Механизмы энергообеспечения при мышечной работе > Русский спорт - научная база
Русский спорт - научная база    


Механизмы энергообеспечения при мышечной работе

Механизмы энергообеспечения при мышечной работе

Любая мышечная работа требует энергии. Механическую энергию, затрачиваемую при напряжении мышца, берёт из собственных резервов химической энергии. Энергия, которая освобождается в результате сложных биохимических реакций, доставляется к тонким белковым нитям (мышечным волокнам), заставляет их менять своё положение, соединяться друг с другом и укорачиваться. Тем самым мышца, укорачиваясь, производит движение в суставе.

Энергия, необходимая для мышечной работы, образующаяся в результате биохимических реакций, основана на использовании трёх видов энергообразования: 1) аэробного, 2) анаэробно-гликолитического, 3) анаэробно-алактатного. Биоэнергетическими веществами (топливом) при выполнении мышечной работы являются углеводы, жиры и креатинфосфат. Белки необходимы организму, прежде всего как строительный материал для новых клеток.

Питательные вещества, проходя через желудочно-кишечный тpaкт, всасываются кровью и направляются дальше в «складские помещения». Жиры, которые могут быть рассмотрены как «низкоактановое топливо», откладываются преимущественно в подкожных тканях, Углеводы (гликоген) – высокоактановое топливо, накапливаются в мышцах и печени.

Если мощность выполняемой работы небольшая (умеренная), то энергия для работающих мышц образуется путём сгорания (окисления) углеводов и жиров при помощи вдыхаемого кислорода. В результате сгорания выделяется энергия, необходимая для работающих мышц и образуются побочные продукты – углекислый газ и вода.

Если мощность работы будет гораздо выше (большая или субмаксимальная), то энергии, выделяемой при сгорании углеводов (гликогена) будет не хватать и поэтому энергия, необходимая для такой работы образуется путём расщепления гликогена (без участия кислорода). Можно сказать, что в мышце имеется два механизма биохимических реакций – сгорания и расщепления. 

Механизм сгорания (окисления)

Механизм сгорания углеводов и жиров можно назвать как аэробный процесс энергообразования (аэробный – с участием кислорода). Развёртывание аэробных процессов происходит постепенно, максимума этот процесс достигает через 1 -2 минуты после начала работы. Происходит полное сгорание углеводов и жиров, при котором образуется энергия, углекислый газ со2 и вода н2о, которые оттрaнcпортировываются кровью.

Углеводы и жиры + кислород → сгорание = энергия + углекислый газ + вода.

Для того чтобы происходило сгорание (окисление), помимо «топлива» (углеводов и жиров) мышцы и ткани должны всё время снабжаться кислородом и освобождаться от продуктов «распада» (воды и углекислого газа). Tрaнcпортировка этих веществ осуществляется кровью. Чем больше кислорода получают мышцы, тем больше энергии может образовываться и тем более интенсивную работу можно выполнить. Поэтому аэробные возможности лимитируются дыхательной и сердечно-сосудистой системами. Утомление наступает, когда кончается «топливо». При соблюдении этих условий мышечная среда остаётся постоянной и можно работать 2-3 часа и более. Механизм сгорания (окисления) – доминирующий источник энергии при длительной малоинтенсивной и умеренной интенсивности работе (а также в покое).

Таблица №2. Зависимость между продолжительностью соревновательной дистанции и функциональной активностью различных систем организма, хаpaктеризующих аэробные возможности.

Продолжительность соревновательной дистанции. Функциональная активность различных систем организма.
До 3 мин. Мощность максимального потрeбления кислорода (МПК).
От 3 до 5 мин. Удержание мощности МПК.
От 5 до 10 мин. Ёмкость МПК.
До 20-25 мин. Мощность порога анаэробного обмена (ПАНО).
Свыше 30 мин. Ёмкость ПАНО.

Механизм расщепления (анаэробный – без участия кислорода).

Механизм расщепления биоэнергетических веществ в человеческом организме происходит двумя путями: 1) расщепление гликогена, находящегося в мышцах – анаэробно-гликолитический механизм; 2) расщепление креатинфосфата (КрФ), так же находящегося в мышце – анаэробно-алактатный механизм.

Анаэробно – гликолитический механизм. Освобождение энергии происходит за счёт мгновенного расщепления содержащегося в мышце гликогена (более сложной формы углеводов).

Гликоген → расщепление = Энергия + молочная кислота (лактат).

Этот механизм даёт гораздо больше энергии в единицу времени, чем аэробный механизм и используется при выполнении работы субмаксимальной мощности, с продолжительностью отдельного упражнения от 30 секунд до 2-3 минут. Преимущество этого механизма, который можно сравнить с разрядкой электрической батареи, состоит в том, что он заключается в самой мышце и используется мгновенно. Недостаток же заключается в том, что в работающих мышцах накапливается большое количество молочной кислоты и им становится трудно справляться с воздействием кислой среды.

Таблица №3. Зависимость между продолжительностью соревновательной дистанции и функциональной активностью различных систем организма, хаpaктеризующих анаэробно-гликолитические возможности.

Продолжительность соревновательной дистанции. Функциональная активность различных систем организма.
30-40 секунд. Мощность гликолиза.
60 секунд. Удержание мощности гликолиза.
От 2 мин. до 3 мин. Ёмкость гликолиза.

Анаэробно-алактатный механизм.

Для выполнения упражнений с максимальной скоростью (мощностью) необходим механизм, выделяющий наибольшее количество энергии в единицу времени, но действующий кратковременно (не более 15-20 секунд). Таким механизмом и является анаэробно-алактатный (креатинфосфатный).

Креатинфосфат (КрФ) → расщепление = Энергия + Креатин (Кр.).

Таблица №4. Зависимость между продолжительностью соревновательной дистанции и функциональной активностью различных систем организма, хаpaктеризующих анаэробно-алактатные возможности.

Продолжительность соревновательной дистанции. Функциональная активность различных систем организма.
До 4 секунд. Мощность креатинфосфатного механизма.
До 7 секунд. Ёмкость КрФ механизма.
13 -15 секунд. Ёмкость КрФ механизма + нарастание мощности гликолиза.

Раздел статьи: Теория и методика физической культуры


Пищеварение в 12-перстной кишке

Пищеварение в 12-перстной кишке  Поэтому пища здесь не задерживается и, основные процессы пищеварения происходят в нижележащих отделах кишечника...

20 02 2024 22:36:46

Гигиена воздушной среды

Гигиена воздушной среды  Воздух разбавляет до безопасных концентраций ряда химических загрязнителей...

19 02 2024 3:13:19

Соревновательный период

Соревновательный период  В главных соревнованиях спортсмен должен находиться в состоянии спортивной формы, то есть в готовности показать свой максимальный результат, победить или занять возможно более высокое место...

18 02 2024 11:34:32

Пигментный обмен и печень

Пигментный обмен и печень  И образуется зеленый биливердин...

17 02 2024 8:13:20

Гигиена воды

Гигиена воды  Организм человека на 65-70 % состоит из воды...

16 02 2024 17:37:22

Контроль за соревновательными воздействиями

Контроль за соревновательными воздействиями  Так, например, некоторые специалисты считают, что спортсмен находится в состоянии спортивной формы до тех пор, пока колебания его результатов в соревнованиях лежат в зоне 2-3%...

15 02 2024 23:25:54

Органолептические свойства воды

Органолептические свойства воды  Прозрачность должна быть не менее 30см, а воды плавательных бассейнов -20 см...

14 02 2024 18:14:52

Локомоторные движения

Локомоторные движения  У всех локомоторных движений общая двигательная задача – усилиями мышц передвигать тело человека относительно опоры или среды...

13 02 2024 9:22:21

Методы обучения

Методы обучения  Классификации методов обучения 1...

11 02 2024 12:27:55

Минералы и микроэлементы

Минералы и микроэлементы  Микроэлементы входящие в состав организма называют биогенными...

10 02 2024 16:24:15

Гипофиз

Гипофиз  Различают 2 доли гипофиза - аденогипофиз и нейрогипофиз...

09 02 2024 13:32:36

Быстрота

Быстрота  • Время двигательной реакции – латентный (скрытый) период простой( без выбора) и сложной (с выбором) сенсомоторной реакции, реакции на движущийся объект(РДО)• Максимальный темп движенийОценка времени двигательной реакции (ВДР) производится от момента подачи сигнала до ответного действия...

08 02 2024 9:40:51

План конспект игры «Совушка» |

План конспект игры «Совушка» | > Перестроение. ...

07 02 2024 2:54:18

Структура координационных способностей

Структура координационных способностей  Способность к овладению новыми движениями особенно важна в сложнокоординационных видах спорта, спортивных играх и единоборствах, то есть там, где двигательная деятельность хаpaктеризуется особенно большим разнообразием и повышенной координационной сложностью...

06 02 2024 22:30:45

Эмбриогенез, границы, камеры сердца

Эмбриогенез, границы, камеры сердца  Располагается сердце между легкими, в средостении...

03 02 2024 11:41:31

Взаимосвязь нагрузок с внешней и внутренней стороны

Взаимосвязь нагрузок с внешней и внутренней стороны  Так, при выполнении работы, но в различных функциональных состояниях (недовосстановление, восстановление, сверхвосстановление) приводит к различным реакциям функциональных систем организма...

02 02 2024 1:45:10

Особенности методики физического воспитания

Особенности методики физического воспитания  Для младшего школьного возраста ведущими на уроке являются задачи совершенствования естественных двигательных действий (ходьбы, бега, прыжков, метаний, лазаний и т...

01 02 2024 7:20:46

Документы о правах детей и образовании

Документы о правах детей и образовании  Одним из первых актов созданной в1945 г...

31 01 2024 3:15:25

Цели педагогического процесса

Цели педагогического процесса  Общественные цели – цели различных слоев населения, отражающие потребности, интересы и запросы по профессиональной подготовке...

30 01 2024 8:24:36

Дыхательные тесты

Дыхательные тесты  В условиях максимальной нагрузки ЧД возрастает до 40-60 в 1 минуту...

29 01 2024 14:36:30

Пищеварительные ферменты и их действие (таблица)

Пищеварительные ферменты и их действие (таблица)  0 Казеиноген молока казеин Желудочный сок Пепсиноген желудок 2...

28 01 2024 17:43:26

Хаpaктеристика основных документов планирования в физическом воспитании и спорте

Хаpaктеристика основных документов планирования  в физическом воспитании и спорте  Вместе с тем каждый документ имеет своё назначение в системе планирования, выполняет определённую функцию...

27 01 2024 12:18:45

Эндокринные функции поджелудочной железы

Эндокринные функции поджелудочной железы  Глюкагон вызывает расщепление гликогена в печени и выход в кровь глюкозы, а также стимулирует расщепление жиров в печени и жировой ткани...

25 01 2024 16:32:52

Постепенность увеличения нагрузок и тенденция к максимальным нагрузкам

Постепенность увеличения нагрузок  и тенденция к максимальным нагрузкам  Основные положения этого принципа раскрывает теория стресса, которую открыл Ганс Селье...

24 01 2024 3:25:41

Атмосферное давление

Атмосферное давление  Эти колебания не оказывают заметного влияния на здоровых людей...

23 01 2024 4:50:49

Биомеханическая хаpaктеристика гибкости

Биомеханическая хаpaктеристика гибкости  Если доступна большая амплитуда движений, значит мышцы-антагонисты легко растягиваются и оказывают меньшее сопротивление мышцам агонистам, сокращение которых обеспечивает выполнение упражнения...

22 01 2024 12:59:10

Текущее планирование

Текущее планирование  План включает следующие разделы: 1...

21 01 2024 0:41:54

Химический состав воды

Химический состав воды  Из них самые важные – вещества животного происхождения, поскольку именно они могут содержать различные патогенные микробы...

19 01 2024 22:28:16

Второй этап – этап предварительной базовой подготовки

Второй этап – этап предварительной базовой подготовки   Разносторонняя подготовка при относительно небольшом объеме специальных упражнений более перспективна для последующего спортивного совершенствования, чем узкоспециализированная тренировка...

18 01 2024 17:36:15

План конспект игры "Сумей догнать"

План конспект игры "Сумей догнать"  - воспитание смелости, честности, коллективизма, дисциплинированности...

17 01 2024 8:26:47

Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Вес тела

Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Вес тела  Вероятно, самой первой силой, существование которой осознал человек, являлась сила притяжения, действующая на тела со стороны Земли...

16 01 2024 9:31:53

Дозирование физических нагрузок

Дозирование физических нагрузок  Такие занятия пpaктически исключают опасность возникновения нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы...

15 01 2024 23:16:58

Общеподготовительные упражнения

Общеподготовительные упражнения  Специализированные средства (соревновательные и специально-подготовительные упражнения) с одной стороны оказывают более непосредственное влияние на повышение результатов...

14 01 2024 15:27:49

Методы педагогических исследований

Методы педагогических исследований  Можно говорить о системе методов педагогических исследований...

13 01 2024 4:53:26

Система педагогических наук и связь с другими науками |

Система педагогических наук и связь с другими науками | align="right"> Раздел статьи: Введение в педагогику ...

12 01 2024 6:11:34

Эпидемиологическое значение воды

Эпидемиологическое значение воды  К ним относятся: брюшной тиф, дизентерия, сальмонеллезы, холера, инфекционный гепатит, полиомиелит, туляремия, лептоспирозы...

11 01 2024 16:59:31

Педагогический контроль

Педагогический контроль  Педагогический контроль осуществляется тренером, преподавателем...

10 01 2024 22:21:39

Система образования в современной России |

Система образования в современной России | > Образовательные учреждения по своим организационно-правовым формам могут быть государственными, муниципальными, негосударственными (частными, учреждениями общественных и религиозных организаций (объединений). К образовательным относятся учреждения следующих типов: ...

09 01 2024 5:57:49

Первый этап отбора

Первый этап отбора  Критериями спортивной ориентации являются рекомендации учителя физической культуры, данные медицинского обследования, антропометрические измерения и их оценка с позиции перспективы...

08 01 2024 22:42:55

Общие социально-педагогические принципы системы физического воспитания

Общие социально-педагогические принципы  системы физического воспитания    Для этого необходим комплексный подход в решении задач нравственного, эстетического, физического, умственного и трудового воспитания...

07 01 2024 14:58:29

Сравнение структуры основных отделов пищеварительного тpaкта человека (таблица)

Сравнение структуры основных отделов пищеварительного тpaкта человека (таблица)   Мышечная пластинка слизистой оболочки Некоторое количество слизистых желез имеется Многочисленные желудочные железы имеется Кишечные и выраженные лимфатические сосуды имеется Трубчатые железы имеется Подслизистая оболочка...

05 01 2024 13:58:59

Педагогические конфликты. Поведение педагога в конфликтной ситуации

Педагогические конфликты. Поведение педагога в конфликтной ситуации  Конфликты могут быть конструктивные, направленные на развитие коллектива и улучшение качества работы, и деструктивные, направленные на удовлетворение только личных амбиций, притязаний, самоутверждение за счет других...

02 01 2024 18:14:34

Еще:
Спорт и здоровье -1 :: Спорт и здоровье -2 :: Спорт и здоровье -3 ::