Контрольная работа по биохимии
Подождите немного. Документ загружается.
случае, когда интенсивность "восстановительного упражнения" составляет 35-40 %
величины индивидуального VO2max (характеризует способность поглощать и
усваивать кислород воздуха).
21
Что такое суперкомпенсация? Назовите конкретные причины ее
возникновения. Каково значение суперкомпенсации для живых организмов?
Как может быть использовано явление суперкомпенсации при построении
тренировочного процесса?
Суперкомпенсация (сверхвосстановление) — восстановление энергетических
источников выше дорабочего уровня в определенный период отдыха после
физической работы. Сложный характер генеза восстановительного периода,
отраженный в гетерохронизме восстановления вегетативных функций и фазном
колебании уровня восстановления работоспособности двигательной функции имеет
явно волнообразный характер.
В период отдыха после работы биохимические изменения, произошедшие в
мышцах и других органах во время выполнения упражнения, постепенно
ликвидируются. Наиболее выраженные изменения обнаруживаются в сфере
энергетического обмена. В процессе работы в мышцах и других тканях снижается
содержание энергетических субстратов (креатинфосфата, гликогена, а при
длительной работе — и липидов) и повышается содержание продуктов
внутриклеточного метаболизма (аденозиндифосфат, адренозинмонофосфат, Н3РО4,
молочной кислоты, кетоновых тел и т. п.). Накопление продуктов "рабочего"
метаболизма и усиление гормональной активности стимулируют окислительные
процессы в тканях в период отдыха после работы, что способствует
восстановлению внутримышечных запасов энергетических веществ, приводит в
норму водно-электролитный баланс организма и обеспечивает индуктивный синтез
белков в органах, подвергнутых воздействию нагрузки.
Процессы восстановления в период отдыха после мышечной работы протекают
с различной скоростью и завершаются в разное время (явление гетерохронизма).
Быстрее всего восстанавливаются резервы кислорода и креатинфосфата в
работавших мышцах, затем - внутримышечные запасы гликогена и гликогена
печени и в последнюю очередь - резервы жиров и разрушенные при работе
белковые структуры. Интенсивность протекания восстановительных процессов и
сроки восполнения энергетических запасов организма зависят от интенсивности их
22
расходования во время выполнения упражнения (правило Энгельгардта).
Интенсификация процессов восстановления приводит к тому, что в определенный
момент отдыха после работы запасы энергетических веществ превышают их
дорабочий уровень. Это явление получило название суперкомпенсация, или
сверхвосстановление.
Данное явление преходяще: после фазы значительного превышения исходного
уровня содержание энергетических веществ постепенно возвращается к норме. Чем
больше расход энергии при работе, тем быстрее происходит ресинтез
энергетических веществ и тем значительнее превышение исходного уровня в фазе
суперкомпенсации. Однако, при чрезмерно напряженной работе, связанной с очень
большим расходом энергии и накоплением продуктов распада, скорость
восстановительных процессов может снизиться, а фаза суперкомпенсации будет
достигнута в более поздние сроки и выражена в меньшей степени.
Длительность фазы суперкомпенсации во времени зависит от общей
продолжительности выполнения работы и глубины вызываемых ею биохимических
сдвигов в организме. После мощной кратковременной работы эта фаза наступает
быстро и столь же быстро завершается. Например, при восстановлении
внутримышечных запасов креатинфосфата она обнаруживается уже на 3—4-й
минуте отдыха и завершается через 1,5—2 ч после завершения упражнения;
восстановление АТФ происходит еще быстрее, поскольку осуществляется за счет
энергии аэробного метаболизма. При выполнении длительных упражнений, когда
имеет место выраженный ацидоз из-за усиления гликолиза в работающих мышцах,
суперкомпенсация содержания креатинфосфата наступает только через 12 мин
после окончания упражнения и продолжается в течение нескольких часов. Причины
явления суперкомпенсации связаны с повышением концентрации гормонов
анаболического действия в период отдыха после работы и индукцией ими синтеза
белков-ферментов, контролирующих процессы восстановления энергетических
ресурсов в скелетных мышцах.
Общие закономерности динамики биохимических процессов в период отдыха
после мышечной работы наиболее полно проявляют свое действие в ходе
23
восстановления затраченных при работе энергетических субстратов, в частности
при восстановлении внутримышечных запасов фосфагенов (АТФ +
креатинфосфата) и гликогена.
Между интенсивностью выполняемого упражнения и скоростью исчерпания
внутримышечных запасов фосфагенов существует линейная зависимость. Такая же
зависимость связывает показатели интенсивности выполняемого упражнения со
скоростью восполнения запасов фосфагенов после работы. Максимальные значения
скорости восстановления внутримышечных запасов фосфагенов зафиксированы
сразу после окончания. В момент окончания работы запасы креатинфосфата в
мышцах могут быть снижены на 70-90% от исходного уровня. Темпы их
возвращения к дорабочему уровню зависят от скорости аэробного ресинтеза АТФ, и
этот процесс обычно разделяется на две фазы. Первая, быстро протекающая, фаза с
константой "половинного времени" около 22с распространяется на первые 3-4 мин
восстановления и в ней ресинтезируется примерно 60% использованного за время
работы креатинфосфата ("половинное время" — это время, за которое запасы
креатинфосфата в работающих мышцах увеличиваются на 50% их исходного
уровня). Вторая медленно протекающая фаза восстановления внутримышечных
запасов креатинфосфата имеет константу половинного времени более 3 мин. В
обычных условиях при таких кинетических характеристиках полное восстановление
запасов креатинфосфата достигается на 5-8 минутах с момента окончания
упражнения. Скорость восполнения запасов фосфагенов в мышцах во многом
зависит от условий протекания процесса восстановления. Так, при прекращении
кровотока при наложении жгута, когда скорость аэробного ресинтеза АТФ сильно
снижена, уровень фосфагенов в работающих мышцах в течение всего периода
окклюзии остается на низком уровне, при этом не наблюдается сколько-нибудь
выраженной фазы суперкомпенсации.
Скорость восстановления запасов фосфагенов в мышцах обнаруживает тесную
связь со скоростью оплаты быстрой фракции кислородного долга. Это означает, что
чем большее количество имеющихся запасов креатинфосфата будет использовано
при работе, тем больше кислорода необходимо доставить в работающие мышцы в
24
период отдыха после работы, чтобы обеспечить восстановление запасов
креатинфосфата. Большая часть АТФ, необходимой для обеспечения процесса
восстановления запасов креатинфосфата в работающих мышцах, образуется за счет
аэробного окислительного распада углеводов и жиров в цикле Кребса и в
дыхательной цепи митохондрий. Некоторое ее количество может быть получено от
анаэробного гликолиза, еще протекающего параллельно с окислительными
превращениями в работающих мышцах в первые минуты восстановления.
В отличие от процесса восполнения запасов фосфагенов в период отдыха после
работы, реставрация внутримышечных резервов гликогена, использованных во
время упражнения, происходит в течение многих часов и даже дней. На процессы
восстановления внутримышечных запасов углеводов заметное влияние оказывают
тип выполняемого упражнения, его интенсивность и продолжительность, а также
характер и объем углеводного питания в период отдыха после работы. В фазе
срочного восстановления (в течение первого часа отдыха после окончания
упражнения) степень восполнения внутримышечных углеводных ресурсов даже в
условиях диеты с высоким содержанием углеводов относительно невелика.
Достижение выраженной суперкомпенсации по содержанию гликогена в мышцах
требует не менее 2-3 сут. Ограничения в приеме углеводов в период отдыха после
работы или введение режима полного голодания в этот период отрицательно
сказываются на темпах и абсолютных размерах восполнения углеводных ресурсов.
Для ресинтеза гликогена в мышцах после работы могут использоваться как
внутренние субстраты, в частности молочная кислота и глюкоза, образовавшаяся из
веществ неуглеводной природы, так и дополнительные количества углеводов,
которые вводятся с пищей. Исходя из того факта, что между размерами
внутримышечных резервов гликогена и временем работы до появления первых
признаков утомления существует линейная зависимость, разработаны и широко
используются в спортивной практике специальные приемы для повышения
углеводных резервов организма.
Восстановление различных энергетических и пластических компонентов
клеток, ионного и гормонального равновесия и базирующихся на них
25
физиологических функций происходит не одновременно, поэтому выбор
интервалов отдыха между повторяющимися нагрузками должен базироваться на
выявлении биохимических процессов и физиологических функций, которые
определяют работоспособность при выполнении тех или иных видов мышечной
работы, и установлении скорости их восстановления и времени достижения
суперкомпенсации. Чередование тренировочных занятий должно осуществляться
таким образом, чтобы физические нагрузки, направленные на развитие
определенного двигательного качества спортсмена и его биохимических
механизмов, задавались через промежутки времени, обеспечивающие
суперкомпенсацию ведущей функции, а нагрузки иной направленности,
применяемые в этот период, не оказывали отрицательного влияния на
восстановление основной функции. В фазе суперкомпенсации определенного
энергетического источника, сочетаемой с высокой активностью регуляторных
механизмов, создаются более благоприятные условия для выполнения повторной
работы с большей интенсивностью или в большем объеме.
В практическом отношении изучение процессов "срочного" восстановления
имеет существенное значение для рационального построения системы
тренировочных занятий: выбор необходимых упражнений и их последовательность,
время отдыха и т. п., то есть позволяет определить оптимальную структуру
микроциклов тренировки. Все теории и планы тренировочного процесса и
выступлений построены на ловле механизма в разных фазах саморегуляции.
Например, если последовательно давать нагрузки в фазах суперкомпенсации, то
можно выстроить восходящую лестницу функционального состояния мышц. Если
процесс подачи нагрузок продолжительный (недели), система саморегуляции
организма оценивает новые агрессивные условия среды как постоянные и
поднимает планку гомеостаза покоя на новый уровень. Таким образом, новые
функциональные показатели мышц, их объем и энергетические запасы
закрепляются, и постоянно поддерживаются даже без нагрузок.
26