Устранение молочной кислоты.

Восстановление различных энерговеществ

Восстановление запасов кислорода.

Кислород находится в мыш­цах в форме химической связи с миоглобином. Эти запасы очень невелики: каждый килограмм мышечной массы содержит около 11 мл 0₂. Следовательно, общие запасы «мышечного» кислорода (из расчета на 40 кг мышечной массы у спортсменов) не превыша­ют 0,5 л.

Сразу после работы артериальная кровь, прохо­дящая через мышцы, имеет высокое парциальное напряжение 0₂, так что восстановление 0₂-миоглобина происхо­дит, вероятно, за несколько секунд. Расходуемый при этом кислород составляет некоторую часть быстрой фракции кислородного долга, в которую входит также небольшой объем 0₂ (до 0,2 л), идущий на восполнение нормального содержания его в венозной крови.

Таким образом, уже через не­сколько секунд после прекраще­ния работы кислородные «запа­сы» в мышцах и крови восста­навливаются. По­этому нет никаких физиологиче­ских оснований использовать ды­хание чистым кислородом или смесью с повышенным содержа­нием кислорода после работы для ускорения процессов восста­новления.

Восстановление фосфагенов (АТФ и КрФ).

Фосфагены, осо­бенно АТФ, восстанавливаются очень быстро. Уже на протяжении 30 с после прекраще­ния работы восстанавливается до 70 % израсходованных фосфа­генов, а их полное восполнение заканчивается за несколько минут, причем почти исключительно за счет энергии аэробного метаболиз­ма, т.е., благодаря кислороду, потребляемому в быструю фазу O₂-долга.

Чем больше расход фосфагенов за время работы, тем больше требуется 0₂ для их восстановления (для восстановления 1 моля АТФ необходимо 3,45 л 0₂). Величина быстрой (алактатной) фракции O₂-долга прямо связана со степенью снижения фосфагенов в мышцах к концу работы.

У нетренированных мужчин максимальная величина быстрой фракции O₂-долга достигает 2—3 л, у высококвалифицированных спортсме­нов скоростно-силовых видов спорта - до 7 л. В этих видах спорта содержание фосфагенов и скорость их расходования в мышцах прямо определяют максимальную и поддерживаемую (дистанционную) мощность упражнения.

Восстановление гликогена. По первоначальным представлениям Р. Маргария и др. (1933), израсходованный за время работы гликоген ресинтезируется из молочной кислоты на протяжении 1—2 ч после работы. Расходуемый в этот период восстановления кислород определяет вторую, медленную, или лактатную, фракцию О₂-долга. В настоящее время установлено, что восстановле­ние гликогена в мышцах может длиться до 2—3 дней.

Скорость восстановления гликогена и количество его восстанавливаемых запа­сов в мышцах и печени зависит от двух основных факторов: степени расходования гликогена в процессе работы и характера пищевого рациона в период восстановле­ния. После очень значительного (более 3/4 исходного содержания), вплоть до полного, истощения гликогена в рабочих мышцах его восстановление в первые часы при обычном питании идет очень медленно, и для достижения предрабочего уровня требуется до 2 суток. При пищевом рационе с высоким содержанием угле­водов (более 70% суточного калоража) этот процесс ускоряется— уже за первые 10 ч в рабочих мышцах восстанавливается более половины гликогена, к концу суток происходит его полное восстановление, а в печени содержание гликогена значи­тельно превышает обычное. В дальнейшем количество гликогена в рабочих мышцах и в печени продолжает увеличиваться и через 2—3 суток после «истощающей» на­грузки может превышать предрабочее в 1,5—3 раза — феномен суперкомпенсации (рис. 1, кривая 2).

Рис.1. Динамика изменения содер­жания гликогена в рабочих мышцах при ежедневных тренировках (пробеганне 16,2 км за час обозначено штриховкой): 1—t. обычным питанием (40% суточного калоража за счет углеводов) и 2— с повышенным углеводным питанием (70% калоража за счет углеводов).

Устранение молочной кислоты.

Так, пос­ле максимальной нагрузки для полного устранения накопив­шейся молочной кислоты из рабочих мышц, крови и тканевой жидкости тре­буется 60—90 мин в условиях полного покоя — сидя или ле­жа (пассивное восстановле­ние). Однако если после такой нагрузки выполняется легкая работа (активное восстановле­ние), то устранение молочной кислоты происходит значитель­но быстрее. У нетренированных людей оптимальная интенсив­ность «восстанавливающей» нагрузки — примерно 30—45% от МПК (например, бег трус­цой), а у хорошо тренирован­ных спортсменов — 50—60% от МПК, общей продолжительностью примерно 20 мин (рис. 2).

Рис. 2. Уменьшение концентрации лактата

в крови в период восстановления после

трех повторных одноминутных максималь­ных

нагрузок на велоэргометре: столбики со

штриховкой — работа, без штриховки —

отдых.

Существует четыре основных пути устранения молочной кислоты: 1) окис­ление до С0₂ и Н₂0 (так устраняется примерно 70% всей накопленной мо­лочной кислоты); 2) превращение в гликоген (в мышцах и печени) и в глюкозу (в печени)—около 20%; 3) превращение в белки (менее 10%); 4) удаление с мочой и потом (1—2%). При активном восстановлении доля молочной кислоты, устраняемой аэроб­ным путем, увеличивается. Хотя окис­ление молочной кислоты может проис­ходить в самых разных органах и тка­нях (скелетных мышцах, мышце серд­ца, печени, почках и др.), наибольшая ее часть окисляется в скелетных мыш­цах (особенно их медленных волокнах).

Значительная часть медленной (лактатной) фракции O₂-долга связана с устранением La. Эта фракция у нетренированных людей дости­гает максимально 5—10 л, у спортсменов, особенно у представите­лей скоростно-силовых видов спорта, — 15—20 л. Длительность ее — около часа. Величина и продолжительность лактатной фрак­ции О₂-долга уменьшаются при активном восстановлении.

МУН

Важную, а для некоторых упражнений решающую роль в раз­витии утомления играет истощение углеводных ресурсов, в первую очередь гликогена в рабочих мышцах и печени. Мышечный гликоген служит основным субстратом (не считая фосфагенов) для энергетического обеспечения анаэробных и максимальных аэробных уп­ражнений. При выполнении их он расщепляется почти исключитель­но анаэробным путем с образованием лактата, из-за тормозящего действия которого (снижения рН) высокая скорость расходования мышечного гликогена быстро уменьшается, что в конце концов предопределяет кратковременность таких упражнений. Поэтому расход мышечного гликогена при их выполнении невелик — до 30% от исходного содержания (рис. 20) — и не может рассматриваться как. важный фактор мышечного утомления. В околомаксимальных и в субмаксимальных аэробных упражнениях углеводы (мышечный гликоген и глюкоза крови) слу­жат основными энергетическими субстратами рабочих мышц,­ используемыми в окислитель­ных реакциях. В процессе вы­полнения субмаксимальных аэ­робных упражнений мышеч­ный гликоген расходуется осо­бенно значительно, так что мо­мент отказа от продолжения их часто совпадает с почти полным или даже полным расходованием гликогена в основных рабочих мышцах.

Это дает основание считать, что истощение мышечного гликогена служит веду­щим механизмом утомления при выполнении данных упражнений.

Значение углеводных ресурсов организма для субмаксимальной аэробной ра­ботоспособности доказано в специальных исследованиях. Испытуемые выполняли в них упражнение субмаксимальной аэробной мощности (на уровне около 75% от МПК) один раз до отказа при нормальном исходном содержании гликогена в мышцах и печени на фоне обычного, смешанного пищевого рациона, (контрольное упражнение). В среднем предельная продолжительность упражнения составляла около 90 мин. В конце работы содержание гликогена в мышцах падало почти до нуля—«истощающая» гликоген нагрузка (рис.).

Это же упражнение испытуе­мые, выполняли повторно через 3 дня. В одних случаях На протяжении этих 3 дней пищевой рацион не содержал углеводов (белково-жировой рацион). За эти дни восстановления израсходованного гликогена в мышцах (и печени) почти не проис­ходило (см. рис. 4, кривые 3 и 4). Поэтому упражнение повторно выполнялось при низком содержании гликогена. Предельная продолжительность его снизилась в среднем до 60 мин.

В других случаях на протяжении 3 дней после «истощающей» гликоген на­грузки пищевой рацион был с повышенным содержанием углеводов — 80—90% суточного калоража обеспечивалось углеводами (против 40% в смешанном ра­ционе). В результате содержание гликогена в. мышцах (и печени) в 1,5—3 раза превышало обычное для данного человека (см. рис. 4, кривая 2). Такая комбина­ция предварительной «истощающей» гликоген, нагрузки и последующего трехднев­ного усиленного углеводного рациона, вызывающая значительное повышение со­держания гликогена в рабочих мышцах и печени, получила название метода угле­водного насыщения—МУН (Я. М. Коц). Интересно, что само по себе усиленное углеводное питание без предварительного истощения гликогена приводит лишь к. небольшому повышению его содержания в мышцах (см. рис. 4). Приме­нение МУН дает значительное увеличение предельной продолжительности работы — в среднем до 120 мин (см. рис. 4, крестики). Таким образом, субмаксимальная аэробная работоспособность находится в прямой зависимости, от исходных запасов гликогена в мышцах и печени.

В энергообеспечении аэробных упражнений более низкой мощ­ности (средней и ниже) значительную роль наряду с углеводами

Рис. 4. Содержание мышечного гликогена на протяжении трех дней углеводного рациона без нагрузки (/); после истощающей нагрузки с углеводным' рационом (2); с. без­углеводным рационом без трениро­вок (3) и с интенсивными трени­ровками (4)

играют жиры (их относительная роль тем больше, чем ниже мощ­ность упражнения). В конце вы­полнения таких упражнений со­держание гликогена в рабочих мышцах снижено существенно, но не до такой степени, как при суб­максимальных аэробных упраж­нениях (см. рис. 3). Поэтому истощение его не может рассмат­риваться как ведущий фактор утомления. И все же это весьма важный фактор, так как по мере уменьшения содержания гликоге­на в рабочих мышцах они все в большей степени используют глю­козу крови, которая, как известно, служит единственным энергетиче­ским источником для нервной системы. Из-за увеличения ис­пользования глюкозы работаю­щими мышцами уменьшаются за­пасы гликогена в печени, расщеп­ление которого обеспечивает по­ступление глюкозы в кровь. Поэ­тому по мере выполнения упраж­нений средней аэробной мощно­сти снижается содержание глю­козы в крови (развивается гипо­гликемия), что может привести к нарушению деятельности ЦНС и утомлению. Чем выше исходное содержание гликогена в мышцах и печени, тем позднее развивается гипогликемия и наступает утомле­ние при выполнении таких упраж­нений. Прием углеводов (глюко­зы) на дистанции предотвращает или отдаляет эти явления. Вме­сте с тем если углеводы принима­ются до старта, то повышается выброс инсулина в кровь и сни­жается концентрация глюкозы во время работы, т. е. более быстро развивается гипогликемия и наступает утомление.