить о зоне мощности, в которой она выполняется, и о соотношении различных энергетических процессов.
При выполнении физической работы в мышцах происходят глубокие изменения, обусловленные прежде всего интенсификацией процессов ресинтеза АТФ.
Использование креатинфосфата в качестве источника энергии приводит к снижению его концентрации в мышечных клетках и накоплению в них креатина.
Практически при любой работе для получения АТФ используется мышечный гликоген. Поэтому его концентрация в мышцах снижается независимо от характера работы.
При выполнении интенсивных нагрузок в мышцах наблюдается быстрое уменьшение запасов гликогена и одновременное образование и накопление молочной кислоты. За счет накопления молочной кислоты повышается кислотность внутри мышечных клеток.
Увеличение содержания лактата в мышечных клетках вызывает также повышение в них осмотического давления, вследствие чего в миоциты из капилляров и межклеточных пространств поступает вода и развивается набухание мышц.
Продолжительная мышечная работа небольшой мощности вызывает плавное снижение концентрации гликогена в мышцах. В данном случае распад гликогена протекает аэробно, с потреблением кислорода.
Конечные продукты такого распада — углекислый газ и вода — удаляются из мышечных клеток в кровь.
Поэтому после выполнения работы умеренной мощности в мышцах обнаруживается уменьшение содержания гликогена без накопления лактата.
Еще одно важное изменение, возникающее в работающих мышцах, — повышение скорости распада белков.
Особенно ускоряется распад белков при выполнении силовых упражнений, причем это затрагивает в первую очередь сократительные белки, входящие в состав миофибрилл.
Вследствие распада белков в мышечных клетках повышается содержание свободных аминокислот и продуктов их последующего расщепления — кетокислот и аммиака.
Другим характерным изменением, вызываемым мышечной деятельностью, является снижение активности ферментов мышечных клеток. Одной из причин уменьшения ферментативной активности может быть повышенная кислотность, вызванная накоплением в мышцах лактата.
И наконец, мышечная деятельность может привести к повреждениям внутриклеточных структур — миофибрилл, митохондрий, разнообразных биомембран.
Так, повреждение мембран саркоплазматического ретикулума ведет к нарушению проведения нервного импульса к цистернам, содержащим ионы кальция.
Нарушение целостности сарколеммы сопровождается потерей мышцами многих важных веществ, в том числе ферментов, которые через поврежденную сарколемму уходят из мышечных клеток в лимфу и кровь.
Повреждение мембран также негативно влияет на активность иммобилизованных ферментов, т. е. ферментов, встроенных в мембраны. Эти ферменты могут полноценно функционировать только при Наличии неповрежденной, целостной мембраны.
Например, при мышечной работе может снижаться активность кальциевого насоса -фермента, встроенного в мембрану цистерн и обеспечивающего транспорт ионов кальция из саркоплазмы внутрь цистерн.
Другой Пример: при продолжительной физической работе уменьшается активность ферментов тканевого дыхания, локализованных во внутренней мембране митохондрий.
Пример:
Для примера возьмём тренировочную нагрузку – бег на 800 м. в течение 2 минут. Её можно отнести к зоне субмаксимальной мощности.
Выполняемая работа преимущественно анаэробного характера – 70%, и только 30% — вклад аэробного механизма энергообеспечения. До 30 секунд идет анаэробный алактатный путь – креатинфосфокиназная система энергообеспечения.
На 1-2 минутах достигает своего максимума анаэробный лактатный механизм – гликолиз, который и является ведущей системой энергообеспечения данной нагрузки.
Аэробный путь ресинтеза АТФ при данной нагрузке задействован незначительно.
Биохимические изменения в скелетных мышцах при такой нагрузке:
КрФ (креатинфосфат) уже к 45 секунде затрачивается до минимума (ок. 5 ммоль.кг-1 сырой ткани).
Концентрация гликогена в мышцах уменьшается примерно на 15-20% на 1-2 минуте физической работы.
Потребление кислорода уже на 2 минуте максимально – до 100%.
Незначительно тратится белок. Увеличивается поступление в мышцы аммиака, свободных аминокислот и пептидов.
Изменения в организме при адаптации к физическим нагрузкам
При адаптации к физическим нагрузкам происходят определенные изменения в работающих мышцах и в организме в целом. Можно выделить следующие основные направления развития адаптационных изменений:
Увеличение энергетических ресурсов (КрФ, гликоген мышц).
При данной работе в основном тратится гликоген из быстрых мышечных волокон. При адаптации к такой работе произойдет увеличение запасов гликогена примерно на 50-70% от исходного уровня. Так как в начале работы тратится КрФ, то при адаптации произойдет увеличение содержания КрФ в мышцах примерно на 58%. Также тратится белок, значит, при адаптации увеличится количество сократительных белков:
— в саркоплазматическом ретикулуме на 54 %;
— в саркоплазме на 57%;
— в миофибриллах на 63%.
Толщина мышечных волокон увеличивается при постоянных тренировках примерно на 24%. Относительная масса мышц увеличивается на 32%.
Увеличение количества и активности ферментов, которые ускоряют реакции энергетического обмена
Количество и активность аденозинтрифосфатазы миозина увеличивается на 18%. Также увеличивается активность фосфорилазы и фосфофруктокиназы примерно на 30%.
Повышение эффективности энергетических процессов (повышение сопряженности окисления и фосфорилирования, увеличение доли аэробных процессов).
Скорость основного энергетического процесса при данной работе – гликолиза – возрастает на 56%. Увеличивается мощность данного процесса: возрастает скорость накопления молочной кислоты, а также скорость избыточного выделения СО2 (~ 35 мл.кг-1). Однако в процессе многолетней тренировки, скорость избыточного выделения СО2 может уменьшаться.
Увеличивается емкость гликолиза: повышается максимальное накопление молочной кислоты в крови (~32 ммоль.л-1) , максимальная величина кислородного долга (~50 мл.кг-1), а также максимальный сдвиг рН крови.
Максимальное потребление кислорода при данной нагрузке ~ 77 мл.кг-1.мин-1. Максимальная анаэробная мощность – 1.8 м.с-1. Максимальный приход кислорода – 1.3 л.кг-1.
Таким образом, создаются предпосылки для увеличения мощности и емкости лактатного компонента выносливости, для развития скоростно-силовых качеств гликолиза. Повышается аэробная выносливость: вклад аэробных процессов идет быстрее и эффективнее.
Совершенствование процессов вегетативной регуляции, что приводит к быстрой мобилизации энергетических ресурсов.
Увеличение возможностей поддержания постоянства рН (буферной емкости организма и устойчивости к накоплению продуктов распада – лактата).
Увеличение структурных белков. Возрастает число митохондрий на единицу площади примерно на 30%. Содержание миоглобина повышается на 58%. Количество миостроминов увеличивается на 7-10%.
Изменения, происходящие в организме при систематических тренировках при адаптации к физическим нагрузкам, повышают возможности энергетических систем, что проявляется в изменении выраженности различных реакций на физическую нагрузку.
Методы, используемые для определения тех биоэнергетических характеристик, которые играют ведущую роль при выполнении данной соревновательной нагрузки:
Педагогические – нужно давать специфическую нагрузку и ориентироваться по времени.
Биохимические:
— величина лактатного кислородного долга;
— максимальное увеличение лактата после специфической нагрузки (1 мин – бег на 400м, 1 мин – отдых, и так 4 раза);
— максимальный сдвиг рН.
У более тренированного спортсмена максимальное накопление лактата будет выше. А увеличение показателя рН наоборот свидетельствует о недостаточной тренированности спортсмена.
Исходя из всего вышесказанного, для достижения высоких спортивных показателей при выполнении данной нагрузки, необходимо развивать такие ведущие качества двигательной деятельности, как скоростно-силовые качества и аэробную выносливость.
Источник: https://fitnessvopros.com/biofile.ru/bio/4582.html
Истёк Срок регистрации домена
Истёк Срок регистрации домена
Срок регистрации домена trail-running.ru закончился 24.01.2018
Услуги по обслуживанию домена временно не предоставляются.
Информация о домене (Whois)
Если вы являетесь владельцем данного домена, продлить его можно в панели управления сайтом.
Как продлить домен
В случае, если у вас возникли трудности, обратитесь за помощью к нашей службе поддержки.
Если домен не будет продлён до даты «free-date» — он станет доступен для свободной регистрации, согласно правилам регистрации.
Источник: https://fitnessvopros.com/trail-running.ru/