Биохимические изменения, вызывающие утомление при выполнении упражнений зоны большой и умеренной мощности

Причины утомления при выполнении длительной мышечной работы более многообразны, чем при упражнениях зоны максимальной и субмаксимальной мощности. К ним относятся изменения, связанные с деятельностью механизмов энергетического обеспечения работы, нарушениями белкового обмена, изменениями водно-солевого баланса организма и гормональной деятельности. Изменения, связанные с деятельностью механизмов энергетического обеспечения работы, связаны со снижением содержания энергетических субстратов, в первую очередь, гликогена в мышцах и печени, а также повышением содержания в крови продуктов мобилизации жиров из депо. Снижение содержания гликогена в печени сопровождается соответствующим снижением глюкозы в крови. Поскольку глюкоза - основной источник энергии для мозговых клеток, это может привести к нарушению их деятельности и падению работоспособности. Именно поэтому на длинных дистанциях лыжных и велосипедных гонок, марафонского бега организуются питательные пункты, где участникам предлагаются напитки, содержащие в качестве главного компонента быстроусвояемые углеводы.

Существенное влияние на работоспособность при длительной работе может оказывать рассогласование процессов распада и синтеза белков, которое в этом случае значительно более выражено, чем при упражнениях зоны субмаксимальной мощности. С одной стороны, это приводит к снижению содержания важных для обеспечения работы белков (ферментов, структурных), с другой – к накоплению в организме продуктов белкового метаболизма, в частности, мочевины, мочевой кислоты и др. Эти изменения белкового обмена особенно заметно отражаются на энергетическом обеспечении работы, снижая продукцию энергии за счет аэробного окисления. Механизм этого снижения связан как с уменьшением количества ферментов аэробного обмена, так и нарушением сопряженности окисления с ресинтезом АТФ под влиянием повышенных концентраций продуктов белкового обмена. Подобные изменения характерны как для мышечной ткани, так и для мозговых тканей.

К числу факторов, вызывающих утомление при длительной работе, можно также отнести накопление образующихся в печени промежуточных продуктов липидного обмена: ацетоуксусной, β-гидроксибутирата и ацетона. Ацетоуксусная и β-гидроксибутират являются нормальными продуктами липидного обмена, они извлекаются из крови мышцами и другими тканями и используются ими в качестве источника энергии. Негативное воздействие на организм оказывают только их высокие концентрации. Появление же заметных количеств ацетона можно рассматривать как нарушение липидного обмена и его воздействие на организм нельзя отнести к благоприятным.

Длительные напряженные физические упражнения сопровождаются значительными потерями воды и минеральных соединений. Так, потери воды у лыжников, велосипедистов, бегунов-марафонцев могут достигать 3-х и более литров. Такие потери и перераспределение воды и минеральных веществ в организме, возникающее при длительной работе, заметно отражается на его состоянии и может нарушить протекание обменных процессов, их регуляцию. Не менее существенное отрицательное влияние оказывает потеря и перераспределение между разными тканями минеральных соединений.

К числу факторов утомления при длительной работе следует также отнести изменения в деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, изменения в регуляции их деятельности. Причиной этих изменений могут быть изменения в самих органах, дыхательных мышцах, кровеносных сосудах, а также в нервных центрах, управляющих деятельностью указанных систем.

Биохимические изменения, происходящие при выполнении упражнений зоны большой и зоны умеренной мощности, имеют некоторые специфические отличия. Упражнения зоны большой мощности вызывают в организме изменения, характерные как для упражнений зоны умеренной мощности, так и для упражнений зоны субмаксимальной мощности, но они менее выражены. Возникающее при такой работе утомление определяется не столько глубиной сдвигов, сколько их многообразием.

Таким образом, можно констатировать, что биохимические изменения, возникающие в организме при мышечной работе и приводящие к снижению работоспособности, отличаются большим многообразием. Характер, глубина этих изменений зависит от особенностей работы, в первую очередь, от ее мощности и продолжительности. Современный уровень знаний не позволяет выделить какой либо один фактор как главную причину утомления и рассматривает утомление как результат комплексного воздействия всех происходящих при работе изменений.

Необходимо подчеркнуть, что первопричиной большинства происходящих при работе биохимических изменений как на периферии, так и в ЦНС, является деятельность механизмов энергетического обеспечения. Многие из происходящих изменений связаны с тем, что возможности различных путей ресинтеза АТФ ограничены. Именно это является одной из главных причин накопления в организме многих метаболитов, нарушения синтеза белка и других изменений.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Что понимается под утомлением? Какую роль играет утомление при мышечной работе?

2. Каковы современные представления о природе и механизмах физического утомления?

3. Какие биохимические изменения на уровне работающих мышц, крови, ЦНС, могут привести к наступлению утомления?

4. Каково соотношение «центральных» и «периферических» биохимических изменений в развитии утомления?

5. В чем проявляется специфичность биохимических изменений, вызывающих утомление при разной мышечной работе?

6. Охарактеризуйте биохимические изменения, которые могут быть причиной утомления при выполнении упражнений максимальной мощности?

7. Охарактеризуйте биохимические изменения, которые могут быть причиной утомления при выполнении упражнений субмаксинальной мощности?

8. Охарактеризуйте биохимические изменения, которые могут быть причиной утомления при выполнении упражнений большой и умеренной мощности?

9. Дайте характеристику биохимических изменений, приводящих к утомлению при выполнении упражнений, специфических для избранного вида физкультурно – спортивной деятельности.