Біохімічні чинники виникнення втоми при виконанні короткочасних вправ максимальної і субмаксимальної потужності

ЛЕКЦІЯ № 3

БІОХІМІЧНІ ФАКТОРИ ВТОМИ

БІОХІМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕСІВ ВІДНОВЛЕННЯ ПРИ М’ЯЗОВІЙ ДІЯЛЬНОСТІ

ПЛАН

1. Сучасні теорії пояснення виникнення втоми.

2. Біохімічні фактори втоми при виконанні короткочасних вправ максимальної і субмаксимальної потужності та при виконанні довготривалих вправ великої і помірної потужності.

3. Динаміка біохімічних процесів відновлення після м’язової роботи.

4. Послідовність відновлення енергетичних запасів після м’язової роботи.

5. Використання особливостей протікання відновних процесів при побудові спортивного тренування.

Втома - це тимчасове зниження працездатності, що виникає в процесі виконання вправи і що сигналізує про наближення несприятливих біохімічних і функціональних зсувів в організмі, що призводить до відмови від продовження роботи або значного зниження її потужності.

Розвиток втоми, що виникає при виконанні роботи, залежить від багатьох внутрішніх і зовнішніх чинників. У комплексі причин, що приводять до розвитку втоми, роль ведучої ланки може приймати на себе будь-який орган або функція, можливості яких в певний момент роботи стають неадекватними вимогам навантаження, що виконується. У залежності від конкретних умов м’язової діяльності і індивідуальних особливостей організму першопричиною втоми можуть бути:

· зниження енергетичних ресурсів в працюючих м’язах, а також активність основних ферментів;

· накопичення кінцевих продуктів обміну;

· порушення цілісності функціонуючих структур через недостатність їх пластичного забезпечення або порушення гомеостазу;

· зміна нервової і гормональної регуляції та ін.

Розрізняють чотири типи втоми: а) розумова, яка виникає при тривалій розумовій роботі (гра в шахи й ін.); б) сенсорна - втома органів чуття, яка виникає при стрільбі, швидкісному гірськолижному спуску, слаломі й ін.; в) емоційна, що виникає при роботі з високим емоційним підйомом (спортивні ігри); г ) фізична, що наступає при тривалій напруженій фізичній діяльності.

Залежно від кількості м’язів, охоплених фізичною втомою, вона може мати локальний (не більш 1/3 усіх м’язів), регіональний (від 1/3 до 2/3) і глобальний, або загальний (більш 2/3 усіх м’язів), характер.

Локальна (місцеве) втома наступає в основному після швидкісної роботи максимальної інтенсивності, супроводжується порушенням біохімічного стану працюючих м’язів, зниженням надходження до них ацетилхоліну і може бути переборена вольовим зусиллям людини.

При регіональній і глобальній втомі в організмі порушуються функції органів дихання, кровообігу, накопичується велика кількість проміжних продуктів обміну речовин, що значною мірою знижує працездатність людини, а в деяких випадках порушує координацію його рухів.

При фізичній втомі, викликаній тривалою м’язовою діяльністю, в організмі людини (навіть у стійкому стані) відбуваються серйозні біохімічні зміни. Знижується концентрація АТФ у нервових клітинах і порушується синтез ацетилхоліну в синапсах, у результаті чого порушується формування рухових імпульсів і передача їх до працюючих м’язів центральною нервовою системою. Сповільнюється швидкість перетворення електричного сигналу в хімічний у синаптичній щілині, розвивається захисне охоронне гальмування, пов’язане з утворенням ГАМК (γ -аміномасляна кислота). Якщо цей процес відбувається в невеликій ділянці кори головного мозку, то наступає локальне втомлення (почуття втоми руки, окремої групи м’язів). При більш широкому поширенні процесу виникає почуття загальної втоми.

Встановити в кожному конкретному випадку ведучу ланку в розвитку втоми можна тільки на основі точних експериментальних вимірювань.

Біохімічні чинники виникнення втоми при виконанні короткочасних вправ максимальної і субмаксимальної потужності

Встановлено, що чим менша тривалість вправи і чим вища його інтенсивність, тим більше значення в розвитку втоми набувають чинники, пов’язані з особливостями м’язової роботи, що виконується. При виконанні короткочасних вправ максимальної і субмаксимальної потужності початковий прояв основних ознак втоми пов’язаний з особливостями протікання біоенергетичних процесів в працюючих м’язах, спрямованих на підтримку високої швидкості ресинтезу АТФ. Зміна показників механічної продуктивності в цих видах вправ виявляється, як правило, в момент, коли запаси КрФ в працюючих м’язах вичерпуються більш ніж на половину початкових значень, а через процеси гліколізу, значно знижується внутрішньоклітинний рН.

Зміни в концентрації АТФ при розвитку втоми в процесі виконання короткочасних інтенсивних вправ відносно невеликі. Найбільші зміни і найтіснішу залежність з виникаючими при втомі зсувами в показниках сили і потужності виявляють концентрації АДФ, Н⁺ і лактату. Як відомо, зміни концентрації приведених вище метаболітів надають виражений інґібуючий вплив на АТФ-азу міозину основний фермент, від якого залежить ефективність перетворення енергії макроергічних фосфатних зв’язків АТФ в механічну роботу м’язів. З цього погляду, утворення АДФ і накопичення H⁺ при скорочувальній активності м’язів потрібно розглядати як головні чинники, що відповідальні за розвиток втоми при виконанні короткочасних інтенсивних вправ.

Крім вказаних вище чинників, на розвиток втоми в умовах короткочасних вправ максимальної і субмаксимальної потужності помітний вплив надає зниження внутрішньом’язових запасів глікогену. У стані втоми після виконання короткочасних інтенсивних вправ спостерігається виражене зниження запасів глікогену у швидкоскорочувальних волокнах, в той час як в стані втоми після тривалої помірної роботи найбільші зсуви у концентрації глікогену спостерігаються у волокнах, що повільно скорочуються. При цьому утворення молочної кислоти в процесі гліколітичного розщеплення глікогену під час виконання короткочасних інтенсивних вправ взаємопов’язане із зменшенням потужності роботи через втому.

При високій частоті стимуляції працюючих м’язів в умовах короткочасних інтенсивних вправ помітний внесок в розвиток втоми вносять порушення електрохімічного сполучення при передачі збудження з нерва на м’яз і зміни в діяльності ЦНС через розвиток захисного гальмування, а також порушення механізмів передачі нервового імпульсу і мозкового кровообігу, зміни концентрації неорганічного фосфату, інозинмонофосфату (ІМФ), накопичення аміаку в тканинах.