Биоэнергетические основы выносливости. Основные энергетические системы организма.

В организме человека существует высокое энергетическое химическое вещество – АТФ (аденозинтрифосфат), оно является универсальным источником энергии. Во время мышечной работы АТФ распадается до аденозиндифосфата (АДФ), в ходе этой реакции высвобождается энергия, которая используется мышцами для работы.

Содержание АТФ незначительно, при интенсивной мышечной работе запасы АТФ расходуется в течении двух секунд. Внутри мышц существует несколько вспомогательных систем, которые непрерывно восстанавливают АТФ из продукта ее распада АДФ (система ресинтеза АТФ), это позволяет мышцам работать без остановки. Выделяют три основных системы ресинтеза АТФ:

1) Фосфатная система – фосфатный механизм ресинтеза АТФ включает использование имеющихся запасов АТФ в мышцах и быстрый её ресинтез за счет высокоэнергетического вещества – креатинфосфата, запасы которого в мышцах ограничиваются 6-8 секунд интенсивной работы. Эта система отличается высокой мощностью. При максимальной нагрузке истощается в течение 10 секунд. Работает в скоростно-силовых видах спорта. Скорость ресинтеза креатинфосфата после прекращения физической нагрузки очень высока. Через 30 секунд запасы восстанавливаются на 70%, через 3-5 минут на 100%. Для тренировки фосфатной системы используются резкие, непродолжительные, мощные упражнения чередующиеся с достаточно длительными отрезками отдыха. При регуляторных тренировках в мышцах увеличивается количество креатинфосфата и количество ферментов, отвечающих за распад и ресинтез АТФ. Фосфатная система называется анаэробной и аллактатной.

2) Кислородная система (аэробная) – обеспечивает мышечную деятельность энергией посредствам химического взаимодействия пищевых веществ (У и Ж) с кислородом. Углеводы откладываются в печени и мышцах в виде гликогена. Запасов гликогена хватает на 60-90 минут работы высокой интенсивности. Запасы жиров в организме практически неисчерпаемы. Углеводы являются более эффективным топливом по сравнению с жирами, так как на их окисление требуется на 12% меньше кислорода, поэтому в условиях нехватки кислорода при физических нагрузках энергообразования происходит в первую очередь за счет окисления углеводов. После исчерпания запасов углеводов к работе подключаются жиры, запасы которых позволяют выполнять очень долговременную работу. Вклад жиров и углеводов в энергообеспечение нагрузки зависит от интенсивности упражнений и тренированности спортсмена, чем выше интенсивность нагрузки тем больше вклад углеводов в энергообразование, но при одинаковой интенсивности нагрузки тренированный спортсмен будет использовать меньше углеводов и больше жиров, чем не тренированный. Производительность кислородной системы зависит от количества кислорода, который способен усвоить организм. Чем больше потребление кислорода тем выше аэробные способности. Окисление жиров для энергии происходит по следующему принципу: Ж+кислород+АДФà СО2+АТФ+Н2О. Распад углеводов протекает в 2 фазы: 1)Глюкоза+АДФà молочная кислота+АТФ; 2)Молочная кислота+кислород+АДФà СО2+АТФ+Н2О. Пока потребляемого кислорода достаточно для окисления жиров и углеводов, молочная кислота не будет накапливаться в организме.

3) Лактатная система – по мере увеличения интенсивности нагрузки наступает период, когда мышечная работа уже не может поддерживаться за счет одной только аэробной системы из-за нехватки кислорода. С этого момента в энергообеспечении физической работы включается лактатный механизм ресинтеза АТФ, побочным продуктом которого является молочная кислота. При недостатке кислорода лактат не нейтрализуется полностью во второй фазе, в результате чего происходит его накопление в работающих мышцах, что приводит к ацидозу (закислению). В самом начале любого физического упражнения вне зависимости от интенсивности нагрузки энергообеспечение происходит только анаэробным путем, организм требует несколько минут для того, чтобы полностью включились в работу кислород транспортная система, до этого момента необходимая энергия поставляется за счет лактатного механизма. Лактатная система так же поставляет энергию при кратковременном увеличении интенсивности во время обычной аэробной нагрузке, это приводит к резкому накоплению молочной кислоты, закислению и снижению эффективности работы.

Анаэробный порог (порог анаэробного обмена (ПАНО)) – это физиологический показатель, отражающий уровень тренированности организма и взаимоотношения между аэробными и анаэробными путями энергообеспечений физической нагрузки, а так же между величиной ЧСС и интенсивностью физической нагрузки. Чем выше ПАНО тем организм имеет более развитую аэробную систему энергообеспечения, в среднем ПАНО соответствует повышению уровня лактата в крови до 4 милимоль на литр – граница между аэробным и анаэробным путем энергообеспечения физической нагрузки.