🗊Презентация Биохимические и биоэнергетические аспекты спортивной работоспособности

БИОХИМИЧЕСКИЕ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СПОРТИВНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ Тамбовцева Р.В. д.б.н., профессор РГУФКСМиТ (ГЦОЛИФК)

ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ – это интегральная психофизическая характеристика организма, отражающая свойства скелетных мышц, вегетативное, субстратное и энергетическое обеспечение, нервную и гуморальную регуляцию, а также нервно-психические свойства и мотивацию индивидуума, количественно выражающаяся в величине объема и (или) интенсивности (мощности, скорости) произведенной работы

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ Биоэнергетические возможности человека (аэробные и анаэробные) Нейромышечные (мышечная сила и техника выполнения упражнения) Психологические (мотивация и тактика ведения спортивного состязания

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА Мышечная сила и биоэнергетические возможности составляют группу факторов потенций Техника, тактика и психическая подготовка объединяются в группу факторов производительности, которые определяют степень реализации факторов потенций в конкретных условиях избранного вида деятельности. Рациональная техника выполнения упражнений позволяет в большей степени и более эффективно реализовывать силовые и биоэнергетические возможности в каждом цикле движения или в отдельных его элементах. Совершенная тактика ведения соревновательной борьбы позволяет лучше реализовывать силовые и биоэнергетические потенции в ходе спортивного соревнования.

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ Важная роль факторов производительности заключается в том, что в конкретных условиях избранного вида деятельности силовые и биоэнергетические потенции могут проявиться в полной мере. Эти потенции могут оказаться недоступными для использования, если человек не обладает необходимыми двигательными навыками или недостаточно мотивирован на выполнение поставленного задания.

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ В проявлениях мышечной силы и мощности определяющее значение имеют структурная организация и ферментативные свойства сократительных белков. Величина усилия, развиваемого мышцей в процессе сокращения, пропорциональна числу поперечных соединений (спаек) между актиновыми и миозиновыми нитями в миофибриллах. Потенциально возможное число этих соединений и величина максимального проявления мышечной силы зависят от содержания актина и длины миозиновых нитей в пределах каждого саркомера, входящего в состав миофибрилл. Длина саркомера или степень полимеризации миозина в толстых нитях миофибрилл – это генетически обусловленный фактор, то есть не изменяется в процессе индивидуального развития и под влиянием тренировки, однако влияет на проявление двигательных качеств. Содержание в мышцах белка актина существенно изменяется в процессе индивидуального развития и в процессе тренировки.

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА Отдельные мышцы части тела окружены соединительной тканью и имеет сложное морфологическое строение. Каждая мышца состоит из пучка мышечных волокон, которые содержат многочисленные сократительные нити – миофибриллы.

СТРОЕНИЕ МИОФИБРИЛЛЫ И САРКОМЕРА

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ В скелетных мышцах человека быстро- и медленносокращающиеся мышечные волокна находятся в разных соотношениях. Изменение содержания отдельных типов волокон в различных мышцах непосредственно влияет на функциональные свойства мышц. Быстро-и медленносокращающиеся волокна входят в состав двигательных единиц, которые различаются по порогу раздражения При низких частотах раздражения в упражнениях умеренной интенсивности в работу вовлекаются в основном медленные двигательные единицы. С ростом интенсивности упражнения, когда частота раздражения превышает пороговое значение для быстрых двигательных единиц, повышение производительности работы все больше зависит от участия быстросокращающихся мышечных волокон: чем больше процент быстросокращающихся мышечных волокон в составе скелетной мышцы, тем выше ее скоростно-силовые характеристики.

МЫШЕЧНЫЕ ВОЛОКНА СПРИНТЕРА

МЫШЕЧНЫЕ ВОЛОКНА СТАЙЕРА

Изменение длины саркомера и развития напряжения в результате суммирования образовавшихся спаек в процессе сокращения

ОСНОВНЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, обеспечивающие сокращение мышц

РЕКРУТИРОВАНИЕ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН В РАБОТУ

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ Наиболее важными факторами, лимитирующими физическую работоспособность человека, являются его биоэнергетические возможности. Выполнение любого вида работы связано с затратами энергии.

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ТРИ ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА Алактатная анаэробная способность, связанная с процессами анаэробного расщепления АТФ и КрФ в работающих мышцах. Гликолитическая анаэробная способность, отражающая возможность усиления при работе анаэробного гликолитического процесса, в ходе которого происходит накопление молочной кислоты в организме. Аэробная способность, связанная с возможностью выполнения работы за счет усиления аэробных процессов в тканях при одновременном увеличении доставки и утилизации кислорода к работающим мышцам.

МЕХАНИЗМЫ РЕСИНТЕЗА АТФ

Критерии оценки механизмов энергообеспечения мышечной деятельности

Последовательность и вклад механизмов анаэробного и аэробного энергообразования в энергетику различных упражнений

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ Метаболическая производительность каждого из источников энергии характеризуется количественными критериями: мощность, емкость, эффективность.

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ КРИТЕРИЙ МОЩНОСТИ – оценивает скорость преобразования энергии в данном процессе. КРИТЕРИЙ ЕМКОСТИ – отражает общие запасы энергетических веществ КРИТЕРИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ – это соотношение между энергией, затраченной на ресинтез АТФ и общим количеством энергии, выделенной в ходе данного процесса.

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ Наибольшая скорость энергопродукции, соответствующая максимальной мощности алактатного анаэробного процесса , достигается при выполнении упражнений продолжительностью до 10 секунд и составляет у высококвалифицированных спортсменов около 3000 Дж.кг-1.мин-1. Максимальная скорость гликолитического анаэробного процесса достигается при выполнении упражнений, предельная длительность которых около 30 с. и составляет 2400 Дж.кг-1.мин.-1. Максимальная мощность аэробного процесса достигается в упражнениях, предельная длительность которых не менее 2-3 мин, и составляет 1200 Дж.кг-1.мин-1. Значения максимальной мощности аэробного гликолитического и алактатного процессов соотносятся как 1:2:3. Мощность гликолитического и алактатного анаэробных процессов быстро снижается с увеличением длительности упражнения. Связано это с относительно небольшими значениями их энергетической емкости. Аэробный процесс по емкости во много раз превосходит алактатный и гликолитический анаэробные процессы, так как энергетические субстраты для процессов окисления в митохондриях скелетных мышц включают не только внутримышечные запасы углеводов и жиров, но и глюкозу, жирные кислоты и глицерин крови, запасы гликогена в печени и резервные жиры различных тканей организма. Емкость аэробного процесса в 10 раз больше емкости анаэробного гликолиза и в 100 раз больше емкости алактатного анаэробного процесса.

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ Наибольшая эффективность преобразования энергии, достигающая 80 % , установлена для алактатного анаэробного процесса , наименьшая (14%) – в анаэробном гликолизе. В аэробном процессе метаболическая эффективность составляет 60%

Энергетические критерии физической работоспособности спортсменов

Влияние биоэнергетических факторов на работоспособность спортсменов

ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ В каждом виде спорта существуют свои «ведущие» биоэнергетические факторы, которые оказывают определяющее влияние на уровень спортивных достижений Пример: плавание, бег на длинные дистанции и лыжные гонки зависят от аэробной мощности, аэробной емкости и гликолитической анаэробной емкости. Скоростной бег на коньках – аэробная эффективности и гликолитическая анаэробная емкость. Плавание – аэробная и алактатная анаэробная мощность. Баскетбол – гликолитическая анаэробная емкость и аэробная эффективность.

Показатели мощности (а) и емкости (б) и анаэробного процессов у спортсменов различных специализаций

ВЛИЯНИЕ ТРЕНИРОВКИ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СПОРТСМЕНОВ Биоэнергетические факторы спортивной работоспособности могут заметно улучшиться в процессе тренировки. Пример: В процессе многолетней тренировки юных пловцов наиболее значительные и быстро нарастающие сдвиги в процессе тренировки, достигающие 80-90% исходного значения , наблюдаются в показателе МПК . Менее выраженные, не превышающие 50% исходного значения – в показателях «избыточного» выделения СО2 и максимальной анаэробной мощности. Наименьшие темпы прироста – в показателях максимального накопления молочной кислоты в крови и ПАНО. Данная картина изменений биоэнергетических показателей в ходе тренировки отражает общую закономерность развития долговременной адаптации: На начальных этапах улучшаются показатели мощности Затем, показатели биоэнергетической емкости На заключительном этапе – показатели биоэнергетической эффективности. После прекращения тренировки процесс деадаптации развивается в обратном порядке: Прежде всего снижаются показатели биоэнергетической эффективности Затем – биоэнергетической емкости В последнюю очередь – показатели мощности биоэнергетических процессов.

ВЛИЯНИЕ ТРЕНИРОВКИ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СПОРТСМЕНОВ При направленной тренировке наибольшие темпы развития и длительность поддержания максимального уровня характерно для биоэнергетических показателей , определяющих выносливость Значительно медленнее поддаются воздействию тренировки и удерживаются более короткое время на максимальном уровне биохимические и физиологические показатели, составляющие основу скоростной или анаэробной выносливости и скоростно-силовых качеств человека, что подтверждает улучшение биоэнергетических критериев у спортсменов разного класса. Тренируемость отдельных биоэнергетических параметров выражена в разной степени. У начинающих спортсменов, тренирующихся в видах спорта, где требуется значительное проявление выносливости, МПК составляет 40-45 мл.кг-1.мин-1, в то время как у выдающихся спортсменов – 80-90 мл.кг-1.мин.-1. Под влиянием систематической многолетней тренировки показатели аэробной мощности улучшаются в 2 раза, а показатель аэробной емкости может улучшиться более чем в 4 раза.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ