Главная страница

Биохимия лекции. Биохимические факторы скоростно-силовых качеств


НазваниеБиохимические факторы скоростно-силовых качеств
АнкорБиохимия лекции.doc
Дата15.09.2017
Размер51 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаБиохимия лекции.doc
ТипДокументы
#32
Каталогmedlivebooks

С этим файлом связано 12 файл(ов). Среди них: Лекции по биоорганической химии (БОХ).doc, Berezov_T_T_Korovkin_B_F_-_Biologicheskaya_khimia_Ucheb_lit_dlya, Biokhimia_Polny_nabor_lektsy.pdf, Kratkiy_povtor_po_vsey_biokhimii.pdf, Sovremennaya_biokhimia_v_skhemakh.pdf, Ya_Musil_-_Sovremennaya_biokhimia_v_skhemakh.pdf, Biokhimia_v_tablitsakh_i_skhemakh.pdf и ещё 2 файл(а).
Показать все связанные файлы

Биохимические факторы

скоростно-силовых качеств
Важнейшими из скоростно-силовых качеств спортсмена являются сила, скорость и мощность развиваемого мышечного усилия. Проявление их обусловлено рядом причин психологического, физиологического, биомеханического и биохимического характера.

Основные биохимические факторы, лимитирующие проявление скоростно-силовых качеств, можно установить исходя из «фундаментальных зависимостей» для мышцы. Первая из этих зависимостей описывает условия проявления максимальной мышечной силы. Результаты экспериментальных исследований, выполненных на различных мышцах человека и животных, показывают, что величина максимального мышечного усилия прямо пропорциональна длине саркомера, или длине толстых миозиновых нитей, т.е. степени полимеризации миозина, и общему содержанию в мышце сократительного белка актина. Как уже отмечалось, усилие, развиваемое в процессе взаимодействия актиновых и миозиновых нитей в миофибриллах, пропорционально числу образованных поперечных спаек. Чем больше площадь наложения тонких актиновых нитей на толстые миозиновые нити в пределах каждого саркомера, тем больше и максимальная величина усилия, развиваемого мышцей. Максимально возможная площадь соприкосновения нитей определяется длиной толстых миозиновых нитей или отдельного саркомера. Самые длинные саркомеры обнаружены в запирательных мышцах моллюсков. Эти мышцы способны развивать усилие, в 3-6 раз превышающее максимальную мышечную силу человека. Самые короткие саркомеры находятся в летательных мышцах насекомых и колибри. Величина относительного максимума силы этих мышц примерно в 3 раза меньше, чем у человека. В скелетных мышцах человека средняя длина саркомера составляет 1,8 µ, а длина миозиновых нитей – около 1 µ. По значению максимальной силы мышцы человека занимают среднее положение между мышцами моллюсков и летательными мышцами насекомых.

Длина саркомера, или степень полимеризации миозина, в толстых нитях миофибрилл – это генетически обусловленный фактор; он остается неизменным в процессе индивидуального развития и под влиянием тренировки. Длина саркомера обнаруживает определенные вариации в волокнах разного типа, входящих в состав различных мышц. Содержание в мышцах белка актина существенно изменяется в процессе индивидуального развития и под влиянием тренировки. Этот показатель обнаруживает выраженные различия в мышечных волокнах разного типа и в мышцах различного функционального профиля.

Содержание актина в миофибриллах мышц находится в линейной зависимости от общего количества креатина. Оба показателя – содержание актина и общая концентрация креатина в мышцах – могут быть использованы при контроле за развитием мышечной силы и прогнозировании уровня спортивных достижений в скоростно-силовых упражнениях.

Вторая «фундаментальная зависимость» описывает связь между величиной максимальной скорости сокращения мышцы, длиной саркомера и относительной АТФ-азной активностью миозина. Наибольшая скорость сокращения отмечена в летательных мышцах насекомых и колибри, имеющих в своем составе самые короткие саркомеры, наименьшая – в запирательных мышцах моллюсков, в составе которых находятся самые длинные саркомеры. Максимальная скорость сокращения прямо пропорциональна относительной АТФ-азной активности. Значения максимальной скорости сокращения сильно различаются в мышечных волокнах разного типа: в быстро сокращающихся белых волокнах они примерно в 4 раза выше, чем в медленно сокращающихся красных волокнах.

В произвольных движениях человека важно не изолированное проявление силы или скорости сокращения, а их совместный эффект, оцениваемый по величине мощности развиваемого усилия. Поскольку мощность является произведением силы на скорость, то исходя из уже известных зависимостей для силы и скорости сокращения, нетрудно вывести третью «фундаментальную зависимость», описывающую изменения мощности при мышечном сокращении. Мощность, развиваемая мышцей, является линейной функцией от величины суммарной АТФ-азной активности, то есть общей скорости расщепления АТФ.

Значения максимальной мощности, как и значения максимальной скорости сокращения, существенно различаются в мышечных волокнах разного типа и заметно изменяются при адаптации к определенному виду двигательной деятельности. В быстро сокращающихся белых волокнах значения максимальной мощности составляют около 155 ватт на 1 кг веса мышц, в медленно сокращающихся красных волокнах – 40 ватт на 1 кг веса мышц.

Суммарная АТФ-азная активность выше в быстро сокращающихся белых волокнах. В соответствии с этим максимальная мощность обнаруживает тесную связь с их процентным содержанием в работающих мышцах. Бегуны-спринтеры, в икроножной мышце которых содержание быстро сокращающихся белых волокон достигает 60%, заметно превосходят бегунов на длинные дистанции по значениям максимальной мощности (120 ватт на 1 кг против 85 ватт). У бегунов на длинные дистанции процент быстро сокращающихся белых волокон в этой мышце составляет только 35%.
Биохимические основы методов скоростно-силовой подготовки спортсменов
Поскольку структурные факторы скоростно-силовых способностей человека (длина саркомеров в миофиброллах, содержание быстро и медленно сокращающихся волокон в мышцах) генетически обусловлены, основным методическим путем улучшения скоростно-силовых качеств спортсменов является подбор средств и методов, которые могли бы улучшить АТФ-азную активность миозина и усилить синтез сократительных белков в мышцах. В скоростно-силовых видах спорта для решения этих задач в настоящее время используются два основных методических приема – метод максимальных усилий и метод повторных предельных упражнений.

Для тренировки способностей к максимальному проявлению скоростно-силовых качеств применяются упражнения, близкие по биодинамической структуре к соревновательным или сами соревновательные упражнения. Они выполняются с предельной мобилизацией на проявление максимального усилия, с небольшим числом посторенний и нерегламентированными интервалами отдыха, достаточными для восстановления и повторной мобилизации на максимальное усилие (как правило, 1,5–2 мин).

Предельный объем упражнений с максимальным проявлением силы, скорости или мощности определяется критической концентрацией КрФ в мышцах (примерно ⅓ от общей алактатной анаэробной емкости), ниже которой уже невозможно поддерживать максимальную скорость ресинтеза АТФ. За счет этого количества КрФ можно выполнить непрерывно до 5-6 повторений таких упражнений. При произвольно дозируемых интервалах отдыха в одном тренировочном занятии можно 10-12 раз повторить упражнение без заметного снижения максимальной мощности.

Метод повторных предельных упражнений направлен на усиление синтеза сократительных белков и увеличение мышечной массы. Для решения этой задачи может быть использован широкий круг упражнений, в достаточной мере нагружающих избранную группу мышц. Величина преодолеваемого сопротивления обычно не превышает 70% от максимальной изометрической силы. Упражнения выполняются с большим числом повторений до отказа.

При величинах сопротивления, составляющих более 50% от максимальной изометрической силы, кровоток через мышцу резко уменьшен, что сопровождается появлением локальной гипоксии, В этих условиях (дефицит аэробной энергопродукции) значительно исчерпываются алактатные анаэробные резервы, и в мышцах накапливается большое количество свободного креатина, заметно усиливается образование молочной кислоты в результате гликолиза.
Биохимические факторы выносливости
Выносливость – важнейшее физическое качество спортсмена, во многом определяющее общий уровень его работоспособности. Она может проявляться в форме продолжительной работы на заданном уровне мощности до первых признаков выраженного утомления, а также как снижение работоспособности при наступлении утомления, которое в конечном итоге приводит к прекращению работы. Выносливость измеряется временем работы, выполненной до отказа (предельное время – tпр).

С биохимической точки зрения выносливость определяется отношением величины энергетических резервов, доступных для использования, к скорости расходования энергии при выполнении данного вида упражнений:
выносливость (tпр, мин) = запасы энергии (Дж)

скорость расхода энергии (Дж/мин)
т.е. выносливость определяется временем функционирования с заданной интенсивностью до полного исчерпания имеющихся в наличии энергетических ресурсов.

Конкретное проявление выносливости всегда носит специфический характер, который зависит от использования в качестве источников энергии различных метаболических процессов. Исходя из наличия в организме трех различных источников энергии – алактатного, гликолитического и аэробного – общее проявление выносливости можно представить как результат различного сочетания параметров мощности, емкости и эффективности этих источников.

В кратковременных упражнениях максимальной мощности, где предельное время работы измеряется несколькими секундами, процессы гликолитического анаэробного и аэробного образования энергии не достигают своей максимальной мощности, а размеры исчерпания их энергетической емкости весьма незначительны. В этих упражнениях проявление выносливости в основном зависит от параметров алактатного анаэробного процесса. В длительных упражнениях умеренной мощности, где участие анаэробных процессов в энергетическом обеспечении работы ограничивается лишь начальным периодом врабатывания, проявление выносливости будет определяться в основном параметрами аэробного процесса. Прямые измерения параметров мощности, емкости и эффективности для анаэробных и аэробного источников энергии у представителей разных видов спорта полностью подтверждает это положение.

Поскольку показатели выносливости зависят от аэробных и анаэробных энергетических возможностей спортсменов, то, естественно, тренировка выносливости должна быть ориентирована прежде всего на повышение этих биоэнергетических свойств организма.
Методы тренировки, способствующие развитию выносливости
Наиболее эффективными методами развития выносливости являются метод длительной непрерывной работы (равномерной или переменной), а также методы повторной и интервальной тренировки. Обычно их разделяют по направленности на развитие аэробного или анаэробного компонента выносливости.

В тренировке, направленной на развитие алактатного анаэробного компонента выносливости, чаще всего используют методы повторной и интервальной работы («интервальный спринт»). Основная цель такого рода тренировки – добиться максимального исчерпания алактатных анаэробных резервов в работающих мышцах и повысить устойчивость ключевых ферментов алактатной анаэробной системы (миозиновой АТФ-азы и саркоплазматической креатинфосфокиназы) в условиях накопления продуктов анаэробного распада (АДФ, Н3РО4, молочной кислоты и т.п.). Решить эту задачу можно лишь путем большого числа повторений кратковременных (продолжительностью не более 10-15 с) упражнений высокой интенсивности (90-95% от Wmax).

Расщепление фосфатных макроэргов (АТФ+КрФ) при выполнении упражнений максимальной мощности приводит к резкому увеличению скорости потребления О2 в первые секунды после работы, когда осуществляется окислительный ресинтез КрФ в работающих мышцах. Наибольшая скорость этого процесса соответствует отставленному максимуму в кривой потребления О2, который наблюдается на 1-й минуте восстановления после завершения упражнения. В этот период значительно снижается скорость выделения «неметаболического излишка» СО2. Как видно на рисунке, значения «пикового» потребления О2 и накопление молочной кислоты в крови непрерывно возрастают вплоть до 5-6-го повторения упражнения, что свидетельствует о постепенном исчерпании емкости алактатных анаэробных резервов. Как только будет достигнута критическая величина исчерпания запасов КрФ в работающих мышцах, сразу же снизится максимальная мощность. Обычно такое состояние достигается к 8-10-му повторению упражнения. Это число повторений следует признать оптимальным для данного метода тренировки алактатного компонента выносливости.

В отличие от повторного метода тренировки, где интервалы отдыха не регламентируется, в интервальном методе величина их подбирается таким образом, чтобы обеспечить наиболее выраженное воздействие на тренируемую функцию. Изменение этой величины при повторном выполнении упражнений максимальной мощности влияет на динамику биохимических сдвигов в организме.

При развитии гликолитического анаэробного компонента выносливости могут быть использованы методы однократной предельной, повторной и интервальной работы. Избираемые характеристики упражнения должны обеспечить предельное усиление анаэробных гликолитических превращений в работающих мышцах. Таким условиям соответствует выполнение предельных усилий в интервале от 30 с до 2,5 мин.

Повторное выполнение упражнений гликолитического анаэробного характера через большие и нерегламентируемые интервалы отдыха позволяет с каждым новым повторением воспроизводить программируемый тренировочный эффект. Предельное число повторений упражнения в этом случае зависит от снижения запасов гликогена в работающих мышцах и достижения предельных величин закисления (как правило, на 6-8-м повторении предельного усилия).

В интервальной работе гликолитического анаэробного характера сокращение продолжительности пауз отдыха не изменяет уровня «пикового» потребления О2 (он в этих упражнениях достигает максимальных значений), но ведет к быстрому увеличению восстановительных «излишков» потребления О2, повышению скорости накопления молочной кислоты в крови и развитию выраженного утомления. Если интервалы отдыха соотносятся с длительностью рабочих периодов как 1:1 или 1: 1,5, то есть составляют менее 1,5-2 мин, общее число повторений упражнения сокращается из-за быстро развивающегося утомления до 3-4 раз. При этом достигается наибольшая скорость анаэробного гликолиза в работающих мышцах и самые высокие значения максимума накопления молочной кислоты в крови.

Чтобы выполнить необходимый объем работы, достаточный для закрепления тренировочного эффекта, интервальная работа с короткими паузами отдыха обычно выполняется сериями по 3-4 повторения, разделенными 10-15- минутным отдыхом, который необходим для восстановления работоспособности после предельной анаэробной работы.
перейти в каталог файлов
связь с админом