Биохимические закономерности восстановления

Лекция № 5 Биохимические закономерности восстановления. План лекции 1. Общая характеристика восстановления. 2. Срочное восстановление. 3. Отставленное восстановление. 4. Суперкомпенсация. 5 Обзор методов ускорения восстановления. Использованная литература: 1. Биохимия: учебник / Под ред. В.В. Меньшикова и Н.И. Волкова. М.: ФиС, 1986. – 384 с. 2. Биохимия мышечной деятельности: учебник ⁄ Н.И. Волков, Э.Н. Несен, А.А. Осипенко, С.Н. Корсун. – Киев: Олимпийская литература, 2000. – С. 3. Дубровский, В.И. Реабилитация в спорте / В.И. Дубровский. – М.: Физкультура и спорт, 1991. 203 с. 4. Михайлов С.С. Спортивная биохимия: учебник – М.: Советский спорт, 2006, 2007. –260 с. Во время мышечной работы в организме возникают и нарастают разнообразные биохимические и функциональные сдвиги, приводящие в конечном итоге к снижению физической работоспособности и развитию утомления. Устранение этих негативных изменений осуществляется после работы, в процессе восстановления. Восстановление является важнейшим периодом в подготовке спортсмена, так как именно в это время в организме закладываются основы роста спортивной работоспособности, развития скоростно-силовых качеств и выносливости. Знание молекулярных механизмов восстановления необходимо тренеру для эффективного управления учебно-тренировочным процессом. Восстановление условно делится на две фазы: срочное и отставленное восстановление. Срочное восстановление На этом этапе устраняются продукты анаэробного обмена, главными из которых являются креатин и лактат. Креатин образуется и накапливается в мышечных клетках во время физических нагрузок за счет креатинфосфатной реакции: Креатинфосфат + АДФ Креатин + АТФ Эта реакция обратима. Во время отдыха она протекает в обратном направлении: Креатин + АТФ Креатинфосфат + АДФ Избыток Обязательным условием превращения креатина в креатинфосфат является избыток АТФ, который создается в мышцах после работы, когда уже нет больших энергозатрат на мышечную деятельность. Источником АТФ при восстановлении является тканевое дыхание, протекающее с достаточно высокой скоростью и потребляющее значительное количество кислорода. В качестве окисляемых субстратов чаще используются жирные кислоты. На устранение креатина требуется не более 5 минут. (Здесь и далее приводятся максимальные сроки восстановительных процессов после тяжелой работы большого объема. После выполнения физических нагрузок небольшого объема восстановление протекает значительно быстрее). В течение этого времени наблюдается повышенное потребление кислорода, называемое алактатным кислородным долгом. Алактатный кислородный долг характеризует вклад креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение выполненной физической нагрузки. Наибольшие величины алактатного кислородного долга (5-10 л) наблюдаются после выполнения физических нагрузок в зоне максимальной мощности. Другой продукт анаэробного обмена – лактат образуется и накапливается в результате функционирования гликолитического пути ресинтеза АТФ. Устранение молочной кислоты происходит, преимущественно, во внутренних органах, так как она легко выходит из мышечных клеток в кровяное русло. Лактат, поступающий из крови в миокард, подвергается аэробному окислению и превращается в конечные продукты – СО2 и Н2О. Такое окисление требует кислорода и сопровождается выделением энергии, которая используется для обеспечения работы сердечной мышцы. Часть лактата из крови поступает в почки. В почках, так же как и в миокарде, лактат может окисляться с участием кислорода до углекислого газа и воды, давая этому органу энергию. Часть лактата через почки поступает в состав мочи. Значительная часть лактата из крови попадает в печень и превращается в глюкозу. Этот процесс называется глюконеогенезом. Синтез глюкозы из лактата требует энергии АТФ, источником которого служит тканевое дыхание, протекающее с повышенной скоростью и потребляющее избыточное (по сравнению с покоем) количество кислорода. Выделяется из организма молочная кислота также в составе пота. У спортсменов содержание лактата в поте может значительно превышать его уровень в крови. Поэтому использование после тренировки сауны или бани позволяет ускорить выделение из организма молочной кислоты. Для устранения избытка лактата обычно требуется не более 1,5 – 2 часов. В это время наблюдается повышенное (по сравнению с дорабочим уровнем) потребление кислорода, поскольку все превращения лактата протекают с участием кислорода. Повышенное потребление кислорода в ближайшие 1,5 –2 часа после завершения мышечной работы, необходимое для устранения лактата, называется лактатным кислородным долгом. Лактатный кислородный долг характеризует вклад гликолитического пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение проделанной работы. Наибольшие величины лактатного кислородного долга (18-20 л) определяются после физической нагрузки в зоне субмаксимальной мощности. Частично креатин и лактат могут устраняться и во время тренировки: при снижении интенсивности выполняемых физических упражнений, а также в промежутках отдыха. Такое восстановление называется текущим. Отставленное восстановление В этот период в организме восполняются запасы химических соединений и восстанавливаются внутриклеточные структуры, разрушенные или поврежденные во время мышечной работы. Основными биохимическими процессами, составляющими отставленное восстановление, являются синтезы гликогена, жиров и белков. Синтез гликогена протекает в мышцах и в печени, причем в первую очередь накапливается мышечный гликоген. Синтезируется гликоген, главным образом, из глюкозы, поступающей в организм с пищей. Предельное время восстановления в организме запасов гликогена – 24-36 часов. Синтез жиров осуществляется в жировой ткани. Вначале образуются глицерин и жирные кислоты, затем они соединяются в молекулу жира. Жир также образуется в стенке тонкой кишки путем ресинтеза из продуктов переваривания пищевого жира. С током лимфы, а затем крови ресинтезированный жир поступает в жировую ткань. Для восполнения запасов жира необходимо не более 36-48 часов. Синтез белков, в основном, идет в мышечной ткани. Часть аминокислот (незаменимых) обязательно должна поступать с пищей. Максимальное время синтеза белков – 48-72 часа. Отставленное восстановление также включает и восстановление (репарацию) поврежденных внутриклеточных структур. Это касается мио- фибрилл, митохондрий, различных клеточных мембран. По времени это самый длительный процесс; он требует до 72-96 часов. Все биохимические процессы, составляющие отставленное восстановление, протекают с потреблением энергии, источником которой является АТФ, возникающий за счет тканевого дыхания. Поэтому для фазы отставленного восстановления характерно несколько повышенное потребление кислорода, но не такое выраженное как при срочном восстановлении. Важнейшей особенностью отставленного восстановления является наличие суперкомпенсации (или сверхвосстановления). Суть этого явления заключается в том, что вещества, разрушенные при работе, во время восстановления синтезируются в больших концентрациях по сравнению с их дорабочим, исходным уровнем. Однако суперкомпенсация носит временный характер, она обратима. Но если суперкомпенсация возникает часто (при регулярных тренировках), то это ведет к постепенному росту исходного уровня данного вещества. Основной причиной сверхвосстановления является повышенное содержание в крови гормонов, влияющих на синтетические процессы (инсулин, тестостерон и др.). Время наступления суперкомпенсации существенно зависит от скорости распада веществ при работе: чем выше скорость расщепления какого-либо вещества во время работы, тем быстрее происходит его синтез при восстановлении и раньше наступает суперкомпенсация. Высота суперкомпенсации (степень превышения исходного уровня) определяется глубиной распада веществ при работе. Чем глубже распад вещества при работе (в разумных пределах, так как чрезмерный распад приводит к переутомлению!), тем выраженнее и выше суперкомпенсация. Эта особенность суперкомпенсации заставляет тренера применять на тренировках упражнения большой мощности и продолжительности для того, чтобы вызвать в организме спортсмена достаточно глубокий распад тех веществ, от содержания которых значительно зависит работоспособность. Для спортсмена суперкомпенсация имеет исключительно важное значение. На высоте суперкомпенсации существенно возрастают все качества двигательной деятельности (сила, скорость, выносливость), что, несомненно, сказывается на спортивных результатах Суперкомпенсация Из выше сказанного вытекает, что важнейшей задачей тренера является грамотное применение различных средств, направленных на ускорение восстановления работоспособности после тренировок большого объема и интенсивности. http://sportwiki.to/index.php?curid=5674 Используемые в настоящее время в практике спорта средства, ускоряющие восстановительные процессы в организме спортсмена, можно отнести к трем направлениям:    Педагогические; Психологические; Медико-биологические. К педагогическим способам ускорения восстановления работоспособности относятся: - использование в тренировочном процессе физических нагрузок, соответствующих функциональному состоянию спортсмена; исключение запредельных нагрузок, вызывающих чрезмерно глубокие биохимические и функциональные сдвиги в организме; - рациональную регулярность тренировочных занятий, наличие необходимой продолжительности отдыха между тренировками; - чередование лактатных и аэробных нагрузок, предупреждающее чрезмерное образование и накопление в организме лактата с последующим повышением кислотности. Психологические средства, ускоряющие восстановление, разнообразны. На практике часто используются следующие способы психологического воздействия: - психологическая саморегуляция; - аутогенная психомышечная тренировка; - внушение и гипноз; - музыка и цветомузыка; - специальные дыхательные упражнения; - психогигиена (благоприятные условия быта, разнообразие досуга, исключение отрицательных эмоций и т.п.). Более подробно педагогические и психологические средства ускорения восстановления работоспособности рассматриваются в курсах соответствующих дисциплин. Медико-биологические средства ускорения восстановления работоспособности играют очень важную роль в подготовке спортсменов любой квалификации и широко применяются в спортивной практике. К ним относятся: - гидротерапия (душ, баня, сауна, ванны); массаж (мануальный, вибромассаж, гидромассаж, подводный); В конечном итоге все способы гидротерапии и массажа приводят к усилению лимфо- и кровообращения. Благодаря этому внутренние органы и особенно мышцы освобождаются от конечных продуктов метаболизма (в первую очередь, от молочной кислоты) и получают в бόльших количествах кислород, энергетические источники, строительный материал (прежде всего, аминокислоты для синтеза белков, глюкозу для синтеза гликогена). Питание. Обязательным условием полноценного восстановления является качественное питание. Питание обеспечивает организм спортсмена источниками энергии (все процессы синтеза требуют энергии!) и строительным материалом для синтезов (аминокислоты, глюкоза, глицерин, жирные кислоты). Кроме этого с пищей поступают витамины и минеральные вещества, потребность в которых после физической работы повышена. Для ускорения восстановления часто применяют пищевые добавки. - Лекарственные средства. Применение разрешенных фармакологических препаратов способствует росту работоспособности, ускорению восстановления, повышению уровня адаптации к мышечным нагрузкам. Фармакологические средства также могут стимулировать иммунные свойства организма, улучшать биоэнергетику организма. -