Окислительные свойства мышц

Важнейший вывод, к которому приводят современные достижения физиологии мышечной деятельности, заключается, пожалуй, в том, что выносливость в спорте определяется не только и не столько количеством кислорода, доставляемого к работающим мышцам, сколько их способностью более полноценно использовать поступающий к ним кислород для ресинтеза АТФ.

Высокие достижения в беге на выносливость это, во-первых, следствие естественной селекции спортсменов с генетически детерминированным высоким уровнем окислительных («дыхательных») свойств мышц, во-вторых, результат рациональной тренировки, обеспечивающей меньшее продуцирование лактата, и в-третьих, следствие повышения способности мышц использовать лактат при субмаксимальных и максимальных нагрузках для ресинтеза гликогена. Если у нетренированных лиц с возрастанием тяжести работы концентрация лактата в крови мало изменяется до нагрузки, составляющей 50–60% от МПК, и затем круто возрастает, то у спортсменов концентрация лактата значительно ниже. У них до уровня 70–80% от МПК накопление лактата невелико или отсутствует.

Напомню, что скелетные мышцы имеют качественно неоднородный состав мышечных волокон, в которых различаются быстрые и медленные. Медленные волокна (тип I, низкопороговые, окислительные) более приспособлены обеспечивать относительно небольшие по силе сокращения, характерные для продолжительной работы на выносливость. Быстрые волокна (тип II, высокопороговые, гликолитические) не обладают большой выносливостью, однако приспособлены для быстрых и сильных, но кратковременных сокращений.

Среди быстрых мышечных волокон выделяются два подтипа, различающихся активностью окислительных и гликолитических ферментов: быстрые окислительно-гликолитические (подтип IIа) и быстрые гликолитические (подтип IIв). С функциональной точки зрения волокна типа Па рассматриваются как промежуточные между медленными (тип I) и быстрыми (подтип IIв) волокнами. При нагрузке низкой интенсивности в работу вовлекаются преимущественно промежуточные волокна типа I и по мере возрастания ее интенсивности – волокна подтипа Па и затем подтипа IIв.

Волокна типа II более склонны к продукции лактата, а волокна типа I непрерывно экстрагируют лактат из крови и волокон типа II и окисляют его. Метаболизм в волокнах типа II происходит быстрее, чем в волокнах типа I.

Поэтому разница в скорости протекания этих процессов способствует накоплению лактата в крови и мышцах.

У спортсменов, специализирующихся в видах спорта на выносливость, наблюдается больший процент волокон типа I, тогда как у спринтеров, наоборот, преобладают волокна типа II. Считается, что эти различия являются результатом естественной селекции, обусловленной индивидуальными различиями в составе мышечных волокон. Высокое содержание медленных волокон обусловливает предрасположенность к занятиям видами спорта, требующими развития выносливости, и обеспечивает достижения высокого уровня максимальной аэробной мощности организма.

Высокий процент медленных волокон не является результатом тренировки. Пока не существует убедительных доказательств того, что быстрые (тип II) волокна в процессе тренировки превращаются в медленные (тип I) или наоборот. Однако отмечается, что у людей, адаптировавшихся к напряженной работе на выносливость, зачастую невозможно выделить волокна типа IIв, т.е. происходит, по-видимому, полная конверсия волокон типа IIв в тип IIа. Кроме того, в результате очень напряженной тренировки на выносливость содержание митохондрий в волокнах типа II увеличивается в большей степени (в 4 и более раз), чем в волокнах типа I, и разница в содержании митохондриальных ферментов между волокнами типа I и типа II в основном или полностью стирается. Это дает возможность быстрым мышечным волокнам (типа II) участвовать в обеспечении механической мощности бега на выносливость. И поскольку эти волокна способны проявлять значительно большую сократительную мощность по сравнению с медленными (тип I) волокнами, то высокотренированные бегуны обретают возможность полноценно использовать в работе волокна обоих типов и тем самым повышать свою скоростную выносливость. Вместе с тем повышение окислительных свойств быстрых мышечных волокон создает реальную возможность для продолжительной и устойчивой сократительной активности мышц при такой интенсивности работы, которую в нетренированном состоянии волокна типа II с низкой окислительной способностью могли бы выдержать лишь короткий период времени.

Еще одно свидетельство тому, что выносливость лимитируется не недостатком поступления кислорода к работающим мышцам, а низкой способностью митохондрий мышц использовать его, содержится в показателе различия между содержанием кислорода в артериальной и смешанной венозной крови.

У умеренно тренированных и нетренированных лиц содержание кислорода в смешанной венозной крови уменьшается примерно одинаково по мере увеличения мощности выполняемой работы. У очень выносливых спортсменов при одинаковой с нетренированными людьми работе и равном потреблении кислорода его содержание в смешанной венозной крови значительно ниже. Это говорит о транзите кислорода через мышцы, если они не способны достаточно утилизировать его. В то же время тренированные мышцы с высокими окислительными свойствами обладают повышенной способностью экстрагировать кислород из проходящей крови. Максимальная скорость утилизации кислорода на единицу объема крови, прокачиваемого сердцем, у тренированных мышц примерно в 1,5 раза выше, чем у нетренированных.

Окислительные свойства не только повышают сократительную мощность мышц в циклическом режиме работы, но и обеспечивают возможность ускорения процесса окисления лактата во время отдыха после напряженной нагрузки. Было установлено, что содержание лактата в крови во время отдыха после напряженной нагрузки уменьшается гораздо быстрее, чем при пассивном отдыхе, при работе теми же мышцами. Это происходит в связи с интенсификацией кровотока в работающих мышцах и более активным окислением лактата в них. С повышением интенсивности такой работы кровоток через мышцы увеличивается и скорость окисления лактата возрастает вплоть до уровня кислородного запроса, равного примерно 60% от индивидуального МПК. При этом приблизительно 75% оборота лактата превращается в гликоген. Однако при дальнейшем повышении интенсивности работы скорость удаления лактата снижается.

Показана практическая возможность использования этого явления в паузах отдыха при выполнении повторной дистанционной работы максимальной и субмаксимальной мощности. Однако в полной мере это относится к тренированным мышцам, обладающим высоким уровнем окислительной способности.

В заключение уместно еще раз обратить внимание на важность специализированной подготовки мышечных групп, несущих основную нагрузку при беге, и использовать для этого более эффективные тренирующие воздействия по сравнению с дистанционными методами.

Читать далее

Содержание

  1. Классификация и характеристика легкоатлетических упражнений
  2. История развития легкой атлетики
  3. Легкая атлетика в системе занятий по физическому воспитанию в учебных заведениях
  4. Легкая атлетика в системе оздоровительных мероприятий
  5. Основы техники видов легкой атлетики
  6. Спортивная ходьба
  7. Бег на короткие дистанции
  8. Эстафетный бег
  9. Бег на средние дистанции
  10. Бег на длинные дистанции
  11. Бег на сверхдлинные дистанции
  12. Барьерный бег
  13. Бег с препятствиями
  14. Прыжки в длину с разбега
  15. Тройной прыжок с разбега
  16. Прыжки в высоту
  17. Прыжок с шестом
  18. Метание копья, гранаты и мяча
  19. Толкание ядра
  20. Метание диска
  21. Метание молота
  22. Многоборье
  23. Организация и проведение соревнований по легкой атлетике
  24. Подготовительная часть урока
  25. Общая характеристика бега на выносливость
  26. Адаптация организма к работе на выносливость
  27. Методика подготовки в беге, требующем скоростной выносливости