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.).
Рис.3. Содержание мышечного гликогена после упражнений разной относительной мощности и, соответственно, разной предельной продолжительности. |
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
![]() |
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.