Основные энергетические системы (стр. 6 )

Поскольку обмен изотопов происходит отно­сительно медленно, измерения обмена энергии следует проводить в течение нескольких недель. Следовательно, этот метод не совсем подходит для определения срочного метаболизма. Вместе с тем, благодаря высокой (свыше 98 %) точности и не­большой степени риска его можно считать весь­ма приемлемым для определения затрат энергии, происходящих изо дня в день. Специалисты в области питания утверждают, что данный метод представляет собой наиболее значительное тех­ническое открытие прошлого столетия в области обмена энергии.

В ОБЗОРЕ...

1. Метод прямой калориметрии основан на использовании калориметра для непосредствен­ного измерения количества тепла, образуемого телом.

2. Метод непрямой калориметрии предполага­ет измерение потребления 0^ и выделения СОд, вычисление ДК (соотношение показателей этих газов) и его сопоставление со стандартными по­казателями для определения вида окисленного субстрата и последующего определения расхода энергии на литр поглощенного кислорода.

3. Обычные значения ДК — 0,78 — 0,80.

4. Для определения интенсивности метаболиз­ма могут использоваться изотопы. Их вводят в организм и следят за их перемещениями. Ско­рость их выделения позволяет определить обра­зование СО^ и расход энергии.

ОЦЕНКА АНАЭРОБНОГО УСИЛИЯ

Мы рассмотрели способы определения аэроб­ного метаболизма, однако они не учитывают ана­эробные процессы. Как можно оценить взаимо­действие аэробных (окислительных) и анаэроб­ных процессов? Наиболее распространенными методами оценки анаэробного усилия являются методы, включающие изучение избыточного по­требления кислорода после нагрузки либо лак-татного порога. Рассмотрим оба метода.

Потребление кислорода после физической нагрузки

Способность нашего организма адекватно удовлетворять потребности мышц в кислороде далека от совершенства. Когда вы начинаете вы­полнять упражнение, система транспорта кисло­рода (дыхание и кровообращение) не сразу по­ставляет необходимое количество его активным мышцам. Лишь через несколько минут достига­ется стабильный уровень потребления кислоро­да, при котором полностью функционируют аэробные процессы, однако потребность организ­ма в кислороде резко повышается именно в мо­мент начала выполнения упражнения.

Поскольку потребность в кислороде и его до­ставка отличаются в момент перехода от состоя­ния покоя к выполнению физического упражне­ния, в организме наблюдается дефицит кислоро­да (рис. 5.12) даже при незначительной физи­ческой нагрузке. Дефицит кислорода определяет­ся как разница между количеством кислорода, не­обходимым для выполнения данной величины работы, и количеством потребляемого кислоро­да. Несмотря на недостаток кислорода, в мышцах по-прежнему образуется АТФ с помощью анаэ­робных процессов обмена.

В первые минуты восстановления, хотя мыш­цы уже не работают активно, потребность в кис­лороде уменьшается не сразу. Наоборот, потреб­ление кислорода остается повышенным в течение некоторого времени (рис. 5.12). Это потребление кислорода, превышающее необходимую величину в покое, называется кислородным долгом. В пос­леднее время более распространено определение "избыточное потребление кислорода после физи­ческой нагрузки". Это дополнительное количество к обычно потребляемому количеству кислорода. Представьте, что происходит после завершения фи­зической нагрузки: пробежав квартал, чтобы ус­петь на отходящий автобус, или быстро взобрав­шись по ступенькам на несколько этажей вверх, вы почувствуете, как участился ваш пульс и ощу­тите нехватку воздуха. Через несколько минут ча­стота пульса восстанавливается и дыхание возвра­щается к норме.

Многие годы кривую избыточного потребле­ния кислорода описывали как имеющую два оче-

98

Рис. 5.12 Потребность в кислороде во время выполнения физической на­грузки и во время восстановления. Показаны дефицит кислоро­да и избыток потребления кислорода после физической нагрузки

П О Т Р Е Б Н Ость О2

Потребность в О;

Дефицит О;

Потребление О; в покое

Устойчивое потребление О;

Начало нагрузки

Конец нагрузки Время

Конец восстановления

 

видных компонента: исходный быстрый и вто­ричный медленный. Согласно классической тео­рии, быстрый компонент кривой отражает коли­чество кислорода, необходимого для восстанов­ления АТФ и КФ, используемых во время физической нагрузки, особенно в самом начале. Без достаточного количества кислорода макро-энергетические фосфатные связи в этих соедине­ниях нарушаются, вследствие чего не поставля­ется необходимое количество энергии. Во время восстановления эти связи должны быть возобнов­лены благодаря окислительным процессам, что­бы восполнить запасы энергии или устранить долг. Считалось, что медленный компонент кривой — результат выведения аккумулированного лактата из тканей путем либо превращения в гликоген, либо окисления в СО^ и НдО, что обеспечивает энергию, необходимую для восстановления запа­сов гликогена.

В рамках этой теории полагали, что оба ком­понента кривой отражают анаэробную деятель­ность во время физической нагрузки. Существо­вало мнение, что на основании потребления кис­лорода после выполнения упражнения можно определить величину анаэробной производитель­ности.

Недавние исследования, однако, показали, что классическое объяснение избыточного потребле­ния кислорода слишком упрощено. Например, вначале выполнения упражнения некоторое ко­личество кислорода может быть взято из запасов (гемоглобина и миоглобина). Во время восстанов­ления это количество кислорода должно быть вос­полнено. Кроме того, после выполнения упраж­нения дыхание некоторое время остается учащен­ным. Частично это обусловлено попыткой устранить накопившийся в тканях СО - как про­дукт метаболизма. Температура тела также повы­шена, в результате чего поддерживается высокая интенсивность метаболизма и дыхания, что тре­бует больше кислорода. Точно так же влияют по­вышенные уровни адреналина и норадреналина.

Таким образом, классическая теория не учи­тывает все факторы, от которых зависит кисло­родный долг. Необходимо более тщательное изу­

чение физиологических механизмов, обусловли­вающих избыток потребления кислорода после физической нагрузки.

Порог лактата

Многие специалисты считают порог лактата надежным показателем потенциальных возмож­ностей спортсмена выполнять физические нагруз­ки, требующие проявления выносливости. Порог лактата определяют как момент начала аккумуля­ции лактата в крови во время физической нагруз­ки увеличивающейся интенсивности сверх уров­ней, характерных для состояния покоя. Если ин­тенсивность мышечной деятельности небольшая или средняя, уровень лактата лишь немного пре­вышает показатель в состоянии покоя. Увеличе­ние интенсивности приводит к более быстрой ак­кумуляции лактата. При невысокой скорости пла­вания (рис. 5.13) уровни лактата равны или близки к уровням, характерным для состояния покоя. При увеличении скорости плавания более 1,4 м-с'' уровни лактата крови быстро повышаются. Эта точка разрыва непрерывности на кривой соответ­ствует порогу лактата.

Согласно определению, порог лактата должен

7* 99

отражать взаимодействие между аэробной и ана­эробной энергетическими системами. По мнению некоторых исследователей, порог лактата отражает значительный сдвиг в сторону анаэробного гли-колиза, вследствие которого образуется лактат. Поэтому значительное повышение уровня лакта­та крови при увеличении усилия называют анаэ­робным порогом.

Следует остановиться на значительных про­тиворечиях, касающихся взаимосвязи между по­рогом лактата и анаэробным метаболизмом в мышце. Мышцы, безусловно, образуют лактат еще до того, как достигается порог лактата, од­нако его выводят другие ткани. Кроме того, точ­ка разрыва непрерывности не всегда очевидна. Поэтому специалисты довольно часто устанав­ливают произвольный показатель 2,0 или 4,0 ммоль лактата на литр потребляемого кислоро­да, отражающий момент начала аккумуляции лактата крови. Это —эталонный момент начала аккумуляции лактата крови или отправной мо­мент работы.

У нетренированных людей порог лактата обычно наблюдается при 50— 60 % МПК. У сильнейших спортсменов, занимающихся ви­дами спорта, требующими проявления вынос­ливости, порог лактата достигается при 70- 80% МП К

повышенную потребность в кислороде после вы­полнения физической работы.

3. Порог лактата — это момент, когда проис­ходит быстрая аккумуляция лактата в крови, во время выполнения физической нагрузки, превы­шающая уровни лактата в покое'.

4. Как правило, люди, имеющие более высо­кие показатели порога лактата или начала акку­муляции лактата крови, выраженные в процент­ном отношении к МПК, способны показать бо­лее высокие результаты в видах спорта, требующих проявления выносливости.

Порог лактата, выраженный в процентном отношении к МПК — один из лучших по­казателей тренированности спортсмена в та­ких циклических видах спорта, как бег на длинные дистанции и езда на велосипеде

Т

Порог лактата обычно выражают в процентах МПК, при котором он достигается. Способность выполнять работу с высокой интенсивностью без накопления лактата имеет большое значение, по­скольку образование лактата способствует утом­лению. Следовательно, порог лактата при 80 % МПК свидетельствует о лучшей толерантности к физическим нагрузкам по сравнению с лактат-ным порогом при 60 % МПК. Из двух людей с одинаковыми МПК более высокий уровень фи­зической деятельности, требующей проявления выносливости, будет у того, у которого выше порог лактата.