Энергия.

Сегодня мы поговорим про энергию, про ту энергию, которая позволяет нам тренироваться, двигаться, жить.

Энергией для человеческого организма являются молекулы АТФ, как бензин для автомобиля. Все энергозатратные процессы в организме человека протекают при использовании АТФ. Мы не будем углубляться в строение АТФ, нас больше будет интересовать, из чего она производится, что на это влияет и как это влияет на нас и зачем оно нам нужно. И так, приступим.

Если источником жизни для клетки является АТФ, то что является сырьем для производства этого АТФ? АТФ производится в результате окисления углеводов, жиров и в крайних случаях белков. Процесс образования АТФ происходит внутри клеток, в их метахондриях.

В присутствии кислорода, это называется аэробное дыхание, окисляются углеводы и жиры в результате чего образуются АТФ, в случае же нехватки кислорода, АТФ может образовываться путём распада молекул углеводов до молочной кислоты, анаэробное дыхание, в этом случае молекул АТФ в шесть раз меньше получается, анаэробный путь получения молекул АТФ малоэффективный. Вот, в общем то и всё, но клетка, мышечная клетка, находится не в вакууме, а образует ткань омывается кровью, давайте рассмотрим поподробней как клетка вырабатывает АТФ, как клетка дышит.

Для выработки мышечными клетками молекул АТФ, что бы поддерживать возможность к совершению постоянной работы, клетки должны получать сырьё для получения АТФ, это углеводы и жиры, а также кислород, который будет окислять эти самые углеводы и жиры. И кислород, и углеводы, и жиры клетка получает с кровью. Поэтому в крови должно поддерживаться постоянная концентрация кислорода, что регулируется лёгкими – Частотой Дыхательных Движений (ЧДД) и скоростью кровотока через лёгкие – Частотой Сердечных Сокращений ЧСС), также количеством переносчиков кислорода в крови – это эритроцитов, которые на себе несут молекулы гемоглобина, которые и переносят кислород. Как видите, при повышении затрат мышцами энергии, при мышечной работе, что бы обеспечить достаточное количество кислорода, необходимо увеличить ЧСС и ЧДД и чем выше у спортсмена гемоглобин и больше эритроцитов тем больше кислорода поступит работающим клеткам.

Также в крови должно поддерживаться постоянное количество углеводов и жиров, уровнем углеводов заведует с одной стороны печень, а с другой стороны мышцы. Мышцы постоянно потребляют углеводы, а печень постоянно выделяет в кровь углеводы. Печень, это очень важный орган, перекрёсток углеводного, жирового и белкового обмена. Печень на своё усмотрение может переделывать жиры на углеводы и наоборот, синтезировать белки или наоборот разрушать белки и делать из них углеводы, так что в пластическом обмене веществ печень занимает одно из самых важных мест. Также печень выполняет функцию кладовой углеводов, которые накапливает в себе в виде гликогена. Гликоген это цепочка простых углеводов, когда мы кушаем, то избыток углеводов поступает в печень и там начинает откладываться в виде гликогена, когда мы без еды, то гликоген разрушается на глюкозу, а глюкоза поступает в кровь и так поддерживается уровень глюкозы в крови.

Жиры же после питания поступают в жировую ткань и по мере необходимости из жирового депо так же поступают в кровь.

Внутри самой же мышечной клетки также содержатся резервы углеводов, в виде гликогена, жиров, в виде липидных включений – «капелек», так же есть собственный запас кислорода, который хранится в мышечной клетки в миоглобине (родственник гемоглобина)

Теперь давайте рассмотрим всё это в работе – человек получает постоянную нагрузку, скажем идёт. Мышечные клетки совершают работу, тратят АТФ, для его восполнения с током крови поступает в клетку жиры, углеводы, кислород. В клетке жиры и углеводы окисляются кислородом, вырабатывается энергия. Такая нагрузка называется аэробной.

Теперь человек побежал. Потребление АТФ в мышцах повысилось, а вот подача углеводов, жиров и кислорода – нет. Сердце и сосуды ещё не отреагировали и мышцы пока кровоснабжаются на прежнем уровне. Возникает дефицит кислорода в клетке, который восполняется внутренними резервами из миоглобина, также возникает дефицит углеводов, который восполняется из внутренних резервов – гликогена. Но этих резервов в клетки не особо много и если организм ещё не отреагировал улучшением кровоснабжением мышц, то начинается безкислородный путь распада глюкозы до молочной кислоты с выработкой АТФ, запустилось анаэробное дыхание. Такой тип нагрузки называется анаэробный. Но вот сердце стало чаще сокращаться, повысился кровоток и кислорода в достаточной степени поступило в клетку. Теперь клетка опять переходит на аэробное дыхание, начинает вырабатываться много АТФ и устранятся изменения внутри клетки, вызванные анаэробной нагрузкой. Но наш спортсмен ещё быстрее побежал и опять возникает дефицит в поступлении крови к мышцам, и опять запускаются компенсаторные механизмы и включается анаэробный тип дыхания. Через время сердце ещё повысит ЧСС и опять к мышцам будет поступать достаточное количество кислорода, углеводов и жиров.

Если спортсмен так будет продолжать повышать нагрузку, то рано или поздно, в зависимости от его тренированности, он дойдёт до уровня нагрузки, которую не сможет компенсировать сердечно сосудистая система и начнётся чистая анаэробная нагрузка.

Выводы:

1. Как мы видим, аэробное дыхание возможно только при нагрузках, которые может компенсировать сердечно сосудистая система, анаэробное дыхание, это дыхание, возникающее при нагрузках опережающих возможности сердца и сосудов.

2. При аэробном дыхании, больше энергии вырабатывается, чем при анаэробном.

Эффективное аэробное дыхание, это быстрое восстановление после нагрузок, энергия полученная при аэробном дыхании активно идёт не только на сокращение мышц но её ещё и хватает на восстановление и рост мышечных клеток - на пластический обмен. 3.Также при аэробном дыхании сгорает гораздо больше жиров и углеводов чем при анаеробном.

4. Анаеробное же дыхание, возникает когда нагрузка превышает возможности организма, хоть анаеробное дыхание и малоэнергетично, но зато оно позволяет сконцентрировать энергетический выброс в кратчайший промежуток времени, что имеет значение при развитие скоростно-силовых свойств. Кроме того, после анаэробного дыхания в клетки опустошаются внутренние запасы и кислорода в миоглобине и гликогена, что стимулирует клетку на восстановительном периоде ещё больше накопить их, а продукты отходов при анаэробном дыхании в востановительный период стимулируют развитие аэробной системы клетки – увеличение числа метахондрий и их эффективности.

Как мы видим чередование анаэробных нагрузок и аэробных очень эффективно. Анаэробные нагрузки запускают развитие энергетической системы клетки и её рост, а аэробный период позволяет всё это выполнить.

Поэтому при тренировках обязательно должно идти чередование анаэробной нагрузки с последующим аэробным периодом.

На примере бега видно, что вовсе необязательно доводить скорость до предельного бега, когда сердце не справляется с нагрузкой, нет вовсе нет. Достаточно выбрать прерванный бег. Смотрите – спортсмен бежит медленно, кровь достаточно снабжает мышцы, идёт аэробная нагрузка, бегун увеличил скорость, мышцам крови не хватает запустилось анаэробное дыхание, но вот сердце увеличило количество сокращений и дало мышце достаточное количество крови, началась аэробная фаза, а теперь бегун не увеличел скорость а сбавил! На мышцы нагрузка снизилась а кровоток остаётся большим, мышцы начинают получать гиперпитание, что стимулирует их рост, но через время работа сердца так же снизилось и мышцы опять получают крови ровно столько сколько надо для их работы. И тут бегун опять делает рывок и опять сердце отстаёт и начинается анаэробная фаза. Занимаясь прерванным бегом бегун чередует анаэробные нагрузки с аэробными фазами сверхкомпенсаций. В результате спортсмен занимающийся прерванным бегом получает пользы гораздо больше чем спортсмен бегущий в одном темпе.

На примере бегуна мы рассмотрели механизмы включения аэробного и анаэробного дыхания, а также разобрали для чего какое необходимо.