Биохимические основы развития двигательных качеств.

Рассмотрим те качества двигательной деятельности, в развитии которых существенная роль принадлежит биохимическим механизмам. К таким двигательным качествам в первую очередь относятся сила, быстрота и выносливость. Поскольку в структурно-морфологических и биоэнергетических основах силы и быстроты много общего, их обычно объединяют в скоростно-силовые качества.

Биохимические основы скоростно-силовых качеств

Быстроту можно определить как комплекс функциональных свойств организма, непосредственно и преимущественно определяющих время двигательного действия. При оценке проявления быстроты учитывается скрытое время двигательной реакции, скорость одиночного мышечного сокращения, частота мышечных сокращений.

Под силой мышц обычно понимается способность преодолевать внешнее сопротивление, либо противодействовать ему посредством мышечных напряжений.

Скоростно-силовые качества главным образом зависят от энергообеспечения работающих мышц и от их структурно-морфологических особенностей, в значительной мере предопределенных генетически.

Проявление силы и быстроты характерно для физических нагрузок, выполняемых в зоне максимальной и субмаксимальной мощности. Следовательно, в энергообеспечении скоростно-силовых качеств преимущественно участвуют анаэробные пути ресинтеза АТФ - креатин-фосфатный и гликолитический.

Быстрее всего развертывается ресинтез АТФ за счет креатинфосфатной реакции. Она достигает своего максимума уже через 1-2 с после начала работы. Максимальная мощность этого способа образования АТФ превышает скорость гликолитического и аэробного путей синтеза АТФ в 1,5 и 3 раза соответственно. Именно за счет креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ мышечные нагрузки выполняются с самой большой силой и скоростью. В свою очередь, величина максимальной скорости креатинфосфатной реакции зависит от содержания в мышечных клетках креатинфосфата и активности фермента креатинкиназы.

Увеличить запасы креатинфосфата и активность креатинкиназы возможно за счет использования физических упражнений, приводящих к быстрому исчерпанию в мышцах креатинфосфата.

Для этой цели используются кратковременные упражнения, выполняемые с предельной мощностью.

Хороший эффект дает применение интервального метода тренировки, состоящей из серий таких упражнений. Спортсмену предлагается серия из 4-5 упражнений максимальной мощности продолжительностью 8-10 с. Отдых между упражнениями в каждой серии равен 20-30 с. Продолжительность отдыха между сериями составляет 5-6 мин.

При выполнении каждого упражнения в мышцах происходит снижение запасов креатинфосфата. Во время отдыха между упражнениями в мышцах включается гликолитический путь ресинтеза АТФ. Но поскольку в этот промежуток времени мышцы не функционируют, то образующиеся молекулы АТФ используются для частичного восстановления запасов креатинфосфата. Достаточно продолжительное время отдыха между сериями позволяет почти полностью восполнить содержание креатинфосфата. Однако суперкомпенсация не развивается, так как отдых сменяется новой серией упражнений.

В результате этого в мышцах постепенно происходит исчерпание запасов креатинфосфата. Как только будет достигнута критическая величина снижения концентрации креатинфосфата в работающих мышцах, сразу же уменьшится мощность выполняемых нагрузок. Обычно такое состояние достигается после 8-10 серий упражнений.

Во время отдыха после тренировки наблюдается выраженная суперкомпенсация креатинфосфата. Поэтому многократное применение таких тренировок должно привести к повышению в мышцах запасов креатинфосфата, активности креатинкиназы и положительно сказаться на развитии скоростно-силовых качеств спортсмена.

Выполнение скоростных и силовых нагрузок в зоне субмаксимальной мощности обеспечивается энергией в основном за счет гликолитического ресинтеза АТФ. Возможности этого способа получения АТФ обусловлены внутримышечными запасами гликогена, активностью ферментов, участвующих в этом процессе, и резистентностью организма к молочной кислоте, образующейся из гликогена.

Поэтому для развития скоростно-силовых способностей, базирующихся на гликолитическом энергообеспечении, применяются тренировки, отвечающие следующим требованиям.

Во-первых, тренировка должна приводить к резкому снижению содержания гликогена в мышцах с последующей его суперкомпенсацией.

Во-вторых, во время тренировки в мышцах и в крови должна накапливаться молочная кислота для последующего развития резистентности к ней организма.

Для этой цели могут быть использованы методы повторной и интервальной работы. Применяемые упражнения должны вызывать повышение скорости гликолитического пути ресинтеза АТФ и приводить к усиленному образованию и накоплению лактата в работающих мышцах и его выходу в кровяное русло. Таким условиям соответствует выполнение предельных нагрузок продолжительностью в несколько минут. В случае интервальной тренировки можно использовать серии из 4-5 таких упражнений. Отдых между упражнениями внутри серии - несколько минут. Хороший эффект дает постепенное уменьшение времени отдыха - например, с 3 до 1 мин. Каждое такое упражнение вызывает распад внутримышечного гликогена и образование молочной кислоты. Короткие промежутки отдыха между упражнениями недостаточны для устранения лактата. Отдых между сериями упражнений, составляющий 15-20 мин, также недостаточен для полного устранения лактата, и поэтому упражнения в каждой последующей серии выполняются на фоне повышенной концентрации в мышцах молочной кислоты, что способствует формированию резистентности организма к повышенной кислотности.

Промежутки отдыха как между отдельными упражнениями, так и между сериями упражнений явно недостаточны для восстановления запасов гликогена, и вследствие этого в ходе тренировки в мышцах происходит постепенное уменьшение содержания гликогена до очень низких величин, что является обязательным условием возникновения выраженной суперкомпенсации.

Структурно-морфологические особенности мышц, определяющие возможности проявления силы и быстроты, касаются строения как отдельных мышечных волокон, так и мышцы в целом. Скоростно-силовые качества отдельного мышечного волокна зависят от количества сократительных элементов - миофибрилл - и от развития саркоплазматической сети, содержащей ионы кальция. Саркоплазматическая сеть также участвует в проведении нервного импульса внутри мышечной клетки.

Содержание миофибрилл и развитие саркоплазматической сети неодинаково в мышечных волокнах разных типов.

В зависимости от преобладания тех или иных способов образования АТФ, химического состава и микроскопического строения выделяют три основных типа мышечных волокон: тонические, фазические и переходные. Эти типы волокон также различаются по своей возбудимости, времени, скорости и силе сокращения, продолжительности функционирования.

Тонические волокна содержат относительно большое количество митохондрий, в них много миоглобина, но мало сократительных элементов - миофибрилл. Основной механизм ресинтеза АТФ в таких мышечных волокнах - аэробный. Поэтому они сокращаются медленно, развивают небольшую мощность, но зато могут сокращаться длительное время.

Фазические волокна имеют много миофибрилл, хорошо развитую саркоплазматическую сеть, к ним подходит много нервных окончаний. В них хорошо развиты коллагеновые волокна, что способствует их быстрому расслаблению. В их саркоплазме значительны концентрации креатинфосфата и гликогена, высока активность креатинкиназы и ферментов гликолиза. Относительное количество митохондрий в белых волокнах значительно меньше, содержание миоглобина в них низкое, поэтому они имеют бледную окраску. Обеспечение энергией белых мышечных волокон осуществляется за счет креатинфосфатной реакции и гликолиза. Сочетание анаэробных путей ресинтеза АТФ с большим количеством миофибрилл позволяет волокнам данного типа развивать высокую скорость и силу сокращения. Однако вследствие быстрого исчерпания запасов креатинфосфата и гликогена время работы этих волокон ограничено.

Переходные мышечные волокна по своему строению и свойствам занимают промежуточное положение между тоническими и фазическими.

Даже из такого краткого перечисления различий между типами мышечных волокон следует, что для проявления силы и быстроты более предпочтительны белые волокна и близкие к ним по строению переходные волокна. Поэтому более выраженными скоростно-силовыми качествами, при прочих равных условиях, обладают те мышцы, в которых соотношение между мышечными волокнами смещено в сторону белых.

Соотношение между волокнами разных типов в скелетных мышцах неодинаковое. Так, мышцы предплечья, двуглавая мышца плеча, мышцы головы и другие содержат преимущественно физические волокна. Мышцы туловища, прямая мышца живота, прямая мышца бедра в основном содержат тонические волокна. Отсюда легко понять, почему указанные группы мышц существенно различаются по таким свойствам, как возбудимость, быстрота, сила, выносливость.

Соотношение между различными типами мышечных клеток у каждого человека генетически предопределено. Однако, используя физические нагрузки определенного характера, можно целенаправленно вызывать изменение спектра мышечных волокон. За счет применения силовых упражнений происходит смещение этого спектра в сторону преобладания белых волокон, имеющих больший диаметр по сравнению с красными и переходными, что в итоге приводит к гипертрофии тренируемых мышц. Основной причиной гипертрофии в этом случае является увеличение содержания в мышечных клетках сократительных элементов - миофибрилл. Поэтому мышечная гипертрофия, вызываемая силовыми нагрузками, относится к миофибриллярному типу.

Физические нагрузки, применяемые для развития мышечной гипертрофии миофибриллярного типа, на биохимическом уровне должны приводить к повреждению миофибрилл с последующей их суперкомпенсацией. С этой целью используются различные упражнения с отягощением.

Для развития силы часто используется метод повторных упражнений с напряжением 80-90% от максимальной силы. Наиболее эффективное отягощение - 85% от максимальной силы. В этом случае число повторений "до отказа" обычно 7-8. Каждое упражнение выполняется сериями, количество которых колеблется от 5 до 10, с интервалом отдыха между ними в несколько минут. Скорость выполнения упражнений определяется целью тренировки. Для преимущественного увеличения мышечной массы упражнения выполняются в медленном или умеренном темпе. Для одновременного развития силы и быстроты упражнения проводятся во взрывчато-плавном режиме: начальная фаза движения выполняется с большой скоростью, а завершается оно как можно более плавно. Поэтому в скоростно-силовых видах спортсмены в период силовой подготовки должны отказаться от медленного выполнения силовых упражнений, так как в этом случае утрачивается способность мышц к быстрому сокращению.

Время восстановления после скоростно-силовой тренировки составляет 2-3 дня. Однако, меняя мышечные группы, на которые направлены нагрузки, тренировочные занятия можно проводить через меньшие интервалы отдыха.

Обязательным условием эффективной силовой подготовки является полноценное, богатое белками питание, так как миофибриллы состоят исключительно из белков. Имеются данные о том, что развитию мышечной гипертрофии способствует ультрафиолетовое облучение. Предполагается, что под воздействием ультрафиолета увеличивается образование мужских половых гормонов, стимулирующих в организме синтез белков.

Биохимические основы выносливости

Выносливость - важнейшее двигательное качество, от уровня развития которого во многом зависят достижения атлета. Выносливость можно определить как время работы с заданной мощностью до появления утомления.

В соответствии с характером выполняемой работы выделяют общую и специальную выносливость. Общая выносливость отражает способность спортсмена выполнять неспецифические нагрузки. Такими нагрузками, например, для футболиста могут быть кросс, лыжные гонки, плавание, подвижные игры и т.п., а также выполнение физической работы бытового характера. Специальная выносливость характеризует выполнение физических нагрузок, специфических для определенного вида спорта и требующих технической, тактической и психологической подготовки спортсмена.

Первостепенное значение для проявления выносливости имеет уровень развития молекулярных механизмов образования АТФ - непосредственного источника энергии для обеспечения мышечного сокращения и расслабления

В зависимости от способа энергообеспечения выполняемой работы выделяют алактатную, лактатную и аэробную выносливость. Нередко используются термины." алактатиый, лактатный и аэробный компоненты выносливости.

Алактатная выносливость характеризуется наибольшим временем работы в зоне максимальной мощности. В зависимости от вида нагрузки можно выделить скоростную, скорости о-силовую и силовую алактатную выносливость. Главным источником энергии при мышечной работе максимальной мощности является креатинфосфатная реакция. Поэтому развитие алактатной выносливости обусловлено внутримышечными запасами креатинфосфата. Как уже отмечалось, более богаты креатинфосфатом белые мышечные волокна. В связи с этим большей алактатной выносливостью обладают мышцы с преобладанием белых волокон. Содержание креатинфосфата в мышцах можно существенно повысить, используя специальные упражнения. Принцип построения такой тренировки в интервальном режиме был описан выше, при рассмотрении энергообеспечения скоростно-силовых качеств.

Биохимическая оценка алактатной выносливости может быть дана путем определения суточного выделения с мочой креатинина. Этот показатель характеризует общие запасы в организме креатинфосфата. Рост алактатной выносливости обычно сопровождается увеличением суточного выделения креатинина. Другим критерием, характеризующим развитие алактатной выносливости, является алактатный кислородный долг, измеренный после завершения работы максимальной мощности.

Лактатная выносливость характеризует выполнение физических нагрузок в зоне субмаксимальной мощности. Основным источником энергии при работе с такой мощностью служит анаэробный распад мышечного гликогена до молочной кислоты, называемый гликолизом. Возможности гликолитического способа получения АТФ в значительной степени зависят от запасов мышечного гликогена. Чем выше дорабочая концентрация гликогена в мышцах, тем дольше он будет использоваться в гликолизе. Отсюда следует, что мышцы с преобладанием белых, богатых креатинфосфатом и гликогеном волокон обладают также и выраженной лактатной выносливостью. Другим фактором, определяющим лактатную выносливость, является резистентность мышечных клеток и всего организма в целом к возрастанию кислотности вследствие накопления лактата в мышцах и в крови.

Исходя из такой зависимости тренировки, направленные на развитие лактатной выносливости, строятся так, чтобы обеспечить выполнение двух задач. Во-первых, за счет выполняемых физических нагрузок в мышцах должно увеличиваться содержание гликогена. Во-вторых, тренировочные занятия должны привести к возникновению резистентности к накоплению лактата и повышению кислотности.

С этой целью применяются упражнения, вызывающие, с одной стороны, значительное исчерпание запасов мышечного гликогена, что является необходимым условием для его последующей суперкомпенсации, а с другой - приводящие к образованию больших количеств молочной кислоты. Таковыми являются физические нагрузки субмаксимальной мощности, выполняемые в интервальном или повторном режиме. Тренировка такого типа описана выше, при рассмотрении энергообеспечения скоростно-силовых качеств. В зависимости от характера применяемых нагрузок можно преимущественно развивать силовой или скоростной компонент лактатной выносливости.

Ведущим биохимическим показателем проявления лактатной выносливости при работе является накопление лактата в крови. Определение концентрации молочной кислоты в крови проводят после выполнения физической работы субмаксимальной мощности "до отказа". Высокий уровень концентрации молочной кислоты в крови свидетельствует об использовании для получения энергии во время работы больших количеств мышечного гликогена и развитии резистентности к возрастанию кислотности.

Такую же информацию можно получить, определяя в крови после субмаксимальных нагрузок изменение кислотно-щелочного баланса. В этом случае высокой лактатной выносливости соответствует значительный сдвиг водородного показателя крови в кислую сторону. Еще одним показателем развития лактатной выносливости может служить лактатный кислородный долг, измеренный после выполнения работы субмаксимальной мощности "до отказа". Чем выше значение этого показателя, тем больше вклад анаэробного распада гликогена в энергообеспечение проделанной работы. У спортсменов с хорошей физической подготовкой величины лактатного кислородного долга могут достигать 18-20 л.

В спортивной практике очень часто алактатную и лактатную выносливость объединяют в анаэробную.

Аэробная выносливость проявляется при выполнении продолжительных упражнений умеренной мощности, которые главным образом обеспечиваются энергией за счет аэробного окисления. Вклад анаэробного энергообразования ограничивается лишь начальным периодом врабатывания. В спортивной литературе зачастую под термином "выносливость" подразумевается именно аэробная выносливость.

Аэробная выносливость определяется тремя главнейшими факторами: запасами в организме доступных источников энергии, доставкой кислорода в работающие мышцы и развитием в работающих мышцах митохондриального окисления.

В качестве источников энергии обычно используются углеводы, жирные кислоты, кетоновые тела и аминокислоты. Вследствие большой продолжительности аэробной работы эти энергетические субстраты доставляются в мышцы кровью, так как собственные энергетические ресурсы мышечных клеток расходуются в начале работы.

В обеспечении мышц источниками энергии существенная роль принадлежит печени. Именно здесь во время выполнения длительных нагрузок происходит распад гликогена до глюкозы, которая затем с током крови поступает в скелетные мышцы и другие органы, участвующие в обеспечении мышечной деятельности. Другой процесс, протекающий в печени во время работы, окисление жирных кислот, сопровождающееся образованием кетоновых тел, которые также являются важными источниками энергии. Кроме того, в печени во время работы протекают и другие химические процессы, способствующие выполнению мышечной работы. В связи с такой важной ролью печени в обеспечении физической работы в спортивной практике применяют гепатопротекторы - фармакологические средства, улучшающие функционирование печени и ускоряющие в ней процессы восстановления.

Доставка кислорода в мышцы осуществляется кардиореспираторной системой. Поэтому для проявления аэробной выносливости исключительно важное значение имеет функциональное состояние сердечнососудистой и дыхательной систем, кислородная емкость крови, обусловленная количеством эритроцитов и содержанием в них гемоглобина.

Развитие аэробной выносливости в значительной мере определяется также состоянием нервно-гормональной регуляции. Ведущую роль в этой регуляции выполняют надпочечники, выделяющие в кровь катехолстины и глюкокортикоиды - гормоны, вызывающие перестройку организма, направленную на создание оптимальных условий для мышечной деятельности. Для проявления аэробной выносливости важна способность надпочечников в течение длительного времени поддерживать в кровяном русле повышенную концентрацию этих гормонов.

Внутримышечными факторами, ответственными за аэробную выносливость, являются размер и количество митохондрий - внутриклеточных структур, в которых при участии кислорода происходит синтез АТФ, а также содержание миоглобина - мышечного белка, обеспечивающего внутри мышечных волокон перенос кислорода к митохондриям. Как уже отмечалось, более высоким содержанием митохондрий и миоглобина характеризуются красные мышечные волокна. Отсюда вытекает, что более высокая аэробная выносливость наблюдается в мышцах с преобладанием красных волокон.

Аэробная выносливость в отличие от анаэробной менее специфична. Это обусловлено тем, что ее в большой мере лимитируют различные внемышечные факторы: функциональное состояние кардиореспираторной системы, печени и нервно-гормональной регуляции, кислородная емкость крови, запасы в организме легкодоступных источников энергии. Поэтому спортсмен, имеющий хороший уровень аэробной выносливости, может проявить ее не только в том виде деятельности, где он прошел специализированную подготовку, но и в других видах аэробной работы. Например, квалифицированный футболист может показать хороший результат в беге на длинные дистанции.

Многофакторность аэробной выносливости требует применения комплекса разнообразных тренировочных средств, поскольку каждое конкретное занятие, вызывая достаточно разностороннее воздействие на организм, все же преимущественно совершенствует одну какую-либо сторону функциональных возможностей. В итоге, тренировки, направленные на развитие аэробной выносливости, должны обеспечить повышение работоспособности кардиореспираторной системы, способствовать увеличению количества эритроцитов в крови и содержанию в них гемоглобина, росту концентрации миоглобина в мышечных клетках, лучшему обеспечению работающих органов энергетическими субстратами.

С этой целью применяются различные варианты повторной и интервальной тренировки, а также непрерывная длительная работа равномерной или переменной мощности.

В качестве примера построения тренировочных занятий, направленных на развитие аэробной выносливости, можно привести так называемую циркуляторную интервальную тренировку. Этот метод заключается в чередовании кратковременных упражнений небольшой интенсивности и длительностью от 30 до 90 с с интервалами отдыха такой же продолжительности. Такая работа стимулирует аэробное энергообеспечение мышечной деятельности и приводит к улучшению показателей кардиореспираторной системы.

Для повышения содержания в мышцах миоглобина может быть использована миоглобиновая интервальная тренировка. Спортсменам предлагаются очень короткие нагрузки средней интенсивности, чередуемые с такими же короткими промежутками отдыха. Выполняемые кратковременные нагрузки в основном обеспечиваются кислородом, который депонирован в мышечных клетках в форме комплекса с миоглобином. Короткий отдых между упражнениями достаточен для восполнения запасов кислорода.

Для увеличения кислородной емкости крови, а также для повышения концентрации миоглобина хороший эффект дают тренировки в условиях среднегорья.

Особенностью развития аэробной выносливости является возможность использования неспецифических упражнений, и в первую очередь подвижных игр, что позволяет сделать тренировочный процесс разнообразным и интересным.

На практике для оценки аэробной выносливости часто используются два показателя: максимальное потребление кислорода и порог анаэробного обмена.

МПК является интегральным показателем, характеризующим в целом аэробное энергообразование в организме. Между значением МПК и аэробной выносливостью существует четкая корреляция: нагрузку одинаковой интенсивности дольше могут выполнять спортсмены с большей величиной МПК. Под влиянием тренировки МПК может возрасти на 40% и более.

ПАНО также характеризует энергообеспечение мышечной работы за счет аэробного синтеза АТФ. При низких значениях ПАНО в организме слабо развито аэробное энергообеспечение, и поэтому даже при выполнении нагрузок невысокой интенсивности организм вынужден включать анаэробный способ получения АТФ - гликолиз, ведущий, как Уже отмечалось, к образованию лактата и росту кислотности. В условиях повышенной кислотности снижается активность ферментов аэробного синтеза АТФ, ухудшается доставка кислорода к митохондриям, Что в итоге сокращает продолжительность работы.

Важную информацию для оценки аэробной выносливости можно Получить путем определения содержания и соотношения в крови основных энергетических субстратов в ходе выполнения продолжительной работы. У нетренированных людей между содержанием в крови глюкозы и продуктов мобилизации жира существуют реципрокные отношения. Высокая концентрация глюкозы в крови препятствует мобилизации жира из депо. Поэтому у нетренированных людей повышение содержания в крови жирных кислот, глицерина и кетоновых тел наблюдается только на фоне снижения концентрации глюкозы. У спортсменов, хорошо тренированных в аэробном режиме, мощная мобилизация жира отмечается на фоне не только нормального, но и повышенного содержания глюкозы в крови. Повышенная утилизация жира и кетоновых тел позволяет организму не только сохранить углеводы печени и крови, но и замедлить расходование мышечного гликогена, снижение концентрации которого является одним из факторов развития утомления.

В заключение необходимо отметить, что все компоненты выносливости наряду с рассмотренными выше энергетическими и структурными факторами в значительной мере зависят от технической, тактической и психологической подготовки. Хорошая техническая подготовка, правильно избранная тактика позволяет спортсмену экономно и рационально использовать энергетические резервы и тем самым дольше сохранять работоспособность. За счет высокой мотивации, большой силы воли спортсмен может продолжать выполнение работы даже в условиях наступления в организме значительных биохимических и функциональных сдвигов.

Биомеханические основы питания спортсмена

Сбалансированное питание подразумевает изобилие в рационе качественных продуктов в правильном соотношении. Питание спортсменов имеет специфические особенности, связанные с видом спорта, разными этапами подготовки, направленностью, объемами и интенсивностью тренировочных нагрузок, условиями соревнований, климатогеографическими зонами и индивидуальными различиями.

Каждый из нас должен получать столько энергии, сколько затрачивает её в течение дня, т.е. в организме должно соблюдаться энергетическое равновесие. В том случае когда человек не получает калорий по сравнению с энергетическими тратами, он худеет, и наоборот. Не только во время работы, но даже при относительном покое, во время сна и отдыха, для поддержания основных физиологических функций организма, биения сердца, дыхания и т.д. необходим непрерывный приток энергии.

Качественная полноценность пищевого рациона достигается прежде всего правильным соотношением основных питательных веществ: белков, жиров, углеводом.

Белки являются важнейшим компонентом питания спортсменов. Белки - сложные азотосодержащие полимеры, мономерами которых служат аминокислоты. Аминокислотный состав различных белков неодинаков и, является важнейшей характеристикой каждого белка а также критерием его ценности в питании.

В состав белка с наибольшим постоянством входят аминокислоты, которые разделяются на заменимые и незаменимые. К незаменимым относятся триптофан, треонин, лезин, лейцин, фенилаланин, валин, изолейцин, метионин, гистидин аргинин. Кроме того белки составляют около 15-20% сырой массы различных тканей и являются основным строительным материалом клеток, органов и межклеточного вещества. Значительная часть гормонов по своей природе - белки. К их числу принадлежит инсулин, гормоны гипофиза, паратиреоидный гормон. Белки участвуют в транспорте кровью кислорода, жиров, углеводов, некоторых витаминов и т.д. Содержание белков должно быть значительно (16-20% от всей калорийности) в рационе представителей тех видов спорта, которые требуют проявления скоростно-силовых качеств, быстроты реакции, а так же спортсменов тренирующих выносливость.

Жиры поступают в организм с продуктами как животного, так и растительного происхождения. Жиры - это вещества, в состав которых входит углерод, водород и кислород, кроме того насыщенные, ненасыщенные жирные кислоты. Полинасыщенные жирные кислоты относятся к незаменимым факторам питания, т.е. в организме они не синтезируются и, поэтому должны поступать с пищей. Эти кислоты по своим биологических свойствам относятся к жизненно необходимым веществам, и даже рассматриваются как витамины.

Ненасыщенные жирные кислоты оказываю нормализующее действие на стенки кровеносных сосудов, повышают их эластичность и снижают проницаемость.

При дефиците ненасыщенных жирных кислот снижается интенсивность роста и устойчивость к неблагоприятным внешним и внутренним факторам, угнетается репродуктивная функция, недостаточность ненасыщенных жирных кислот оказывает влияние на сократительную способность миокарда, вызывает поражение кожи.

Жиры содержат жирорастворимые витамины. Животные жиры поставляют витамины A и D, растительные E. Жиры являются необходимым компонентом рациона спортсменов 80-85% жиров должно быть животного происхождения и 15-20% растительного происхождения.

Углеводы это органические соединения, имеющие в составе два типа функциональных групп: альдегидную (кетоновую) и спиртовую. Из всех потребляемых человеком пищевых веществ углеводы являются главным источником энергии. В среднем на их долю приходится от 50 до 70% калорийности дневных рационов. Наличие углеводов необходимо для нормального течения обменных процессов, в частности, для полного окисления жиров. Углеводы могут использоваться в организме для синтеза липидов, гликопротеидов, нуклеиновых кислот и т.д. Они предупреждают расходование жиров и белков. Углеводы играют важную роль в питании спортсменов 64% потребляемых углеводов должны составлять сложные (крахмал) и 36% простые (сахар).

Витамины являются незаменимыми, т.к. почти не синтезируются клетками организма. Их важнейшая биологическая роль, связана с тем, что они входят в состав биологических катализаторов - ферментов или гормонов, являющихся мощными регуляторами обменных процессов в организме.

Недостаток витаминов вызывает тяжелые расстройства.

Витамин A. Он содержится только в продуктах животного происхождения. Хорошо растворяется в жире. Витамин A оказывает влияние на развитие молодых организмов, на процесс роста и формирование скелета. Витамин A нужен ушам. Его нехватка может привести к ушным инфекциям и отразится на механике слуха. Его с большим успехом применяют в аллергическоё терапии.

Недостаток витамина А широко распространен. Из-за этого происходит замедление реакции организма. Потребность в витамине А составляет 1,5 мг/сутки. Важнейшие источники: печень, сливочное масло, сливки, сыр, яичный желток, рыбий жир. При теплой обработке витамина А значительно разрушается.

Витамин D нормализует всасывание из кишечника солей кальция и фосфора, способствует отложению в костях фосфата кальция и укрепляет зубы. Суточная потребность составляет 10 МЕ. Высокое содержание витаминов D в зародышах зерновых, зеленых листьях, пивных дрожжах, рыбьим жире. Богаты им яйца, сливочное масло, молоко. Применение с лечебной целью, а так же в качестве профилактики витамина D требует осторожности - он токсичен.

Витамин E тесно связан с состоянием и функциями биологических мембран, а также препятствует разрушению эритроцитов. Важнейшим свойством является способность повышать накопление во внутренних органах жирорастворимых витаминов. Он принимает участие в обмене белка, так же способствует развитию мышц и нормализует мышечную деятельность, предотвращая развитие мышечной слабости и утомления. Увеличивает долголетие и функцию размножения.

Суточная потребность 12-15мг. Им богаты растительные масла, зародыши злаков, зеленые овощи.

Витамин K участвует в процессах свертывания крови. Так же проявляют анаболическое действие путем участия в продукции АТФ, что важно в нормальном энергообеспечении организма.

У взрослых витамин K синтезируется микрофлорой кишечника (до 1,5мг в сутки). Витамин K содержится в зеленых листьях салата, капусты, крапивы. Под влияние солнечного света зеленые листья растений синтезируют его.

Витамин B1 к серосодержащим веществам. Важнейшее биологическое действие B1 его участие в виде кофермента в обмене углеводов. Воздействует на функцию органов пищеварения, повышает двигательную и секреторную функцию желудка. Нормализующие влияет на работу сердца. Суточная потребность от 1,3 до 2,6мг (0,6 мг на 1000ккал) источник витамина B1-зерновые, не освобожденные от зародышей, а так же пивные дрожжи и печень.

Витамин B2 может синтезироваться микрофлорой кишечника. Важнейшее свойство B2 - это её участие в процессах рост; так же играет важную роль в сгорании углеводов, жиров, а так же белков. B2 оказывает нормализующее влияние на функцию органов зрения, улучшает ночное зрение и повышает остроту зрения на цвет Суточная потребность 0,8мг на 1000ккал. Важнейшие пищевые источники: яйца, печень, гречневая и овсяная крупы.

Витамин PP оказывает влияние на работу органов пищеварения: нормализует секретную моторную функцию желудка, улучшает секрецию и состав сока поджелудочной железы, нормализует функцию печени, её антитоксическую функцию, накопление гликогена. Потребность в PP 6,6 мг на 1000ккал, Много витаминов PP в гречке, горохе, мясе, пивных дрожжах.

Витамин B3 регулирует функцию нервной системы и нервно-питательных процессов. Суточная потребность 5-10 мг, помимо того, что синтезируется микрофлорой в кишечнике. Источники: пивные дрожжи, яйца, проросшее зерно.

Витамин B6 принимает участие в обмене веществ, особенно в обмене белков и образовании ферментов. Также играет большую роль в обмене жиров. Играет большое значение в кроветворении. Суточная потребность 1,5-3 мг. Повышенная потребность в нем у беременных, также у пожилых людей. Много витамина B6 в пивных дрожжах, печени, твороге, картофеле, гречке, горохе, капусте.

Витамин H оказывает регулирующее влияние на нервную систему, а так же участвует в жировом обмене. Суточная потребность 0,15-0,3 мг. Источники: яйца, овсяная крупа, горох.

Витамин C входит в группу водорастворимых витаминов. Биологическая роль в основном связана с окислительно-восстановительным действием. Витамин C играет важную роль в поддержании нормального состояния стенок капилляров и сохранения их эластичности. При недостатке его наблюдается повышенная ломкость капилляров и склонность к кровоизлияниям. Витамин C обладает некоторыми защитными свойствами в отношении ряда токсических в-в: свинца, сероуглерода, анилина и др. Суточная потребность 60-100мг. Наибольшее количество витамина C в сухом шиповнике, черной смородине, землянике, капусте, укропе и петрушке.

Для пищевого рациона спортсменов рекомендуется биологически ценные продукты, характеристика которых приводится ниже.

Рыба и рыбные продукты. В белках рыбы содержится много метионина, чем объясняются выраженные липотропные в-ва рыбы. Азотистые экстрактивные в-ва рыбы, которые переходят в отвар, являются сильными стимуляторами желудочной секреции. Жирные сорта рыбы перевариваются труднее. По степени жирности различают 3 группы рыбы: нежирная с содержание жира до 4%; средняя - жирность 4-8%; жирная выше 8%. Рыба - источник белков, жиров и минеральных элементов: фосфора 1 мг % калия 0,3% мг, железа 1% мг. Мясо рыбы содержит много витаминов, наиболее значимые из них: витаминов A, D, B1, B2, PP.

Мясо - основной источник белков (11-19,8%). Наличие в мясе жира (3-50%) обеспечивает его высокую калорийность 100гр-180=350 ккал. В мясных продуктах есть много витаминов группы PP, B, особенно в печени и почках, железа - 2-3 мг %, калия 0,3 %, фосфора 0,2%. Мясо хорошо усваивается организмом (на 96-98%) и создает продолжительное ощущение сытости.

Мясо птицы по своему химическому составу делится на две группы. В первую входят куры и индейки, дающие нежное мясо, с высоким содержанием белка и экстрактивных в-в. Вторая - водоплавающие птицы - гуси и утки, дающие темное мясо с высоким содержанием жира. В мясе птиц содержится много белка (17-21%) и жира (10-22%). Белое мясо отличается значительным содержание фосфора (до 360 мг %) калия (190-300 мг %) и железа (2,1 мг %), оно нежнее и обладает высокими вкусовыми качествами.

Яйца - концентрированный продукт высокой биологической ценности. В одном яйце есть 12,5% белков с оптимальным составом аминокислот и значительным процентом таких важных, незаменимых аминокислот как мизин, триптофан, метионин, 11% жиров, причем наиболее ценным является желток, содержащий 33% биологических полноценных жиров в соотношении лецитина и холестерина 6:1, а так же много полиненасыщенных жирных кислот: алецновой, арахидоновой, линолевой. В яйцах большое количество витаминов A, D, много минеральных элементов: фосфора 185 мг %, калия 158 мг %, железа 2,7 мг %.

Молоко - очень ценный пищевой продукт. Белки молока богаты метионином и способны сбалансировать недостаток лизина и пищевых продуктах. В нем удачно сочетаются около 100 различных в-в: 20 аминокислот, 18 жирных кислот, 26 минеральных солей, 12 витаминов, 10 ферментов, 4 вида молочного сахара, гормоны и т.д. В среднем в 100гр молока содержится: белков 2,8г, жиров 3,2г, углеводов 4,7г. В молоке содержится молочный сахар - лактоза. Гидролитическое расщепление лактозы в кишечнике протекает медленно, она оказывает нормализующее действие на микрофлору кишечника. Среди минеральных элементов содержащихся в молоке: кальций (120 мг %), фосфор (90 мг %), магний (143 мг %). В 100г молока содержится витамин A (0Ю025 мг), D (0,05 мг), C (1 мг), B1 (0,03 мг), B2 (0,13 мг), B12 (0,4 мг).

Творог является важным источников белка (14-18%). Он содержит много метионина, кальция, фосфора, витаминов A, B, обладает липотропным действием и поэтому широко применяется при болезни печени, сердечно-сосудистой системы, ожирении, диабете, а так же с целью повышения репаративных процессов у больных с ожогами и переломами костей. Творог выпускается различной жирности: жирный -18%, полужирный 9%, и обезжиренный 0,6%. Кальция в твороге 120-170 мг %, фосфора 190-224 мг %. Творог удаляет излишки воды из организма.

Сыры - важнейший молочный продукт. В них есть много высокоценных белков (25-30%) с оптимальным составом аминокислот. Они имеют высокую жирность (20-32%) и большую калорийность в 100гр -330-400 ккал. Сыры имеют много кальция и фосфора в оптимальном соотношении для их усвоения. В сырах ест ценные витамины A, B1, B2, PP. Они хорошо усваиваются и имеют высокие вкусовые качества.

Сливочное масло - незаменимый источник жира (73-83%). Хорошо усваивается и отличается высокой калорийностью - в 100г -600-748 ккал. В нем есть насыщенные (50%) и мононенасыщенные (27%) жирные кислоты; полиненасыщенных кислот мало (1%). Летом в сливочном масле много витамина A (0,5 мг %), бета-каротина (0,34 мг %), примерно 0,4 % фосфолипидов и 0,6 -2,5% белков.

В меде 38% фруктозы и 36% глюкозы. Фруктоза меда способствует лучшей работе сердечной мышцы. В нем много витаминов, содержание в 100 г: B1- 4,5 мкг, B2- 21-16 мкг, B6- 10 мкг, PP - 36-110 мкг. В состав меда входит: калий (10мг %), фосфор (3 мг %), железо (0,8 мг %), кальций (5 мг %), фтор (0,1 мг %), мед рекомендуется при нагруженных тренировках и соревнованиях.

Овощи и фрукты - являются важнейшими поставщиками витаминов C, P, E, некоторых витаминов группы B, провитаминов A- каратина, минеральных солей (особенно солей калия), ряда микроэлементов, углеводов, оритонцидов, способствующий уничтожению болезнетворных микробов, а так же балластные вещества.

Пищевой рацион спортсмена составляется с учетом особенностей вида спорта, периодов и этапов подготовки объема и характера тренировочных и соревновательных нагрузок, климатических условий, индивидуальных особенностей спортсменов (пол, возраст, масса тела и т.д).

Пищевой рацион спортсмена составляется с учетом гигиенических положения о питании и особенностей вида спорта, периодов и этапов подготовки, объема тренировочных и соревновательных нагрузок, климатических условий, индивидуальных особенностей спортсменов (пол, возраст, масса тела и т.д.).

Рацион должен содержать нужное количество основных пищевых веществ. Оптимально сбалансированных, т.е. должен соответствовать рекомендуемым суточных нормам для представителей разных видов спорта, а так же должен соответствовать рекомендуемым нормам калорийности и порывать энерготраты спортсмена. Пища должна быть максимально разнообразной и содержать продукты животного и растительного происхождения.

Пища принимается перед тренировками должна быть высоко калорийной, мало объемной, хорошо усеваемой, с преобладанием полноценных белков, содержать в достаточных количествах углеводы, фосфор, витамин C.

Режим питания согласуется с планом тренировок. Время приема пищи - постоянное. При этом пища лучше усваивается и переваривается. Перерывы между приемами пищи - не больше 6 часов. Пищу нужно принимать за 1-1,5 часа до тренировки и за 2-2,5 часа до соревнований, горячую - через 30-40 мин после спортивных нагрузок.

Во время соревнований нельзя менять состав пищи и режим питания. Калорийность пищи должна покрывать энерготраты за счет продуктов содержащих углеводы. В рационе питания должны быть много витаминов группы B, C, PP, E.

После соревнований нужно употреблять пищу богатую углеводами (глюкозой, фруктозой), способствующими быстрому образованию гликогена в мышцах и печени, улучшающими питание сердечной мышцы. В этот период полезен мед. В первые 3-4 дня после длительных, напряженных тренировок нужно уменьшить содержание жиров, и увеличить количество продуктов содержащих метионин, хонин, полиненасыщенные жирные кислоты. В этот период лучше всего использовать богатые витаминами натуральные продукты.

.4 Биологические изменения, происходящие в организме под воздействием активной двигательной деятельности

1.4.1 Влияние двигательной активности на органы и системы организма

Двигательная деятельность, занятия физическими упражнениями, спортом оказывают многостороннее влияние на организм, которое проявляется как на конкретном занятии и после его окончания (срочный эффект), так и в виде суммарного результата воздействий многочисленных тренировок (кумулятивный эффект).

Срочный эффект складывается из целого ряда изменений в работе органов и систем (возрастает частота пульса, дыхания, активизируются обменные процесс), степень выраженности которых зависит от сложности, продолжительности, интенсивности мышечной деятельности. Возникшие по ходу тренировки изменения сглаживаются в ближайший период восстановления.

Кумулятивный эффект характеризуется более значительными, широко выраженными, стойкими функциональными и структурными изменениями в организме. По ним различают тренированного человека от нетренированного.

1.4.2 Костная система

Костная система состоит из более 200 костей, соединенных с помощью суставов в подвижные сочленения, образуя скелет. Скелет служит опорой для тела, защищает внутренние органы от внешних воздействий, выполняет двигательную функцию. Вес скелета человека составляет 18 % общей массы тела.

Костная ткань представляет собой сложный орган, пронизанный нервными волокнами, кровеносными и лимфатическими сосудами. В ее состав входят неорганические вещества -50 %, придающие костям прочность и твердость; органические вещества - 25 %, делающие кости упругими и эластичными; вода - 25 %. Установлено, что ежедневно в организме обновляется от 10 до 20 % минеральных веществ костной ткани.

За весь период роста человека масса костного скелета возрастает почти в 24 раза. Кости увеличиваются в длину и толщину. На обоих концах костей есть прослойка хряща, по мере окостенения которого, они становятся длиннее. Толщина костей увеличивается за счет новых слоев костной ткани, образуемых надкостницей.

Кости развиваются активнее, чем интенсивнее деятельность окружающих их мышц, поскольку питание костной ткани зависит от полноценности кровоснабжения работающих мышц. При выполнении различных двигательных действий кости подвергаются скручиванию, сдавливанию, растягиванию, в результате чего в них увеличивается поступление органических веществ. Под влиянием тренировочных занятий в костной ткани происходят структурные изменения, благодаря которым кости приобретают более высокую механическую прочность.

В местах прикрепления мышц (сухожилий) на поверхности костей имеются гребни, бугры, шероховатости. Они выражены тем больше, чем сильнее развиты мышцы. Например, под воздействием тренировочных нагрузок у штангистов изменяется форма лопатки и утолщается ключица, у бегунов происходит утолщение большой берцовой кости и т.д. Такие изменения носят адаптационный характер и протекают как благоприятные, прогрессивные, связанные с рабочей гипертрофией. Общие адаптационные изменения имеют место во всех костях скелета, а локальные - в наиболее нагружаемых его отделах (у метателей - правая рука, у прыгунов - толчковая нога и др.).

Кости соединяются с помощью суставов, главная функция которых состоит в осуществлении движений. Каждый сустав заключен в суставную сумку, имеющую два слоя, внутренний и наружный. Внутренний слой вырабатывает синовиальную жидкость, которая служит питательной средой для сустава, увлажняет и смазывает суставные поверхности. Полость сустава герметически замкнута. В наружном слое имеются связки, укрепляющие сустав. Связки отличаются механической крепостью, обладают растяжимостью. Наиболее мощные связки расположены в области тазобедренного, коленного и локтевого суставов.

1.4.3 Мышечная система

Мышечная система включает около 600 различных мышц, составляющих 40-50% массы тела у мужчин и 30-35 % - у женщин. Различают мышцы: гладкие, выстилающие стенки сосудов и входящие в состав внутренних органов; сердечную мышцу (миокард); скелетные или поперечнополосатые мышцы.

Функция скелетных мышц состоит в обеспечении передвижений человека в пространстве, перемещении частей тела относительно друг друга и поддержании позы. Скелетная мышца состоит из совокупности мышечных пучков, каждый из которых заключает в себе множество мышечных клеток вытянутой формы, благодаря чему получивших название мышечных волокон. Пучок мышечных волокон окружен оболочкой из соединительной ткани, которая переходит в сухожилие и с его помощью мышца с обоих концов прикрепляется к скелету. В состав разных мышц входит неодинаковое количество волокон, оно колеблется от сотен до многих тысяч. Количество волокон в мышце устанавливается через 4 -- 5 месяцев после рождения и затем практически не изменяется. Увеличиваются только их размеры.

Основным сократительным аппаратом мышечного волокна являются миофибриллы, которые в виде тонких нитей вытянуты от одного конца клетки к другому. В каждом волокне содержится до 1000 и более миофибрилл. В свою очередь миофибриллы состоят из пучка параллельно расположенных нитей двух типов -- толстых и тонких, представляющих собой разнородные белковые соединения темного и светлого оттенков. Толстые темные нити состоят из миозина, тонкие, светлые -- из актина. Чередование в поперечном направлении актиновых и миозиновых нитей придает поперечную исчерченность скелетной мышце. Сокращение мышц происходит благодаря скольжению актиновых нитей вдоль нитей миозина.

Скелетные мышцы сокращаются в ответ на нервные импульсы, идущие от нервных клеток -- мотонейронов. Сами мотонейроны расположены в спинном мозгу, а их связь с мышцами осуществляется через аксоны, длинные отростки, отходящие от тел мотонейронов и достигающие мышц. Внутри мышцы аксон разветвляется, образуя концевые веточки, каждая из которых через синапс соединяется с одним мышечным волокном. Синапс ( от греч. «синапсис» -- соединение, связь) -- обеспечивает передачу возбуждения с одной нервной клетки на другую или с нервного волокна на мышечную, железистую клетку и др. При возбуждении мотонейрона возбуждаются управляемые им мышечные волокна, а вся их совокупность работает как единое целое.

В скелетных мышцах различают быстрые и медленные двигательные единицы, соответственно состоящие из быстрых и медленных мышечных волокон.

Быстрые (белые) мышечные волокна отличаются способностью к быстрым и сильным, но непродолжительным мышечным сокращениям, обеспечивающим выполнение кратковременной физической работы высокой мощности (прыжки, спринт, ударные движения, поднятие тяжести). В быстрых мышечных волокнах преобладают анаэробные механизмы энергообеспечения.

Медленные (красные) мышечные волокна приспособлены для работы на выносливость. Благодаря широко разветвленной сети капилляров в медленные волокна поступает большое количество кислорода крови. В них содержится много миоглобина (мышечного гемоглобина), что придает им красный цвет. Энергообеспечение работы медленных волокон осуществляется в аэробном режиме.

Соотношение быстрых и медленных двигательных единиц в мышцах человека обусловлено генетически, оно не изменяется в течение жизни. Это обстоятельство обязательно учитывается при выборе спортивной специализации. Так, у бегунов на длинные дистанции мышцы нижних конечностей на 70 % состоят из медленных волокон и только на 20-30% -- из быстрых. У бегунов -- спринтеров, прыгунов, метателей соотношений мышечных волокон противоположное.

Работы мышц осуществляется в результате их напряжения или сокращения. Когда при возбуждении мышца не может сократиться по причине непреодолимости сопротивления, ее длина не изменяется и работа выполняется в изометрическом режиме («изос» - равный, «метр» - длина). При этом в мышечной деятельности преобладают статические усилия за счет развития напряжения. Если в ответ на раздражение мышца, напрягаясь, преодолевает сопротивления, равное тяжести хотя бы какой-либо части тела, она изменяет длину, сокращается и работает в изотонической режиме («изос» - равный, «тонус» - напряжение). Такой режим характерен для динамической формы двигательной деятельности. Но чаще всего деятельность мышц в организме осуществляется в смешанном ауксотонической режиме, при котором изменяется и длина и напряжение мышцы.

Мышцы представляют собой систему, способную к сложной организованной деятельности и активность которой в организме находится под постоянным контролем со стороны нервной системы.

Величина сокращения мышцы меняется в зависимости от количества включающихся в работу двигательных единиц, мотонейроны которых посылают импульсы к соответствующим мышечным волокнам, активизируя их. В движения, не требующие значительных напряжений, вовлекаются далеко не все двигательные единицы, поскольку возбуждается только часть мотонейронов мышцы. Большое напряжение мышцы связано с повышением возбуждающих влияний до максимально возможного количества участвующих в работе двигательных единиц, входящих в состав этой мышцы. Таким образом, количество участвующих в работе двигательных единиц определяется ее характером и продолжительностью.

В осуществлении того или иного движения участвуют, как правило, не одна, а множество мышц, объединенных в сложные сочетания для достижения необходимого результата. При этом в ЦНС формируется координационная структура, обеспечивающая целесообразную работу каждой мышцы и их совокупности в конкретном двигательном действии. Она задает строгое чередование быстро сменяющихся во времени и по интенсивности нервных импульсов, отделяющих необходимый порядок синхронного включения в работу различных мышц. Роль мышцы определяется не только по силе и скорости сокращения, но и по месту прикрепления ее к кости, что влияет на механический эффект. В многочисленных суставах разные части одной мышцы могут обуславливать несколько различное направление движения. Требования к режиму работы мышцы могут меняться на разных этапах двигательного действия.

По ходу движения зачастую сокращение одних мышц совпадает с расслаблением других. Помимо выбора нужных мышц и моментов их включения в работу ЦНС регулирует и степень напряжения каждой мышцы, в результате чего все движения человека носят строго координированный характер в результате сложных химических превращений содержащихся в мышцах питательных веществ и кислорода в механическую энергию. Схематично процесс выработки энергии в мышце выглядит следующим образом.

Основным источником энергии для мышечного сокращения является аденозинтрифосфат (АТФ). Его запас в мышце ограничен и хватает только на 2-3 с работы. При более длительной работе происходит постоянное восстановление (ресинтез) АТФ, энергия для которого образуется за счет распада другого высокоэнергетического вещества - креатинфосфата (КрФ). Его запасы также невелики, поэтому параллельно с распадом КрФ происходит его ресинтез, а энергия для этого освобождается при расщеплении углеводов, а в некоторых случаях, жиров и белков.

Ресинтез АТФ осуществляется двояко: за счет расщепления энергосодержащих веществ без участия кислорода (анаэробные процессы) и с участием кислорода (аэробные процессы). Ресинтез АТФ анаэробным путем происходит главным образом за счет содержания в мышце КрФ и углеводов, расщепляющихся до молочной кислоты. Анаэробное энергообеспечение преобладает при работе максимальной интенсивности, продолжительностью не более 2,5-3 мин. Аэробный механизм ресинтеза АТФ осуществляется за счет окислительного распада углеводов, жиров и некоторых белков до молочной кислоты и других продуктов распада. Аэробное образование энергии характерно при работе оптимальной интенсивности продолжительностью более 3-5 мин.

В процессе движения мышцы развивают определенную силу, которую можно измерить. Силой мышцы принято считать то максимальное напряжение, которое она в состоянии развивать без изменения своей длины, т.е. в изомерическом режиме. Сила мышцы зависит от количества и толщины составляющих ее волокон, в совокупности определяющих толщину мышцы в целом. Увеличение толщины (анатомического поперечника) мышцы сопровождается ростом ее силы. Высота мышечной активности, тренировки способствуют увеличению анатомического поперечника и определяют развитие так называемой «рабочей гипертрофии» мышцы. В ее основе лежит интенсивный синтез мышечных белков, благодаря которому происходит утолщение мышечных волокон.

Выносливость мышцы определяется ее способностью выполнять интенсивную работу предельно долго. Выносливость во многом зависит от интенсивности кровоснабжения мышцы во время работы, определяющего поступление к мышечным клеткам достаточного количества кислорода и других необходимых энергетических веществ. Число действующих капилляров в усиленно работающей мышце возрастает по сравнению с покоем в 40-50 раз. Под воздействием регулярных физических нагрузок, связанных с проявлением выносливости, капиллярная сеть в мышцах может увеличиваться за счет образования новых сосудов.

Максимальное напряжение мышцы характеризует ее максимальную силу. Такое напряжение мышцы, как правило длится не более 1 с. Чем меньше величина напряжения мышцы, тем дольше оно может поддерживаться. Длительное напряжение, которое может поддерживаться непроизвольно характеризует тонус мышц.

Мышечный тонус - это постоянное напряжение мышц, осуществляемое без участия сознания и воли человека. Это нормальное состояние здоровья мышцы, благодаря чему человек может ходить, стоять, нормально двигаться. Даже во время сна мышцы находятся в состоянии некоторого напряжения.

Биологический смысл тонуса состоит в поддержании постоянно готовности мышц к активным двигательным действиям.

1.4.4 Сердечнососудистая система

Сердечнососудистая система (ССС) обеспечивает циркуляцию крови в организме и состоит из сердца и кровеносных сосудов.

Кровь состоит на 55 % из жидкой части - плазмы и на 45 % из находящихся в плазме форменных элементов (клеток) - эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов. Общее количество крови у взрослого человека составляет 4-5 литров или 5-7 % массы тела. В состоянии покоя в организме циркулирует только 60-65 % всей крови, остальная депонируется в селезенке, печени, подкожной сосудистой сети, мышцах. Выход крови из депо и включение ее в общий кровоток обуславливается рядом причин наиболее важной из которых является недостаток кислорода, возникающий в связи с мышечной работой, кровопотерей, понижением атмосферного давления и др. Кровь транспортирует по организму питательные вещества к клеткам, а конечные продукты обмена веществ от них и выполняет регуляторную функцию, перенося гормоны и другие физиологически активные вещества, воздействующие на различные органы и ткани. Способствует поддержанию температуры тела, охлаждая перегретые функциональной активностью мышцы и другие органы и принося тепло к тканям с недостаточной теплоотдачей. Защищает организм от отрицательных влияний на него инородных тел, ядовитых веществ. Доставляет кислород тканям и уносит от них углекислый газ, обеспечивая дыхательную функцию.

Живой организм функционирует благодаря непрекращающейся активности его клеток и тканей, поддерживаемой непрерывным кровообращением.

Движение крови в организме происходит по замкнутым кругам - большому и малому.

Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка сердца и включает аорту, артерии, капилляры, вены. Заканчивается большой круг полыми венами, впадающими в правое предсердие. Через стенки капилляров происходит обмен веществ между кровью и тканями - артериальная кровь отдает кислород и, насыщаясь углекислым газом, превращается в венозную.

Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка сердца, включает легочную артерию, артериолы, капилляры, вены и заканчивается легочной веной, впадающей в левое предсердие В капиллярах венозная кровь, освобождаясь от углекислого газа и насыщаясь кислородом, превращается в артериальную.

Крупные кровеносные сосуды (аорта, легочная артерия) по мере удаления от сердца ветвятся на более мелкие и оканчиваются капиллярами, пронизывающими весь организм. Диаметр аорты равен 25-30 мм, диаметр капилляра в 10-15 раз тоньше человеческого волоса. Стенки капилляров образованы лишь одним слоем клеток, через которые из крови просачиваются питательные вещества и кислород ко всем тканям организма, а из них в кровь поступают продукты распада веществ и углекислый газ.

Основным органом кровеносной системы является сердце. Это полый орган, разделенный внутри продольной перегородкой на изолированные правую и левую половины, каждая из которых состоит из сообщающихся между собой предсердия и желудочка. Стенки сердца имеют три слоя: внутренний эндокард, средний (мышечный) - миокард, наружный - эпикард. Сердце заключено в сумку (перикард), предохраняющего его от чрезмерного растяжения.

Величина сердца зависит от размеров тела, возраста, образа жизни человека. Вес сердца составляет 250-350 г. или 0,5 % массы тела. У женщин оно на 10-15 % меньше, чем у мужчин. Объем сердца у мужчин равен 700-800 см3 , у женщин - 500-600 см3. При относительно небольшом размере сердце работает очень эффективно, перекачивая за сутки от 5000 до 8000 литров крови.

Для сердечной деятельности характерна определенная цикличность деятельности, связанная с поочередным сокращением и расслаблением миокарда предсердий и желудочков. Каждый цикл имеет три фазы: первая фаза продолжительностью 0,1 с считается началом цикла и выражается в сокращении (систола) предсердий, из которых кровь выталкивается в желудочки; вторая фаза (0,33 с) - систола желудочков, когда кровь выталкивается в аорту и легочную артерию; третья фаза (0,47 с) - предсердия и желудочки расслаблены (диастола), общая сердечная пауза. Продолжительность всего цикла составляет 0,8 с.

Ритм работы сердца составляет в среднем 70 сокращений (ударов) за минуту в покое. У спортсменов и хорошо тренированных людей ЧСС в покое снижается (брадикардия). При физической работе частота и сила сердечных сокращений (ЧСС) может возрастать до 200-220 ударов в минуту.

При каждом сердечном сокращении желудочка в покое в аорту выталкивается 60-80 мл крови. Это называется систолическим объемом крови. При мышечной деятельности этот объем может увеличиться в 2-3 раза, что в условиях возросшей ЧСС является одним из важнейших факторов усиления кровообращения.

При каждом сокращении сердца в артерии под большим давлением выбрасывается кровь. Давление крови на стенки сосудов называется кровяным давлением. Оно не везде одинаково: в аорте и крупных артериях - наибольшее, в мелких артериях и капиллярах - снижается, а в полых венах становится даже ниже атмосферного.

Только в аорте и крупных артериях происходит колебание кровяного давления на протяжении сердечного цикла: оно больше в момент систолы и меньше при диастоле. Артериальное давление (АД) в момент систолы называется систолическим или максимальным, в момент диастолы - диастолическим или минимальным. Измеряется АД в миллиметрах ртутного столба. Средние показатели максимального давления 110-140 мм.рт.ст., минимального 70-90 мм.рт.ст. Разница между величинами максимального и минимального давления называется пульсовым давлением, средние показатели которого колеблются в пределах 40-50 мм.

Мышечная деятельность стимулирует рост максимального кровяного давления до 170-200 мм.рт.ст., минимально давление при этом изменяется не значительно.

В момент выталкивания крови из сердца, когда давление в аорте повышается и стенки ее растягиваются, в ней возникает пульсовая волна. От аорты эта волна распространяется по артериям. По частоте таких волн (пульсу) определяется часто сердцебиений.

Сердечная мышца непрерывно снабжается кровью через коронарные (венечные) сосуды. В сутки через миокард протекает до 300 литров крови. На 1 мм2 сердечной мышцы капилляров в два раза больше, чем на такой же площади скелетной мышцы. Перебои в снабжении сердечной мышцы кровью уменьшают выработку в ней энергии и немедленно отрицательно сказывается на работе сердца. Многочисленные, нередко дублирующие друг друга механизмы регуляции обеспечивают приспособление уровня коронарного кровотока к энергетическим потребностям сердечной мышцы в покое, при физических нагрузках, эмоциональных и психических напряжениях.

Во время интенсивной физической нагрузки усиливается деятельность сердечной мышцы, и чтобы удовлетворить ее потребности в кислороде и других необходимых веществах возрастает величина кровотока в сосудах миокарда. При этом возрастающее расширение коронарных сосудов ведет к значительному увеличению количества крови, протекающей через миокард. Систематические физические нагрузки постоянно тренируют механизмы, обеспечивающие усиленную доставку крови к сердечной мышце и тем самым повышают устойчивость сердца к действию на организм неприятных факторов. Под влиянием физической тренировки возрастают объем и масса сердца.

Увеличение (гипертрофия) сердца - это результат нормальной физиологической приспособительной реакции организма на физические нагрузки.

Работа сердца регулируется нервной и гуморальной системами и реализуется при их взаимодействии. Предельно схематично это можно представить следующим образом.

Сердце усиливает и учащает свои сокращения при возбуждении симпатического нерва, замедляет и снижает силу сокращений при возбуждении блуждающего нерва. Взаимодействие этих нервов - антагонистов, динамическое равновесие процессов их возбуждения и торможения, главным образом, определяет нормальную работу сердца, регулирует тонус коронарных сосудов. В гуморальном механизме регулирования преобладает взаимовлияние таких гормонов, как адреналин, воздействующий аналогично симпатическому нерву и вазопрессин, действующий аналогично блуждающему нерву. Кроме того, в самом сердце имеются собственные механизмы нервной регуляции, автономное функционирование которых оказывает управляющее воздействие на миокард и мышцы коронарных сосудов.

Деятельность ССС тесно связана с состоянием центральной нервной системы, определяющей поведение человека, его эмоции и др. Например, во время футбольного матча у болельщиков очень часто ЧСС бывает выше, чем у играющих футболистов. При этом в крови увеличивается содержание адреналина и близких к нему веществ, на которые сердечная мышца отвечает повышением частоты сокращений, возросшая энергоемкость работы увеличивает потребность миокарда в кислороде. Если сердечная мышца и коронарные сосуды недостаточно тренированы, они не могут в полной мере обеспечить кровоснабжение сердца. В этом случае могут возникнуть явления кислородного голодания миокарда - коронарная недостаточность.

Тренировка, предъявление повышенных требований к организму во время физических нагрузок - единственный путь к укрепления механизмов, регулирующих кровяное давление, работу сердца, коронарный кровоток.

1.4.5 Дыхательная система

Дыхательная система включает воздухоносные пути, легкие, и другие органы, а также комплексы физиологических процессов, обеспечивающих потребление кислорода и выведение углекислого газа из организма.

Процесс дыхания имеет три основные этапа:

1. внешнее или легочное дыхание;

2. перенос кровью кислорода и углекислого газа;

3. внутреннее или тканевое дыхание.

На этапе внешнего дыхания происходит газообмен между атмосферой и легкими. Во вдыхаемом воздухе содержится 21 % кислорода, 0,03 % углекислого газа, 78 % азота, остальное - другие газы. В выдыхаемом воздухе кислорода становится 16 %, углекислого газа 4 %, количество остальных газов не изменяется. По воздухоносным путям (нос, гортань, трахея, бронхи) воздух, очищаясь от пыли и согреваясь поступает в легкие, где между альвеолами и капиллярами происходит газообмен: выделяясь из крови углекислый газ поступает в альвеолы, а те отдают в кровь кислород. В крови кислород соединяется с гемоглобином в эритроцитах и переносится ко всем клеткам и тканям организма. По ходу транспортирования, особенно по крупным сосудам, кислород полностью сохраняется в крови. В капиллярах кровь освобождается от кислорода, захватывает углекислый газ и устремляется обратно в легкие. В клетках и тканях кислород вступает в сложнейшие окислительно-восстановительные реакции, в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организма. Процесс перехода кислорода из крови в ткани и углекислого газа из тканей в кровь носит название обмена газов в тканях.

Регулирование дыхания осуществляется посредством сложной системы нервно-гуморальных воздействий на дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозгу. В его состав входят нервные клетки, регулирующие вдох и выдох, и координирующие работу дыхательных мышц. Кора головного мозга осуществляет тонкое приспособление дыхания к потребности организма. Одним из проявлений этого является способность человека произвольно управлять частотой и глубиной своего дыхания. В гуморальной регуляции дыхания основная роль принадлежит углекислому газу и кислороду. Недостаток кислорода в крови приводит преимущественно к учащению дыхания, а избыток углекислого газа вызывает в основном его углубление. При физической работе эти два фактора действуют одновременно, вследствие чего происходит и учащение и углубление дыхания.

В состоянии покоя объем вдоха и выдоха равен в среднем 500 мл. Это дыхательный объем. Если после нормального вдоха сделать максимальный выдох, то из легких выйдет еще около 1500 мл воздуха (резервный объем). Количество воздуха, который можно вдохнуть сверх дыхательного объема (около 1500 мл), составляет дополнительный объем вдоха. Сумма трех объемов - дыхательного, дополнительного и резервного - составляет жизненную емкость легких (ЖЕЛ). ЖЕЛ - это количество воздуха, которое может выдохнуть человек после максимально глубокого вдоха. В приведенном примере она составит 500 мл+1500 мл+1500 мл=3500 мл. ЖЕЛ величина непостоянная и зависит от возраста, пола, роста, состояния здоровья, физического развития, тренированности человека. Средние показатели ЖЕЛ у нетренированных мужчин - 3500-4500 мл, у женщин - 3000-3500 мл; у тренированных мужчин - от 5000 до 7000 мл и более, у женщин - 5000 мл и более.

В состоянии покоя человек в течение минуты производит 16-20 дыхания при этом дышит не всеми легкими, а только шестой или седьмой их частью. В результате занятий физическими упражнениями, спортом частота дыхания может снизиться до 12-14 в минуту за счет увеличения их глубины.

Количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает за одну минуту называется легочной вентиляцией или минутным объемом дыхания. В покое легочная вентиляция равна 5-8 л/мин. При физической работе она может достигать 150-180 л/мин с увеличением частоты дыхания до 25-35 в минуту.

Поступающий из атмосферного воздуха кислород усваивается организмом в процессе согласованного взаимодействия различных его систем. Помимо дыхательного аппарата, обеспечивающего в основном вентиляцию легких, в процессе дыхания участвует ССС, которая обеспечивает процесс кислорода кровью из легких к тканям, а также тканевые реакции, от которых во многом зависит степень использования кислорода в различных условиях жизнедеятельности.

Для окислительных процессов в состоянии покоя организму требуется 250-200 мл кислорода в минуту. При мышечной работе потребность в кислороде возрастает. Чем большее количество мышц участвует в ней, тем больше потребляется кислорода, но не беспредельно. Для каждого человека существует свой кислородный «потолок», выше которого потребление кислорода увеличиваться не может, этот предел выражается в следующем: наибольшее количество кислорода, которое организм может поглотить и усвоить за одну минуту и усвоить за одну минуту при предельно тяжелой физической работе, называется максимальным потреблением кислорода (МПК), чем выше МПК, тем выше уровень физической работоспособности человека. У не занимающихся спортом МПК составляет в среднем 2-3,5 литра, у спортсменов - 5-6 литров и более.

МПК является показателем аэробной производительности организма, т.е. его способности обеспечивать энергией организм за счет кислорода, поглощаемого непосредственно во время тяжелой работы.

Общее количество кислорода, необходимое для окислительных процессов, обеспечивающих ту или иную мышечную работы, называется кислородным запросом. Различают суммарный или общий кислородный запрос, т.е. количество кислорода, необходимое для всей работы, и минутный кислородный запрос, т.е. кислорода, требуемое для выполнения конкретной работы в течение одной минуты. Например, в беге на 800 м минутный запрос составляет 12-15 л, а суммарный - 25-30 л; в марафонском беге соответственно 3-4 л и 450-500 л.

При работе большой мощности кислородный запрос может достигать 15-20 л/мин, а МПК не превышает 6-7 л. Разница между кислородным запросом и тем количеством кислорода, который потребляется во время работы называется кислородным долгом. Максимальный кислородный долг у людей, не занимающихся спортом, не превышает 4-7 л, у спортсменов он может достигать 20-22 л.

Если в ткани поступает меньше кислорода, чем необходимо для полного обеспечения его потребности, наступает кислородное голодание, или гипоксия. Напряженная мышечная работа всегда сопровождается возникновением дефицита кислорода в организме. Чтобы полнее обеспечить себя кислородам в условиях гипоксии, организм мобилизует свои мощные компенсаторные механизмы. Известно, что мышцы при напряженной работе увеличивают скорость утилизации кислорода в 100 и более раз. Под влиянием тренировочных воздействий повышается способность мышц усваивать кислород. В основе выносливости лежит функциональная устойчивость организма к недостатку кислорода.

При выполнении физических упражнений согласование дыхания с движениями происходит благодаря сложной системе приспособительных изменений в организме. Чем прочнее взаимосвязь дыхания и движений, тем легче при прочих равных условиях выполняются движения. В умениях и навыках дыхательные циклы становятся как бы компонентами освоенных двигательных действий.

организм биологический физиологический двигательный

1.4.6 Обмен веществ

Сущность обмена веществ состоит в том, что из внешней среды в организм поступают богатые потенциальной энергией вещества, где они распадаются на более простые, а освобождающаяся при этом энергия обеспечивает протекание физиологических процессов и выполнение физической работы. В различных сочетаниях с пищей в организм поступают белки, жиры, углеводы и обеспечивающие активность обменных процессов, витамины, минеральные соли, вода. Образование и расход энергии в организме принято выражать в единицах тепловой энергии - в калориях и килокалориях.

Соотношение количества энергии, поступающей с пищей и энергии, расходуемой организмом называется энергетическим балансом.

Кроме энергетического обеспечения, поступающие в организм питательные вещества, используется для восстановления изнашиваемых и построения новых клеток и тканей, образования гормонов и ферментов (биологические катализаторы). Например, за пять лет учебы у студентов роговица глаза сменяется 250 раз, слизистая оболочка желудка - 500 раз и т.д.

Обмен веществ в организме (метаболизм) заключается в осуществлении двух взаимно противоположных, но неразрывно связанных процессов: ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция (анаболизм) включает так называемые пластические процессы, в результате которых происходит образование новых белковых и клеточных форм, ферментов и др. Расходуемая при этом энергия превращается в потенциальную химическую энергию сложных молекул. Совокупность процессов диссимиляции (катаболизма) связана с разрушением, расщеплением веществ, входящих в состав клеток, благодаря чему происходит освобождение потенциальной химической энергии, которая превращается в другие виды энергии. Например, химическая энергия превращается в тепловую, в механическую, электрическую и обеспечивает работу внутренних органов, мышц, поддержание оптимальной температуры тела и т.д.

Израсходованная энергия восполняется затем путем поступления в организм новых питательных веществ. Некоторые вещества при избыточном поступлении могут откладываться в организме в виде запасов. Образующиеся в процессе обмена продукты распада удаляются из организма во внешнюю среду органами выделения.

Пищеварение является начальным этапом обмена веществ, в процессе которого происходит физическая и химическая обработка пищи, в результате чего она превращается в такие вещества, которые могут всасываться в кровь и усваиваться. Переваривание пищи в желудке продолжается 6-8 часов, а жирная пища - до 10 и более часов.

Работа органов пищеварения регулируется нервными и гуморальными механизмами.

Мышечная деятельность активизирует обменные процессы, ведет к увеличению потребности организма в питательных веществах и тем самым стимулирует работу пищеварительных органов, желудочную и кишечную секреции. Однако, физическая работа, выполняемая сразу после приема пищи, не усиливает, а тормозит пищеварительные процессы. При этом возбуждение центров регуляции пищеварения и перераспределение крови от мышц к работающим органам брюшной полости снижает эффективность работы мышц. Наполненный желудок приподнимает диафрагму, затрудняя работу органов дыхания и кровообращения. Если мышечная работа начинается через 2-2,5 часа после приема пищи, то она может даже усиливать функцию пищеварения.

Обмен веществ в живом организме происходит постоянно.

Основной обмен имеет место в состоянии полного мышечного покоя, натощак при температуре окружающей среды 20-220. При таких условиях расход энергии взрослого человека в среднем составляет 1 ккал на 1 кг массы тела за один час. Так при весе равном 70 кг основной обмен человека в сутки составит 1680 ккал, из которых 25 % связано с обеспечением работы сердца, почек, дыхательных мышц и др., а 75 % - с функционированием клеток и тканей организма.

При мышечной работе расход энергии увеличивается по мере нарастания ее интенсивности, например, при ходьбе энергии расходуется на 10-12 % больше, чем в покое, а при беге - на 40-50 % и более.

По энерготратам трудовая деятельность людей условно подразделяется на четыре группы:

1. умственный труд, суточный расход энергии, который составляет 2300-3000 ккал;

2. механизированная работа с суточным расходом энергии 2500-3200 ккал;

3. частично механизированная работа с суточным расходом энергии 2600-3400 ккал;

4. тяжелая физическая работа с суточным расходом энергии 3500-4300 ккал и более.

У студентов в дни занятий по физическому воспитанию энерготраты увеличиваются с 2500-300 ккал до 3500-4000 ккал.

Современный человек получает с пищей в сутки 4000 ккал и более. У многих людей, особенно занимающихся умственным трудом, остается неизрасходованной 20-25 % этой энергии. Избыточные калории откладываются в организме в виде запасов. Возникает так называемый «порочный круг»: при излишнем весе пропадает желание двигаться, что в свою очередь способствует еще большему увеличению веса.

Повышение двигательной активности ведет к стабилизации энергетического баланса. Для нормальной жизнедеятельности организма ежесуточный расход энергии на двигательную активность должен составлять 1200-1300 ккал.

4. Биохимические изменения в организме при отдыхе

В период отдыха ликвидируются те биохимические изменения в мышцах и других органах и тканях организма, которые были вызваны мышечной деятельностью.

Мышечная деятельность как процесс, требующий определённой затраты энергии, сопровождается расщеплением АТФ, химическая энергия которой преобразуется в механическую энергию мышечных сокращений.

Во время мышечной деятельности для ресинтеза АТФ интенсивно расходуются различные вещества; в мышцах - креатинфосфат, гликоген, жирные кислоты, кетоновые тела; в печени происходит расщепление гликогена с образованием сахара, переносимого кровью к рабочим мышцам, сердцу и головному мозгу; усиленно расщепляются жирные кислоты и т.д.

Мышечная деятельность сопровождается увеличением активности ряда ферментов, катализирующих реакции обмена веществ; возрастает активность аденозинтрифосфатазы, фосфорилазы, гексокиназы, различных дегидрогеназ, цитохромоксидазы, протеиназ и липаз; интенсивнее протекают гликолиз и аэробное окисление.

При утомлении возможно снижение активности ряда ферментов, но в период отдыха она не только быстро восстанавливается, но и может превосходить исходный, дорабочий уровень; при тяжелом утомлении активность ферментов долгое время остается сниженной.

Период отдыха характеризуется высокой интенсивностью аэробного окисления и дыхательного фосфорилирования, которое дают энергию для активно идущих пластических процессов. Потребление кислорода в период отдыха после интенсивной мышечной деятельности всегда повышенно. В зависимости от общей направленности биохимических сдвигов в организме и времени, необходимого для их возвращения к норме, выделяются два типа восстановительных процессов – срочное и отставленное восстановление.

Срочное восстановление распространяется на первые 0,5 – 1,5 часа отдыха после работы; оно сводиться к устранению накопившихся за время упражнения продуктов анаэробного распада и к оплате образовавшегося О2-долга.

Отставленное восстановление распространяется на многие часы отдыха после работы. Оно заключается в усиливающихся процесса пластического обмена и в реставрации нарушенного во время упражнения ионного и эндокринного равновесия в организме. В период отставленного восстановления завершается возвращение к норме энергетических запасов организма, усиливается синтез разрушенных при работе структурных и ферментных белков.

Наступающая во время отдыха активация ферментных систем аэробного окисления является следствие биохимических изменений, которые происходят в работающих мышцах.

Исследования показали, что интенсивность восстановления и величина и длительность фазы сверхвосстановления зависят от интенсивности процессов расщепления. Чем интенсивнее расходование, тем быстрее идёт ресинтез и тем значительнее выражены явления сверхвосстановления. Исходя из этого, после упражнений максимальной и субмаксимальной мощности процессы биохимической реституции будут протекать быстрее, чем после более длительных упражнений средней и умеренной мощности. После очень длительной работы (марафонский бег, лыжные гонки на 50км) процессы биохимической реституции протекают особенно долго; повышенная потребность в кислороде и усиленное его потребление могут быть в течение двух суток после выступления спортсмена в соревнованиях.

Восстановление нормального содержания различных веществ, расходуемых во время работы, происходит в разное время. Прежде всего, из крови и мышц устраняется избыток молочной кислоты, затем происходит ресинтез креатинфосфата, далее – гликогена, и наконец, белков (после 15-минутнй интенсивной работы содержание креатинфосфата в мышцах животных восстанавливается через 30-45 мин., гликогена через 1 час, а белков через 6 часов. В ресинтезе этих веществ принимает участие АТФ. Поэтому энергично ресинтезируемая в период отдыха АТФ все время тратится, и восстановление е нормального уровня в мышцах происходит в последнюю очередь.

Такой порядок восстановления нормальных биологических соотношений в период отдыха является важной биологической закономерностью и имеет практическое значение в процессе спортивной тренировки. В биохимии спорта он получил название принципа гетерохронности, биохимической реституции.

В различных органах процессы биохимической реституции происходят также неодновременно. Так, нормальное содержание гликогена, прежде всего, восстанавливается в головном мозгу, затем в миокарде, ещё позднее – в скелетных мышцах и, наконец, в печени. Ресинтез гликогена в мозгу, миокарде и скелетных мышцах может происходить за счёт внутренних ресурсов организма путём образования во время работы молочной кислоты или путём перераспределения углеводов в организме. В последнем случае расщепление гликогена печени продолжается и во время отдыха, а поступающий в кровь сахар задерживается головным мозгом, миокардом и скелетными мышцами и используется для ресинтеза гликогена.

Существенное влияние на процессы биохимической реституции оказывает нервная система, в частности её симпатическая часть. Если с помощью ряда фармакологических веществ (симпатолитина, гексония, эрготоксина) снять это влияние, резко замедлится, станет неполноценным процесс реституции и снизится величина суперкомпенсации гликогена, креатинфосфата и ряда других химических ингредиентов мышцы.

Если запасы гликогена восстанавливаются после работы через 6-8 часов, то процессы анаболического обмена возвращаются к норме после той же работы в течение 24-48 часов.

Если работа сопровождалась значительным потоотделением, то в восстановительном периоде восполняются запасы воды и минеральных солей. Основным источником минеральных веществ, служат продукты питания.