Енергозабезпечення м'язової діяльності як основа фізіологічної класифікації фізичних вправ

ПЛАН

1. Загальна характеристика енергозабезпечення м'язової діяльності

2. Алактатна система забезпечення м'язової діяльності

3. Гліколітичний (лактатний) механізм ресинтезу АТФ

4. Аеробна система енергозабезпечення рухової активності

5. Класифікація вправ залежно від енергетичних механізмів забезпечення м'язової діяльності.

6. Загальна фізіологічна класифікація фізичних вправ.

7. Класифікація вправ в залежності від потужності роботи.

1. Загальна характеристика енергозабезпечення м'язової діяльності

З усіх видів енергії, що утворюється і використовується в різних фізичних процесах (теплова, механічна, хімічна, гравітаційна, електромагнітна, ядерна та ін.) стосовно м'язової діяльності, основна увага має бути сконцентровано на хімічній енергії організму, джерелом якої є харчові продукти, і її перетворенні в механічну енергію рухової діяльності людини (хоча в ряді випадків у спорті доводиться стикатися з проблемою використання теплової, гравітаційної, сонячної та інших видів енергії). Відповідно до закону збереження енергії, хімічна енергія організму людини не зникає і не виникає «з нічого», а переходить з одного виду в інший: вона утворюється в результаті споживання багатих енергетичними субстратами продуктів харчування і передається навколишньому середовищу у вигляді роботи і теплоти.

Енергія, що вивільнюється під час розчеплення харчових продуктів, використовується для виробництва аденозинтрифосфату (АТФ), який депонується в м'язових клітинах і є своєрідним паливом для виробництва механічної енергії м'язового скорочення.

Енергію для м'язового скорочення дає розщеплення аденозинтрифосфату (АТФ) до аденозиндифосфату (АДФ) і неорганічного фосфату (Ф_н). Кількість АТФ в м'язах дуже невелика і її достатньо для забезпечення високоінтенсивної роботи лише протягом 1-2 с. Для продовження роботи необхідний ресинтез АТФ, який проводиться за рахунок реакцій різних типів під час яких виділяється енергія. Поповнення запасів АТФ в м’язах дозволяє підтримувати постійний рівень його концентрації, необхідний для повноцінного м'язового скорочення. Істотне зниження рівня АТФ може спостерігатися тільки на початку високоінтенсивної роботи в силу визначеної інертності процесів, в результаті яких виникає енергія, або при явній втомі в момент відмови від роботи, коли системи енергозабезпечення вже не в змозі підтримувати необхідний рівень АТФ.

Ресинтез АТФ забезпечується як в анаеробних, так і в аеробних реакціях із залученням в якості енергетичних джерел запасів креатинфосфату (КФ) і АДФ, що містяться в м'язових тканинах, а також багатих енергією субстратів (глікоген м'язів і печінки, живі запаси ліпозной тканини і м'язів, окремі білки, різні метаболіти). Хімічні реакції, які призводять до забезпечення м'язів енергією, протікають в трьох енергетичних системах: 1)анаеробній алактатній, 2) анаеробній лактатній (гліколітичній), 3)аеробній.

Виникнення енергії в перших двох системах здійснюється в процесі хімічних реакцій, які не потребують наявності кисню. Третя система передбачає енергозабезпечення м'язової діяльності в результаті реакцій окислення, що протікають за участю кисню. Найбільш загальні уявлення про послідовність включення і кількісному співвідношенню в енергозабезпеченні м'язової діяльності кожної із зазначених систем наведені на Рис.1.

Рис. 1. Послідовність і кількісні відношення процесів енергозабезпечення м'язової діяльності у кваліфікованих спортсменів в різних енергетичних системах (схема): 1 – алактатної; 2 – лактатної; 3 – аеробної

Можливості кожної із зазначених енергетичних систем визначаються потужністю, тобто швидкістю звільнення енергії в метаболічних процесах, і ємністю, яка визначається величиною і ефективністю використання субстратних фондів.

2. Алактатного система забезпечення м'язової діяльності

Алактатна анаеробна система енергозабезпечення є найменш складною, відрізняється високою потужністю вивільнення енергії і короткочасністю дії. Утворення енергії в цій системі проходить за рахунок розщеплення багатих енергією фосфатних сполук – аденозинтрифосфату (АТФ) та креатинфосфату (КФ). АТФ включає чотири компонента – аденозин, що складається з аденіну і пов'язаного з ним 5-вуглецевого цукру, і три багаті енергією фосфатні групи (високо-енергетичні сполуки). Енергія, що утворюється в результаті розпаду АТФ, в повній мірі включається в процес енергозабезпечення роботи вже на її першій секунді (рис. 1). Проте вже на другій секунді виконання роботи здійснюється за рахунок креатинфосфату (КФ), депонованого в м'язових волокнах і який містить, як і АТФ, багаті енергією фосфатні сполуки. Розщеплення цих сполук призводить до інтенсивного вивільнення енергії. Кінцевими продуктами розщеплення КФ є креатин (Кр) і неорганічний фосфат (Ф_н). Реакція стимулюється ферментом креатинкіназою і схематично виглядає наступним чином: