Мышечная система человека – самая развитая в сопоставлении с другими системами. Для функционирования мышц требуется большое количество энергии.Человеческий организм получает энергию из трех главных источников:
- Креатинфосфорная кислота.
- Сахариды в форме гликогена и глюкозы.
- Жиры.
Эти три источника отличаются друг от друга количеством высвобождаемой при их использовании энергии и по тому, какое время может каждый из них выполнять роль источника энергии. Так работает механизм снабжения мышц энергией.
Энергоёмкость каждой молекулы этих соединений разная:
- Аденозинтрифосфат – 1,5 ккал;
- Креатинфосфорная кислота – 3,5 ккал;
- Гликоген – 1200 ккал;
- Жиры – 50000 ккал;
Доподлинно известно, что при длительной неинтенсивной нагрузке для нормального осуществления окислительных реакций организмом задействуются жиры или сахариды, а при более интенсивной нагрузке включаются механизмы бескислородного гликолиза, поскольку окислительный обмен веществ в данном случае не дает необходимого количества энергии. При крайне интенсивной непродолжительной нагрузке сокращение мышц происходит за счет фосфагенов.
Таким образом, каждый из энергосодержащих продуктов имеет свою энергоёмкость и используется в определенном случае. Использование различных источников энергии и определяет закономерность: чем дольше мышечная работа, тем меньше мощность нагрузки.
Аденозинтрифосфат служит основной макромолекулой, которая обеспечивает мышечное напряжение.
Нехватка аденозинтрифосфата в клетке (вследствие интенсивного расщепления или недостаточного производства) определяет предел физической работоспособности.
Скопление энергоисточников в клетках осуществляется благодаря поступлению в организм энергоёмких веществ растительного и животного происхождения. При этом за счет сахаридов обеспечивается 60%, триглицеридов – 25%, протеинов – 15% энергии, необходимой организму для работы.
Даже при полной обездвиженности (во сне) организму нужна энергия для функционирования внутренних органов. Ясно, что во время бодрствования энергии нужно еще больше.
Движение обеспечивается сокращением мышц, которое зависит от интенсивности накопления и расходования энергии. Между затратой и накоплением энергии существует некое равновесие, которое определяется многими условиями и является индивидуальным для каждого человека. Например, оно разное у спринтера при беге на 100 метров и бегуна на длинные дистанции при марафоновском забеге.
Стратегия тренера и питание этих двух бегунов сильно отличаются. Спринтер развивает скорость, а бегун на дальние дистанции – выносливость. При этом скорость высвобождения энергии для физической деятельности у них сильно отличается, а значит, отличаться должно и питание: его энергетическая ценность, установление индивидуального соотношения протеинов, сахаридов и жиров, динамика получения организмом каждого из этих питательных веществ и т.д.
Существует три способа хранения энергии и использования ее для сокращения мышц:
- Анаэробный (бескислородный):
- алактатный (без участия молочной кислоты);
- лактатный (с участием молочной кислоты);
- Аэробный (кислородный).
- Смешанный аэробно-анаэробный.
Они отличаются друг от друга продолжительностью процесса, его скоростью и присутствием в нём кислорода.
Анаэробный алактатный (без присутствия кислорода и молочной кислоты) способ работает при непродолжительной и интенсивной нагрузке (бег на 100 м.) – осуществляется без наличия кислорода, без получения лактата, путем использования солей и эфиров фосфорной кислоты.
Анаэробный лактатный (без участия кислорода и с участием молочной кислоты) способ работает при беге на 5 и более километров – осуществляется без наличия кислорода, с получением лактата, при включении в процесс гликогена и глюкозы.
Аэробное окисление глюкозы с последующим получением аденозинтрифосфата осуществляется на первом этапе до получения двух частиц пировиноградной кислоты, которая преобразуется в коэнзим А. Разложение коэнзима А осуществляется при превращении лимонной кислоты и дыхании.
При этом аденозинтрифосфат используется для получения тепла и скапливается в клетках. Общее количество частиц аденозинтрифосфата составляет 38 молекул.
Аэробный тип получения энергии (аденозинтрифосфата) из глюкозы в 18 раз выгоднее, чем анаэробный.
В смешанной аэробно-анаэробной реакции получения энергии участвует кислород, гликоген и незаменимые жирные кислоты.
Энергия в человеческом организме хранится и расходуется по-разному. Главным образом это зависит от вида физических нагрузок, практикуемых спортсменом: если человеку необходима высокая выносливость, то расходуется очень много энергии, в остальных случаях – значительно меньше.
Из этого следует, что для получения необходимого количества энергии в первую очередь необходимо обратить внимание на определенные характеристики спортсмена: род деятельности, спортивная дисциплина, периоды тренировок.
В различные периоды тренировок энергетические затраты могут составлять от 2000 до 10000 килокалорий в сутки.
Рацион спортсменов в период учебы и тренировок, перед соревнованиями, в течение и после них существенно меняется.
При высоких физических нагрузках сильно увеличивается необходимость в основных питательных вещества, в т.ч. в микро- и макроэлементах. Дефицит в питании спортсмена микро- и макроэлементов может привести к различным патологиям. Так, у спортсменов нередко возникает нехватка железа (спортивное малокровие), нехватка магния, цинка, хрома – всё это влечет за собой снижение результативности тренировок.
Метод физиологической адаптации спортсменов в аэробной среде тренировок заключается в адаптации энзимных систем, околоэнзимных сред и стимулировании обмена веществ.
Существует еще один путь адаптации к спортивной нагрузке. Спортсменов, занимающихся силовыми видами спорта, и бодибилдеров, конечно же, интересует проблема роста объёма мышц.
Гипертрофия мышц – это следствие регулярного осуществления анаэробной работы. Основными стимулами роста мышц служат:
- нагрузка, т.к. благодаря ей происходит гипертрофия вне зависимости от активности анаболических стероидов;
- стимуляция производства протеина – главный фактор роста объёма мышц;
- активация встраивания аминокислот в мышечные протеины;
- работа мышц, активирующая включение аминокислот в мышечную ткань;
- укрупнение волокон и увеличение в них количества растворимых протеинов и коллагена.
Рост мышц крайне важен для осуществления кратковременной взрывной работы. Вероятно, это обусловлено тем, что концентрация креатинфосфорной кислоты в мышечных клетках человека не может превысить определенный предел. Т.о. гипертрофия мышц приводит к росту общего количества этого источника энергии в мышечной ткани, и росту способности к выдержке максимально интенсивной нагрузки.
Созданная классификация зон мощности активно используется в спорте и в физической культуре. Данная классификация была создана, опираясь на исследования мировых рекордов по бегу среди мужчин.
Диаграмма отношения скорости и времени делится на 4 зоны, именуемые зонами относительной мощности.
1-я зона отличается наибольшей мощностью, где продолжительность усилия не превышает 30 секунд и ограничивается запасом фосфатов-макроэргов в клетках мышечной ткани, особенно креатинфосфорной кислоты.
2-я зона характеризует средние дистанции, при которых продолжительность нагрузки не превышает 5 минут, а энергия получается путём анаэробного гликолиза.
3-я зона – зона высокой мощности, характеризующая бегунов на дальние дистанции с продолжительностью работы в 25-35 минут. Этой зоне соответствует смешанное получение энергии, которое осуществляется с участием и без участия кислорода.
4-я зона – зона средней мощности – характеризует бегунов на сверхдальние дистанции с продолжительностью работы в 2-7 часов. Получение энергии осуществляется без участия кислорода.
Прогресс в мировых рекордах среди мужчин в третьей и четвертой зонах более заметен, чем в первой и второй зонах. За последние полвека показатели мировых рекордов существенно выросли: в спринте – на 5%, в беге на дальние дистанции – на 25%. Также обнаружено, что разница в выносливости женщин и мужчин тем выше, чем меньше интенсивность нагрузки (скорость бега).
В основном прогресс в области мировых рекордов достигается сочетанием правильно выстроенной тактики тренировок, сбалансированного спортивного питания и здорового образа жизни спортсмена.