Вопросы для самоконтроля

Вопросы для самоконтроля

1. Что происходит в ЦНС при утомлении с точки зрения биохимии?

2. Какие перестройки гормональных процессов происходят при физической работе?

3. Что такое лактат и молочная кислота?

4. Какие изменения в мышцах происходят при утомлении с точки зрения биохимии?

5. Назовите биохимические причины утомления в зависимости от характера выполняемой работы.

Ответы:

1. Что происходит в ЦНС при утомлении с точки зрения биохимии?

В центральной нервной системе при утомлении может нарушаться баланс между процессами возбуждения и торможения. В головном мозге формируется охранительное торможение, которое сопровождается снижением концентрации АТФ в нервных клетках и накоплением ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты). Процессы охранительного торможения распространяются на двигательные центры, нарушается выработка двигательных импульсов и передача их к работающим мышцам, что приводит к снижению физической работоспособности. Считают, что развитие торможения в нервных клетках необходимо, так как, по-видимому, играет защитную роль.

2. Какие перестройки гормональных процессов происходят при физической работе?

При выполнении физической работы происходят существенные перестройки гормональных процессов, управляющих двигательной деятельностью. При развитии утомления фаза высокой гормональной активности сменяется фазой угнетения, которая характерна для продолжительного воздействия стрессоров. Длительная и интенсивная физическая нагрузка может вызвать истощение гипофизарно-надпочечниковой системы, срок наступления которого, по-видимому, зависит от интенсивности стрессорного воздействия. В фазе угнетения снижается выработка гормонов, что является причиной понижения работоспособности мышц.

3. Что такое лактат и молочная кислота?

Молочная кислота в больших количествах накапливается в мышцах во время мышечных усилий высокой интенсивности. Избыток концентрации ионов водорода связывается буферными системами поэтому величина рН в мышцах понижается в состоянии изнеможения до 6,6-6,4 от показателя 7,1 в состоянии покоя.

Накопление лактата и повышение кислотности в мышечных волокнах отрицательно влияют на работоспособность мышц. Уменьшается каталитическая активность белков-ферментов, в том числе АТФ-азная активность милозин, активность кальциевой АТФ-азы, что снижает сократительные способности белков мышц. Внутриклеточный рН ниже 6,9 тормозит активность фосфофруктокиназы – важного гликолитического фермента, что приводит к замедлению гликолиза и образованию АТФ.

4. Какие изменения в мышцах происходят при утомлении с точки зрения биохимии?

При утомлении происходят существенные изменения в работающих мышцах, в том числе структурные нарушения. Причинами таких нарушений могут быть не только механические повреждения мышечной ткани, но чрезмерное усиление процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Чрезмерную активацию ПОЛ при физических нагрузках могут вызвать многие факторы – гипероксия мышечной ткани, высокий уровень стрессорных гормонов, прежде всего катехоламинов, накопление лактата. Повреждение внутриклеточных структур мышечного волокна (миофибрилл, митохондрий, саркоплазматического ретикулума, сарколеммы) снижают сократительные способности мышц. Повреждение саркоплазматического ретикулума приводит к нарушению проведения нервного импульса по мышечному волокну, а также негативно влияет на активность ферментов, встроенных в мембраны, в частности активность кальциевого насоса. Нарушение целостности мышечной оболочки (сарколеммы) приводит к потере ферментов и других биологически активных веществ.

5. Назовите биохимические причины утомления в зависимости от характера выполняемой работы.

Биохимические причины утомления разнообразны и различаются в зависимости от характера выполняемой работы.

При работе в зоне максимальной мощности основными факторами, влияющими на работоспособность, являются процессы торможения в центральной нервной системе, нарушение передачи в нервно-мышечных синапсах, снижение содержания креатинфосфата в работающих мышцах и увеличение концентрации АДФ.

Утомление при работе в зоне субмаксимальной мощности также в большой степени зависит от процессов, происходящих в нервной системе, исчерпания креатинфосфата в работающих мышцах, увеличение креатина, АДФ и неорганического фосфата. Но, кроме того, существенную роль в развитии утомления играет снижение содержания гликогена в быстро сокращающихся мышечных волокнах, накопление лактата, снижение рН в мышцах и развитие ацидоза, а также изменения белкового обмена.

При работе в зоне большой мощности значение накопления лактата и развития ацидоза уменьшается и основной причиной утомления является исчерпание гликогена мышц, развитие гипогликемии и гипертермии.

Работа в зоне умеренной мощности сопровождается исчерпанием запасов гликогена, и развитием гипогликемии, что может вызвать нарушение питания мозга. Происходит повреждение мышц и митохондрий, разобщение процессов окисления и фосфорилирования и развитие гипертомии. В крови увеличивается концентрация продуктов распада белков и жиров (мочевины, кетоновых тел).