Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимия спорта
Биохимические факторы спортивной работоспособности
Факторы, лимитирующие физическую работоспособность человека

Физическая работоспособность или способность вы­полнять определенный вид мышечной работы связана с наличием у человека определенных внутренних качеств или способностей (потенций), реализация которых поз­воляет успешно осуществлять заданные действия. Наи­более ярко и полно работоспособность проявляется в условиях спортивных соревнований. Спортсмену, для того чтобы добиться высоких результатов и победить в борьбе со столь же одаренными и работоспособными соперниками, необходимо овладеть всем арсеналом сложных двигательных навыков и в ходе многолетней подготовки достичь наивысшего уровня развития тех качеств, от которых зависит успех в избранном виде уп­ражнений.

Среди факторов, определяющих физическую рабо­тоспособность человека, есть такие, проявление кото­рых наблюдается во всех видах двигательной актив­ности человека (основные) или же только в конкрет­ном виде деятельности. Среди основных факторов, имеющих всеобщее значение, обычно выделяются следующие: 1 — биоэнергетические (аэробные и ана­эробные) возможности человека; 2 — нейромышечные (мышечная сила и техника выполнения упражнения): 3 — психологические (мотивация и тактика ведения спортивного состязания).

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 реализовать силовые и биоэнергетические потенции в хо­де спортивного соревнования или в его отдельных эпизодах.

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.

В проявлениях мышечной силы и мощности (в теории и практике спор­та эти физические качества обычно объединяются в понятии скоростно-си­ловой подготовленности спортсмена) определяющее значение имеют структурная организация и ферментативные свойства сократительных бел­ков мышц. Величина усилия, развиваемого мышцей в процессе сокраще­ния, пропорциональна числу поперечных соединений (спаек) между актиновыми и миозиновыми нитями в миофибриллах. Потенциально возможное число этих соединений, а следовательно, 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, т. е. не изменяется в процессе индивидуального развития и под влиянием тренировки, однако влияет на проявление двигательных качеств. Различные типы мышечных во­локон имеют разную длину саркомера. Содержание в мышцах белка актина существенно изменяется в процессе индивидуального развития и при тре­нировке. Этот показатель обнаруживает выраженные различия в мышечных волокнах разного типа и в мышцах различного функционального профиля.

В произвольных движениях человека развитие мышечного усилия про­исходит вместе с изменением скорости сокращения, и общий результат суммирования этих свойств выражается уровнем развиваемой мощности, величина которой в скелетных мышцах зависит от АТФ-азной активности миозина, существенно различающейся в мышечных волокна разного ти­па. В быстросокращающихся волокнах она более высокая по сравнению с медленносокращающимися волокнами.

В скелетных мышцах человека быстро- и медленносокращающиеся во­локна находятся в разных соотношениях. Изменение содержания отдель­ных типов волокон в различных мышцах непосредственно влияет на функ­циональные свойства мышц. Быстро- и медленносокращающиеся волок­а входят в состав разных двигательных единиц, которые различаются по раздражению. При низких частотах раздражения в упражнениях измеренной 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 быстросокращающихся мышечных волокон: чем больше процент быстросокращающихся мышечных волокон в составе скелетной мышцы, эм выше ее скоростно-силовые характеристики.

Наиболее важными факторами, лимитирующими физическую работо­способность человека, являются его биоэнергетические возможности. Выполнение любого вида работы связано с затратами энергии. Выше бы­ло показано (см. главу 15), что образование энергии в организме человека при мышечной работе осуществляется аэробным или анаэробным путем.

В зависимости от природы происходящих при выполнении мышечной работы биоэнергетических процессов принято выделять три основные функциональные особенности человека, определяющие его физическую работоспособность:

✵ алактатную анаэробную способность, связанную с процессами ана­эробного расщепления АТФ и КрФ в работающих мышцах;

✵ гликолитическую анаэробную способность, отражающую возмож­ность усиления при работе анаэробного гликолитического процесса, в хо­де которого происходит накопление молочной кислоты в организме;

✵ аэробную способность, связанную с возможностью выполнения ра­боты за счет усиления аэробных процессов в тканях при одновременном увеличении доставки и утилизации кислорода к работающим мышцам.

Метаболическая производительность каждого из отмеченных выше ис­точников энергии характеризуется такими количественными критериями, как мощность, емкость и эффективность.

Эти критерии могут быть представлены большим числом разнообраз­ных биохимических показателей, часть из которых характеризует биохими­ческие изменения в отдельных органах и тканях и поэтому имеет локаль­ное значение, а другая часть — свойства и способности всего организма.