Переизбыток информации в интернете отрицательно сказывается на ее качестве. Не стал исключением и популярный вопрос: а что же происходит в организме, когда я еду на велосипеде / бегу / плыву / выполняю силовые упражнения? Как человек просвещенный в этом плане могу сказать, что пока все нюансы не известны. Но, количества знаний в этой сфере уже достаточно для того, чтобы на 95% раскрывать врожденный потенциал спортсмена.
Перед написанием данной статьи изучил некоторое количество материалов в сети. Тяжело человеку без специального образования разобраться в куче заумных терминов, которые в изобилии присутствуют в статьях на медицинских сайтах, еще тяжелее что-то понять на ресурсах для спортсменов – там или фарс, или перекручивание фактов. Во-первых, ни в одной статье я не нашел правильного перечня систем энергообеспечения. Бред по типу «существует только гликолиз, из-за которого постоянно образуется лактат, а кислород нужен, чтобы его убивать» даже комментировать не буду. Во-вторых, все, что пишут это отрывки из общей физиологии даже без малейших попыток перенести это на практику. А по сути, так существует пару-тройку оригинальных статей, которые недобропорядочные админы бесцеремонно копируют (даже ссылку на первоисточник уже нельзя найти).
В общем, проблему обрисовал, теперь перейду к изложению главного материала (постараюсь это сделать в максимально-доступной форме).
Начну с того, что для сокращения / расслабления / статического сокращения мышц необходим лишь один источник энергии – АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). АТФ – это высокоэнергетическое соединение, которого по умолчанию в мышцах находиться очень мало. Когда его запасы исчерпываются (после нескольких движений) для дальнейшего сокращения мышц необходимо восстановить АТФ. В научной литературе это называется ресинтезом. Поэтому основная цель всех механизмов энергообеспечения мышечной деятельности это ресинтез АТФ. Таких механизмов известно 5:
• Креатинфосфокиназный механизм ресинтеза АТФ, его еще называют креатинфосфатным (КрФ).
• Анаэробный гликолитический.
• Миокиназный.
• Аэробный гликолитический.
• Липолитический.
Первые три относятся к безкислородным, или анаэробным, остальные функционируют при участии кислорода. Для всех механизмов энергообеспечения мышечной деятельности характерны такие свойства как емкость (время работы), мощность и скорость развертывания (скорость выхода на максимальную мощность). Также немаловажную роль для их протекания играют функциональные системы, т.е. органы (если говорить грубо), к примеру, обеспечивающие транспорт кислорода к тканям для аэробных систем. Для анаэробных большую важность будет иметь соотношение мышечных волокон разного типа, а также мощность буферных систем. По уровню функционирования этих систем во время выполнения специальных тестов можно судить об эффективности предшествующей тренировки по направленности. Но сейчас речь идет о другом.
Первый механизм ресинтеза АТФ – креатинфосфатный (можно встретить как алактатный, поскольку молочная кислота не образуется). Назван он в честь соединения креатина и фосфора, которое, при наличии АДФ (двуфосфорного соединения) и специального фермента, отдает ей свой фосфор, вследствие чего образуется новая молекула АТФ и свободный креатин. Этот механизм имеет самые большие мощность и скорость развертывания, поскольку его реакция очень простая, но самую маленькую емкость – креатинфосфата в мышцах очень мало, у обычного человека его запасов хватит всего на 10 с максимально-интенсивной работы. У спортсменов содержание КрФ в мышцах увеличено, особенно много его у спринтеров и тяжелоатлетов. Соответственно мощность и емкость этого механизма будут ограничивать результаты спортсменов продолжительность выступлений которых не превышает 20 секунд.
Большим недостатком специальной (да и не только специальной) литературы по спорту есть то, что механизмы энергообеспечения и физические качества рассматриваются по отдельности. По сути же первые являются физиологической основой последних. Рассматривать такие качества как сила, скорость и выносливость без сопоставления их с физиологией грубая ошибка. Из-за этого могут появляться такие ложные суждения как «мы сначала мышечную массу наберем, а потом сделаем эти мышцы аэробными». Для стандартизации смысловых значений привожу физические качества, которые основываются на определенных механизмах энергообеспечения. Креатинфосфатный механизм основа таких качеств как максимальная сила / скорость.
Второй по мощности механизм – анаэробный гликолиз. Анаэробный – потому, что происходит без участия кислорода, гликолиз – потому, что основной энергосубстрат углеводы. Еще этот механизм называют лактатным, ведь побочным продуктом реакции является молочная кислота. Не путайте молочную кислоту и лактат. Лактат – это соль молочной кислоты, образуется тогда, когда первая попадает в кровь. Количество лактата в крови косвенно отображает то, насколько анаэробный гликолиз участвовал в энергообеспечении работы. Мощность данного механизма в 1,5-2 раза ниже, чем у креатинфосфатного. Максимальная мощность анаэробного гликолиза достигается уже через 20 с максимально-интенсивной работы. Поскольку количество углеводов в мышцах и различных депо довольно большое, время выполнения работы с помощью этого механизма ограничивается способностью сопротивляться закислению. Почему закислению – потому, что молочная кислота это кислота, организм не может работать хорошо, когда он полон кислоты – активность ферментов обеспечивающих аэробные механизмы начинает снижаться, сам анаэробный гликолиз после достижения критического кислотно-щелочного равновесия угнетает свою активность, субъективно спортсмен начинает ощущать боль и, соответственно, снижает интенсивность работы. Поэтому длительность выполнения работы с использованием данного механизма на полной мощности только 6 минут, при этом концентрация лактата в крови может достигнуть 25 ммоль/л. От мощности и емкости данного механизма зависит результат трековиков, или байкеров, любящих элиминаторы, а также ВМХ-рейсеров. Анаэробный гликолиз – это основа силовой / скоростной / скоростно-силовой выносливости.
Следующие два механизма можно рассматривать вместе, хотя они имеют значительные отличия. Обычно в литературе аэробные гликолиз и липолиз не различают, поскольку на финише протекающие реакции в них идентичны. Разница лежит в том, что для обработки углеводов нужно меньше действий, чем для жиров. Отсюда разная скорость развертывания, которая, для гликолиза составляет 4-5 минут, для липолиза 10-20 минут. Мощность этих механизмов существенно не отличается, и составляет 0,5 мощности креатинфосфатного. А вот их эффективность сильно различается. Поскольку при одном и том же количестве потребляемого кислорода с помощью липолиза можно выполнить большее количество работы (т.е. восстановить больше АТФ), при этом выделение углекислого газа также будет меньше, что в свою очередь оставит больший буфер для нейтрализации лактата при увеличении интенсивности работы. В общем липолиз намного эффективнее. У спортсменов высокого класса преобладает аэробный липолиз, у менее опытных – гликолиз. Время выполнения работы с помощью данных систем энергообеспечения зависит от запасов энергосубстрата: углеводов хватит на 2-3 часа работы, жиров – на, более чем 24. Из этого выплывает, что аэробные механизмы обеспечивают работу шоссейников, кросс-кантрийщиков, марафонцев, триатлонистов и т.д. Поэтому скорость развертывания и мощность (еще раз подчеркиваю, что именно скорость развертывания и мощность, а не мощность и емкость) аэробных механизмов будут предопределять то, кто на финише будет первый, а кто последний. Аэробные механизмы отвечают за общую и специальную выносливость, а также за суммарную мощность энергии на выходе при выполнении высокоинтенсивных упражнений.
Оставшийся, миокиназный механизм в подробном описании не нуждается, он представляет собой резерв на случай экстремальных ситуаций, например, когда исчерпаны ресурсы всех остальных механизмов, или когда идет борьба за жизнь (по сути, и первое и второе одно и то же). В спорте он большой роли не играет.
Вкратце механизмы рассмотрели, теперь необходимо разобраться с тем, когда же они работают. Продвинутые спортсмены могли видеть в литературе красивую картинку с тремя графиками, которую «ученые» канонизировали и все, что связано с энергообеспечением у них ассоциируется с ней.
Так вот, эта картинка – сугубо гипотетическое отображение того, как все могло бы происходить, если бы спортсмен начал работать максимально интенсивно, и так продолжалось бы несколько часов, но так не бывает. В некоторой степени порядок включения механизмов энергообеспечения по этой концепции соответствует тому, как это происходит у трековиков, рейсеров и элиминаторщиков. Но для шоссейников и кросс-кантрийщиков соотношение работающих механизмов понять проще, рассматривая повышение интенсивности работы с самой малой, а не при максимальных нагрузках с первых секунд.
Начну с того, что в состоянии покоя организм также потребляет энергию. Энергия покоя, или основной обмен покрывается за счет аэробных механизмов с некоторым соотношением липолиза и гликолиза (обмен белков в счет не беру, это очень малый процент). В начале выполнения низко-интенсивной работы аэробные липолиз и гликолиз просто повышают свою мощность. При дальнейшем увеличении мощности работы данная тенденция сохраняется. Но, в определенный момент, в работу начинает включаться анаэробный гликолиз. Момент его включения соответствует аэробному порогу (его еще называют порог анаэробного обмена 1 или вентиляционный порог). Мощность работы возрастает, и теперь уже три механизма увеличивают свою мощность пропорционально. Анаэробный гликолиз подбрасывает в кровь молочную кислоту, которая успешно утилизируется и не приносит особого вреда. Но, через некоторое время наступает анаэробный порог (его еще называют анаэробный порог 2, лактатный порог, точка Конкони). В этот момент продукция лактата начинает превышать возможность организма для его оперативной утилизации, и он начинает накапливаться. Теперь тенденция соотношения механизмов энергообеспечения при дальнейшем повышении мощности работы меняется – аэробные механизмы «растут» медленнее, анаэробный гликолиз – быстрее. Так продолжается до тех пор, пока концентрация молочной кислоты / лактата не достигнет индивидуального предельного уровня. Может случиться так, что в одной точке потребление кислорода (показатель отображающий аэробный вклад в энергообеспечение) перестанет расти, не смотря на возможность повышать мощность работы, так вот – это точка максимального потребления кислорода, или максимальной мощности аэробных механизмов энергообеспечения. По ней «определяют» врожденную одаренность – чем выше ее мощность и значения потребления кислорода – тем лучше (но на самом деле все сложнее, правда, это тема для другой статьи).
Именно в таком ключе проводят тестирование спортсменов, входящих в состав сборных команд, по сути – определяются пороговые точки и по ним рассчитываются индивидуальные зоны интенсивности. Данный метод выбран не случайно, а потому, что соотношение вклада разных механизмов в энергообеспечение мышц при работе с мощностью 200 Ватт во время выполнения теста с постепенно повышающейся интенсивностью будет таким же, как при выполнении работы с мощностью 200 Ватт во время соревнований. С одной маленькой поправкой на время развертывания аэробных механизмов, которое будет компенсировано за счет анаэробного гликолиза (так званый кислородный долг). Все это схематически можно представить так:
Художник из меня не самый лучший, но суть, надеюсь, передал.
Кто читал меня внимательно, сейчас хочет задать такой вопрос – а куда подевался креатинфосфатный механизм? Ответ очень прост. Для его включения необходимо выполнять упражнение с максимальной мощностью, при этом, если мощность будет не максимальная, хотя бы на чуток, работу будет обеспечивать анаэробный гликолиз. Шоссейники и кантрийщики могут попросту забыть о нем, поскольку он ничего для них не решает. А вот для спринтеров знание / не знание особенностей работы с креатинфосфатным механизмом залог побед или поражений.
Для чего нужно знать свои зоны интенсивности? Да потому, что основной принцип тренировки (не смотря на то, что их существует множество) «То, что мы тренируем – то и тренируется». Невозможно развивать аэробную функцию тогда, когда значительный вклад в работу вносят анаэробные механизмы. Восстановительная тренировка выше аэробного порога перестает быть восстановительной. Нельзя увеличивать запасы креатинфосфата в мышцах, не исчерпывая их, а работая за счет лактатного механизма. Как говорит один мой товарищ – долго будет ходить в темной комнате тот, кто не знает где выключатель.
Надеюсь, с энергообеспечением стало яснее. Если кто заинтересовался, могу подсказать правильную литературу:
1. Коц Я.М. Физиология мышечной деятельности: учебник для институтов физической культуры / Я.М. Коц. – М.: Физкультура и спорт, 1982. – 347 с. (в этом издании можно найти все, но некоторые данные уже не актуальны)
2. Мищенко В.С. Физиологические особенности подготовленности спортсменов различной специализации (на материале велосипедного спорта) / В.С. Мищенко // Управление тренировочным процессом высококвалифицированных спортсменов. – Киев, 1985. – С. 100 – 116. (лучше статьи на данную тему пока нет)
3. Полищук Д.А. Лактатный порог и его использование для управления тренировочным процессом: Методические рекомендации / Д.А. Полищук. – К.: Абрис, 1997. – Вып. 4. – 63 с. (пособие написано довольно тяжелым языком, но очень содержательное)
4. Янсен П. ЧСС, лактат и тренировка на выносливость: пер с англ / П. Янсен. – Мурманск: Тулома, 2006. – 160с. (упрощенная версия предыдущей книги, не без недостатков)
5. Можете почитать, о чем еще пишу я -
cyclingscience.ucoz.com/publ или пообщаться лично во время тестирования: 093 290 55 89.
).
(мягко говоря) и как после этого можно сказать, что у нас многие умеют тренироваться?
