Биохимические механизмы адаптации к мышечной работе

Спортивная тренировка – педагогический процесс, в ходе которого тренер использует свои умения и навыки для того, чтобы вызвать активную адаптацию организма спортсмена к напряженной и специфической мышечной деятельности [11;64].

Адаптация к мышечной работе – это структурно-функциональная перестройка организма, позволяющая спортсмену выполнять физические нагрузки большей мощности и продолжительности, развивать более высокие мышечные усилия по сравнению с нетренированным человеком.

Физиологические и биохимические механизмы адаптации к мышечной работе базируются на генетических и средовых факторах.

Генетические (врожденные) факторы (тип телосложения, особенности обмена веществ, тип нервной системы, архитектура мышц: длина саркомера, соотношение быстрых и медленных волокон) составляют основу генотипической адаптации. Эти особенности необходимо учитывать при отборе для занятий отдельными видами спорта.

Систематические тренировки, относящиеся к факторам внешней среды, совершенствуют индивидуальные адаптационные механизмы, вызывая прирост их показателей. Такой вид адаптации называется фенотипической.

Адаптация биохимических механизмов организма человека к воздействию физических нагрузок подчиняется общебиологическим закономерностям и носит фазный характер. Во временном аспекте и по особенностям изменений в обмене веществ адаптацию делят на срочную и долговременную [6,72].

Под срочной адаптацией понимают ответную реакцию организма на однократную нагрузку, которая реализуется на основе уже готовых, т.е. ранее сформированных биохимических механизмов. С началом мышечной работы повышается тонус симпатического отдела вегетативной нервной системы, увеличивается выброс в кровь стрессорных гормонов, повышается скорость кровотока и легочная вентиляция. Мышцы и другие органы получают больше кислорода и энергетических веществ. В обмене веществ начинают преобладать катаболические реакции, активирующие ресинтез АТФ. Мышцы получают больше энергии. В мышцах и в организме, в целом, повышается концентрация продуктов энергетического обмена (АДФ, креатина, пировиноградной, молочной, янтарной, жирных кислот, кетоновых тел, СО2, аммиака, мочевины и др. веществ), изменяются кислотно-щелочной и вводно-солевой баланс. В свою очередь, метаболиты вносят определенную коррекцию в регуляцию биохимических процессов, происходящих в различных тканях и органах. Организм готов к выполнению определенной мышечной работы [6;73].

Если подобного характера нагрузка не будет повторяться, изменения, возникшие во время ее выполнения и после окончания, исчезают полностью.

Долговременная адаптация предназначена для подготовки организма к выполнению последующих нагрузок и охватывает период в промежутках отдыха между тренировками. Она формирует в организме структурные и функциональные изменения, улучшающие реализацию механизмов срочной адаптации, готовит к выполнению последующих физических нагрузок в оптимальном режиме. [16;352].

В тренировочном процессе срочная и долговременная адаптация взаимосвязаны и постепенно повышают работоспособность спортсмена

Фазовому характеру процессов адаптации соответствуют три разновидности тренировочного эффекта: срочный, отставленный и кумулятивный.

Срочный тренировочный эффект отражает биохимические сдвиги в организме спортсмена во время работы и в период срочного восстановления. Во время работы усиливается мобилизация и эффективное использование энергетических веществ, активно накапливаются метаболиты, а период отдыха - повышается потребление кислорода, быстрее устраняется ацидоз, уменьшается время подготовки организма к биологическим синтезам.

Отставленный тренировочный эффект – включает биохимические изменения в организме спортсмена в период отставленного восстановления и направлен, в основном, на суперкомпенсацию веществ, истраченных во время работы, на восстановление ферментных и гормональных систем.

Кумулятивный тренировочный эффект (накопительный) возникает в процессе длительных систематических тренировок и отражает прирост показателей срочного и отставленного эффектов. Выражается в приросте показателей работоспособности и улучшении спортивных достижений.

Основу формирования адаптационных сдвигов в процессе тренировки организма составляют следующие биологические закономерности:

- принцип сверхотягощения;

- обратимость адаптации;

- специфичность адаптации;

- последовательность биохимических изменений;

- цикличность адаптационных сдвигов.

Принцип сверхотягощения. Адаптационные изменения способны вызвать только физические упражнения достигающие стрессового уровня. Они, как правило, находятся в пределах 50-60\% от индивидуальной величины МПК, вызывают глубокие функциональные изменения в организме во время работы и ведут к более выраженной суперкомпенсации в период отдыха. Нагрузки большей интенсивности способны привести к исчерпанию резервов организма и невозможности полноценного восстановления. Возникает срыв адаптации – дезадаптация или перетренировка. Последняя возникает при длительном перенапряжении и приводит, прежде всего, к нарушениям в азотистом обмене. Это проявляется в преобладании реакции расщепления белков над их биосинтезом, о чем свидетельствует высокий уровень мочевины и билирубина (накапливается при распаде эритроцитов) в крови. В мышцах уменьшается количество сократительных белков, белков - ферментов, глутамина, витамина С, гликогена; в крови - количество эритроцитов [6;78].

В энергетическом обмене, в первую очередь, страдают аэробные пути ресинтеза АТФ, и поэтому даже в покое доля гликолиза увеличивается. Далее снижаются возможности анаэробных путей ресинтеза АТФ, и среди них нарастает вклад миокиназной реакции. Организм работает неэкономно, теряет вес, снижается сила и выносливость. Повышается выделение гормонов с мочой.

Основу перетренировки все же составляют нарушения в деятельности ЦНС, которые, постепенно увеличиваясь, вызывают апатию, нежелание тренироваться.

Таким образом, для формирования адаптации к мышечной работе необходимо использовать нагрузки, превышающие пороговый уровень, при обязательном условии, что увеличивать их объем и интенсивность можно только постепенно.

Обратимость адаптации. После мышечной работы, выполняемой до утомления, в восстановительном периоде обязательно отмечается фаза суперкомпенсации. При систематических тренировочных занятиях, с учетом фазы суперкомпенсации от предыдущей работы, адаптационные сдвиги в организме спортсмена увеличиваются. При прекращении занятиями спортом, снижении тренировочных нагрузок или длительном перерыве адаптационные сдвиги постепенно уменьшаются. Наступает растренированность [16;357].

Обратимость адаптации - биологическое приспособление, сформированное в процессе эволюции и позволяющее «стирать» изменения, вызванные тренировочной нагрузкой и высвобождать ресурсы организма для формирования новых адаптации.

Специфичность адаптации. Адаптационные сдвиги, возникающие в организме спортсмена, в значительной мере зависят от характера выполняемой мышечной работы. Скоростно-силовые упражнения вызывают изменения в белых мышечных волокнах (увеличивается количество сократительных белков и белков саркоплазматического ретикулума, креатинфосфата, гликогена, повышается производительность анаэробных путей ресинтеза АТФ), возрастает буферная емкость тканей и возможность организма противостоять ацидозу. Рост тренированности сопровождается увеличением кислородного долга при выполнении соревновательных нагрузок. Длительная работа в аэробных условиях приводит к значительным изменениям в красных мышечных волокнах (увеличивается количество белков саркоплазмы, миоглобина, митохондрий, увеличивается производительность аэробных путей ресинтеза АТФ), легких, сердца, печени, крови, эндокринных желез. Рост тренированности сопровождается снижением величины кислородного долга при выполнении соревновательных нагрузок. Следовательно, тренировочные занятия следует проводить с применением специфических для каждого вида спорта нагрузок.

Однако, регулярные занятия любым видом спорта ведут к росту физической работоспособности, совершенствованию двигательных качеств, вегетативных и регуляторных систем, укреплению здоровья.

Последовательность биохимических изменений. Адаптационные изменения в организме спортсмена, возникающие в процессе тренировок, подчиняются принципу гетерохронности.

Срочный тренировочный эффект, в первую очередь, приводит к изменениям со стороны алактатной анаэробной системы, затем - анаэробного гликолиза, и в последнюю очередь - со стороны процессов окислительного фосфорилирования. Поэтому после нагрузки, в первую очередь, будет суперкомпенсироваться креатинфосфат в мышцах, затем гликоген, липиды и белки.

При возникновении кумулятивного тренировочного эффекта в первую очередь увеличивается количество гликогена в организме и возрастает аэробная работоспособность. Для этого достаточно несколько месяцев. Повышение эффективности гликолитического механизма требует более длительного времени и связано:

- с количеством гликогена в мышцах;

- активностью ферментов гликолиза;

- повышением резистентности организма к ацидозу.

Для повышения производительности алактатной системы энергообеспечения, лежащей в основе максимальной силы и быстроты, необходимо повышение количества креатинфосфата и активности креатинкиназы в мышцах. Это требует годы тренировок, причем достигнутые результаты быстро убывают при растренировке.

Цикличность адаптационных изменений. Для формирования адаптации к мышечной работе периоды интенсивных тренировок чередуются с периодами отдыха или тренировок с использованием нагрузок меньшей интенсивности и объема [16;359].

Цикличность адаптационных изменений послужила поводом для выделения в структуре спортивной тренировки микро-, мезо- и макроциклов.

Таким образом, последовательная смена биохимических изменений в определенные циклы спортивной тренировки обеспечивает непрерывное повышение физической работоспособности с постепенным приближением к индивидуальному пределу у данного спортсмена. Характер и степень этих изменений зависят как от методики тренировочных занятий, так и от генетических особенностей организма спортсмена. В результате взаимодействий умений и навыков педагога-тренера и возможностей организма спортсмена совершенствуются различные физические качества.

Дата добавления: 2015-07-26