Основы энергообеспечения мышечной деятельности Подготовила : врач спорт. медицины выс.кат. медицины выс.кат. Пахарукова М.А.

Основы энергообеспечения мышечной деятельности

Составление оптимальной тренировочной программы возможно только при хорошем знании принципов энергообеспечения. Установить оптимальную тренировочную интенсивность можно двумя способами: при помощи замеров уровня лактата (молочной кислоты) в крови или при помощи регистрации частоты сердечных сокращений (ЧСС). Используя оба или один из этих методов, спортсмены часто добиваются более высоких результатов даже при меньшем объеме и интенсивности тренировок.

Энергетические системы Во время мышечной деятельности АТФ распадается до аденозинфосфата (АДФ). В ходе этой реакции высвобождается энергия, которая непосредственно используется мышцами. АТФ > АДФ + энергия При интенсивной мышечной деятельности запасы АТФ расходуются в течение 2 с. Благодаря непрерывному восстановлению (ресинтезу) АТФ в организме поддерживается относительное постоянство этого вещества, что позволяет мышцам работать без остановки. Выделяют три основных системы ресинтеза АТФ: фосфатную, лактатную кислородную

Фосфатная система Фосфатный механизм ресинтеза АТФ включает использование имеющихся запасов АТФ в мышцах и быстрый ее ресинтез за счет креатинфосфата (КрФ), запасы которого в мышцах ограничиваются 6-8 с интенсивной работы. КрФ + АДФ АТФ + креатин

Фосфатная система При максимальной нагрузке фосфатная система истощается в течение 10 с. Вначале в течение 2 с расходуется АТФ, затем в течение 6-8 с - КрФ. Уже через 30 с запасы АТФ и КрФ восстанавливаются на 70%, а через 3-5 мин восстанавливаются полностью

Фосфатная система Уже через 8 недель спринтерских (скоростных) тренировок Уже через 8 недель спринтерских (скоростных) тренировок значительно увеличивается количество ферментов, которые отвечают за распад и ресинтез АТФ.

Кислородная система Кислородная, или аэробная, система является наиболее важной для Кислородная, или аэробная, система является наиболее важной для спортсменов на выносливость. спортсменов на выносливость. Кислородная система обеспечивает организм, энергией посредством химического Кислородная система обеспечивает организм, энергией посредством химического взаимодействия углеводов и взаимодействия углеводов и жиров с кислородом. жиров с кислородом.

Кислородная система Углеводы (сахар и крахмалы) Углеводы (сахар и крахмалы) откладываются в печени и мышцах в виде гликогена. Запасов гликогена хватает как минимум на мин работы субмаксимальной интенсивности

Кислородная система Запасы жиров в организме практически неисчерпаемы. Вклад жиров и углеводов в энергообеспечение нагрузки зависит от интенсивности упражнения и тренированности спортсмена. Чем выше интенсивность нагрузки, тем больше вклад углеводов в энергообразование.

Кислородная система Окисление жиров для энергии происходит по следующему Окисление жиров для энергии происходит по следующему принципу: принципу: Жиры + кислород + АДФ углекислый газ + АТФ + вода Жиры + кислород + АДФ углекислый газ + АТФ + вода

Кислородная система Распад углеводов (гликолиз) протекает в две последовательные реакции: Распад углеводов (гликолиз) протекает в две последовательные реакции: Первая фаза: Первая фаза: глюкоза + АДФ молочная кислота + АТФ Вторая фаза: Вторая фаза: молочная кислота + кислород +АДФ молочная кислота + кислород +АДФ углекислый газ +АТФ + вода

Кислородная система Первая фаза протекает без участия кислорода, вторая - с участием Первая фаза протекает без участия кислорода, вторая - с участием кислорода. Пока потребляемого кислорода достаточно для окисления жиров и кислорода. Пока потребляемого кислорода достаточно для окисления жиров и углеводов, молочная кислота не будет накапливаться в организме. углеводов, молочная кислота не будет накапливаться в организме.

Лактатная система Когда мышечная работа уже не может поддерживаться за счет одной Когда мышечная работа уже не может поддерживаться за счет одной только аэробной системы из-за нехватки кислорода, в только аэробной системы из-за нехватки кислорода, в энергообеспечение физической работы вовлекается лактатный энергообеспечение физической работы вовлекается лактатный механизм ресинтеза АТФ, побочным продуктом которого является механизм ресинтеза АТФ, побочным продуктом которого является молочная кислота. молочная кислота. Глюкоза + АДФ молочная кислота + АТФ Глюкоза + АДФ молочная кислота + АТФ

Лактатная система Высокая концентрация лактата приводит к мышечной усталости, Высокая концентрация лактата приводит к мышечной усталости, которая не даст спортсмену выиграть соревнование. Когда интенсивные которая не даст спортсмену выиграть соревнование. Когда интенсивные нагрузки повторяются очень часто (т.е. без достаточного восстановления), аэробные возможности значительно снижаются, что может привести к возникновению перетренированности. В течение дня после напряженной тренировки в крови спортсмена можно обнаружить большие показатели мочевины, креатинкиназы, аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы, которые указывают на повреждение стенок мышечных клеток. нагрузки повторяются очень часто (т.е. без достаточного восстановления), аэробные возможности значительно снижаются, что может привести к возникновению перетренированности. В течение дня после напряженной тренировки в крови спортсмена можно обнаружить большие показатели мочевины, креатинкиназы, аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы, которые указывают на повреждение стенок мышечных клеток. Для того чтобы показатели крови снова пришли в норму, организму может потребоваться от 24 до Для того чтобы показатели крови снова пришли в норму, организму может потребоваться от 24 до 96 ч. 96 ч.

Лактатная система В условиях покоя на нейтрализацию половины молочной кислоты, накопившейся в результате усилия максимальной мощности, организму требуется около 25 мин; за 1 ч 15 мин нейтрализуется 95% молочной кислоты. В условиях покоя на нейтрализацию половины молочной кислоты, накопившейся в результате усилия максимальной мощности, организму требуется около 25 мин; за 1 ч 15 мин нейтрализуется 95% молочной кислоты. После интенсивной нагрузки максимальной После интенсивной нагрузки максимальной мощности молочная кислота выводится из крови и мышц намного быстрее, если во время восстановительной фазы вместо пассивного мощности молочная кислота выводится из крови и мышц намного быстрее, если во время восстановительной фазы вместо пассивного отдыха выполняется легкая работа. отдыха выполняется легкая работа.

ИНТЕНСИВНОСТЬ НАГРУЗКИ Интенсивность измеряется в процентах от максимальной частоты Интенсивность измеряется в процентах от максимальной частоты сердечных сокращений (ЧССмакс) сердечных сокращений (ЧССмакс) или в процентах от анаэробного порога (АнП). или в процентах от анаэробного порога (АнП). Анаэробным порогом обозначается интенсивность нагрузки, выше которой организм переключается с аэробного Анаэробным порогом обозначается интенсивность нагрузки, выше которой организм переключается с аэробного энергообеспечения на частично анаэробное – т.е. накапливается лактат. энергообеспечения на частично анаэробное – т.е. накапливается лактат. ( при ЧСС % от макс., уровне лактата до 4 ммоль/л) ( при ЧСС % от макс., уровне лактата до 4 ммоль/л)

ИНТЕНСИВНОСТЬ НАГРУЗКИ В международной практике используются следующие зоны В международной практике используются следующие зоны интенсивности: интенсивности: R = восстановительная: очень низкая интенсивность, R = восстановительная: очень низкая интенсивность, 70-80% от АнП, 60-70% от ЧССмакс; 70-80% от АнП, 60-70% от ЧССмакс; А1 = аэробная 1: низкая интенсивность, А1 = аэробная 1: низкая интенсивность, 80-90% от АнП, 70-80% от ЧССмакс; 80-90% от АнП, 70-80% от ЧССмакс; А2 = аэробная 2: средняя интенсивность, А2 = аэробная 2: средняя интенсивность, 90-95% от АнП, 80-85% от ЧССмакс; 90-95% от АнП, 80-85% от ЧССмакс; Е1 = развивающая 1: транзитная зона, Е1 = развивающая 1: транзитная зона, % от АнП, 85-90% от ЧССмакс; % от АнП, 85-90% от ЧССмакс; Е2 = развивающая 2: высокоинтенсивная выносливость, Е2 = развивающая 2: высокоинтенсивная выносливость, % от АнП, 90-95% от ЧССмакс; % от АнП, 90-95% от ЧССмакс; Anl = анаэробная 1: основана на анаэробном гликолизе; Anl = анаэробная 1: основана на анаэробном гликолизе; максимальное энергообеспечение мин; максимальное энергообеспечение мин; Аn2 = анаэробная 2: основана на фосфатах; Аn2 = анаэробная 2: основана на фосфатах; максимальное энергообеспечение - до 10 с. максимальное энергообеспечение - до 10 с.

ИНТЕНСИВНОСТЬ НАГРУЗКИ В современной классификации нагрузок по биоэнергетическим критериям выделяют пять основных зон : В современной классификации нагрузок по биоэнергетическим критериям выделяют пять основных зон : 1 зона: потребности в энергии при работе обеспечиваются преимущественно за счет окисления жиров. Уровень лактата составляет в среднем – 1,5 – 2,5 ммоль/л.( применяется в начальной стадии подготовительного периода, а также после работы высокой интенсивности) 1 зона: потребности в энергии при работе обеспечиваются преимущественно за счет окисления жиров. Уровень лактата составляет в среднем – 1,5 – 2,5 ммоль/л.( применяется в начальной стадии подготовительного периода, а также после работы высокой интенсивности) 2 зона – 2 зона – концентрация лактата возрастает в среднем до 4 ммоль/л – зона анаэробного порога. (эффективна для развития выносливости спортсмена, способствует приросту аэробных возможностей организма) 3 зона – зона нагрузок смешанного воздействия, концентрация лактата от 4 до 8 ммоль/л. Ее разделяют на две подзоны: 1 подзона - нагрузки более интенсивно влияют на аэробные механизмы – лактат от 4 до 6 ммоль/л и 2 подзона – лактат возрастает до 8 – 9 ммоль/л и влияет на анаэробные механизмы. Работа в 3 зоне наиболее широко применяется в базовом периоде подготовки для развития специальной выносливости.

ИНТЕНСИВНОСТЬ НАГРУЗКИ 4 зона - зона интенсивности тренировочных нагрузок преимущественно анаэробного воздействия на организм. В практике принято разделять ее на три подзоны : 4 зона - зона интенсивности тренировочных нагрузок преимущественно анаэробного воздействия на организм. В практике принято разделять ее на три подзоны : Подзона А – уровень лактата в среднем от 8 до 12 ммоль/л, Подзона А – уровень лактата в среднем от 8 до 12 ммоль/л, Подзона Б - от 12 до 16 ммоль/л, Подзона Б - от 12 до 16 ммоль/л, Подзона С – от 16 ммоль/л и до предельных значений, которые могут достигать 22 ммоль/л. Подзона С – от 16 ммоль/л и до предельных значений, которые могут достигать 22 ммоль/л. Для 5 зоны интенсивности, характерной для спринта, анализ лактатной кривой неприемлем, поскольку основную роль играют внутримышечные запасы креатинфосфата. Для 5 зоны интенсивности, характерной для спринта, анализ лактатной кривой неприемлем, поскольку основную роль играют внутримышечные запасы креатинфосфата.

ИНТЕНСИВНОСТЬ НАГРУЗКИ В подзоне А вырабатывается способность длительное время выполнять высокоинтенсивную работу в экономичном режиме (например, метод повторной тренировки). В подзоне А вырабатывается способность длительное время выполнять высокоинтенсивную работу в экономичном режиме (например, метод повторной тренировки). Подзона Б - гликолитических нагрузок - направлена на развитие предельной емкости образования энергии при недостатке кислорода (применяется также метод повторной тренировки, но с большей интенсивностью). Подзона Б - гликолитических нагрузок - направлена на развитие предельной емкости образования энергии при недостатке кислорода (применяется также метод повторной тренировки, но с большей интенсивностью). Подзона С – это максимальная работа с предельной длительностью плавания в одном упражнении – 1 -3 мин (наиболее тяжелый вид тренировки, во время соревнований на дистанциях плавания м)

Пример анализа тренировки по уровню лактата Спринтерская тренировка пловцов Спринтерская тренировка пловцов Во время спринтерских (скоростных тренировок тренируется Во время спринтерских (скоростных тренировок тренируется креатин-фосфатная (КрФ) система. Высокие показатели лактата во время спринтерских тренировок нежелательны, поскольку образование лактата указывает на подключение анаэробной системы. креатин-фосфатная (КрФ) система. Высокие показатели лактата во время спринтерских тренировок нежелательны, поскольку образование лактата указывает на подключение анаэробной системы. Показатели лактата во время спринтерской тренировки должны Показатели лактата во время спринтерской тренировки должны находиться в пределах 3-5 ммоль/л. находиться в пределах 3-5 ммоль/л.

Уровень лактата (ммоль/л) у 5 пловцов во время спринтерской тренировки Испытуемые Уровень лактата, ммоль/л 1 пловец 2 пловец 3 пловец 4 пловец 5 пловец После 10 мин. 4,911,54,42,84,0 После 20 мин. 5,412,64.83,34,6

Вывод по результатам контроля лактата на тренировке Показатели лактата испытуемого 2 во время тренировки были очень высокими. Спортсмен мог бы избежать таких высоких показателей лактата, увеличив продолжительность восстановительных отрезков. Только в этом случае тренировка могла бы считаться по- настоящему спринтерской. Показатели лактата испытуемых 1, 3, 4 и 5 не превышали нормы, что указывает на соответствие проведенной тренировки установленному плану Показатели лактата испытуемого 2 во время тренировки были очень высокими. Спортсмен мог бы избежать таких высоких показателей лактата, увеличив продолжительность восстановительных отрезков. Только в этом случае тренировка могла бы считаться по- настоящему спринтерской. Показатели лактата испытуемых 1, 3, 4 и 5 не превышали нормы, что указывает на соответствие проведенной тренировки установленному плану

Механизмы энергообеспечения в зависимости от продолжительности нагрузки максимальной мощности Продолжительность нагрузки Механизмы энергообеспечения Источники АТФ Примечание 1-5 сек Анаэробный-алактатный (фосфатный) АТФ 6-8 сек Анаэробный-алактатный (фосфатный) АТФ, КрФ 9-45 сек Анаэробный-алактатный (фосфатный)+ анаэробный- лактатный (лактатный) АТФ, КрФ + гликоген Большая выработка лактата сек анаэробный- лактатный (лактатный) гликоген По мере увеличения нагрузки выработка лактата уменьшается сек Аэробный (кислородный)+анаэробный- лактатный (лактатный) гликоген сек Аэробный Гликоген + жирные кислоты Чем выше доля участия ЖК в энергообеспечении, тем больше продолжительность нагрузки

Лактатный тест Лактатный тест, помогающий найти анаэробный порог спортсмена, Лактатный тест, помогающий найти анаэробный порог спортсмена, основан на зависимости между уровнем лактата в крови и интенсивностью нагрузки. основан на зависимости между уровнем лактата в крови и интенсивностью нагрузки. Лактатный тест можно использовать также для оценки функционального состояния спортсмена. Лактатный тест можно использовать также для оценки функционального состояния спортсмена.

Лактатный тест в лаборатории Лабораторное исследование проводится на велоэргометре (тредмиле). Лабораторное исследование проводится на велоэргометре (тредмиле). Тест начинается с 10-минутной разминки, сразу после которой берется кровяная проба (2 мл) и регистрируется ЧСС. Тест начинается с 10-минутной разминки, сразу после которой берется кровяная проба (2 мл) и регистрируется ЧСС. Затем мощность нагрузки повышается через каждые 5 мин. По завершении каждой 5-минутки также берется кровяная проба и регистрируется ЧСС. Затем мощность нагрузки повышается через каждые 5 мин. По завершении каждой 5-минутки также берется кровяная проба и регистрируется ЧСС. Мощность нагрузки повышается до тех пор, пока спортсмен может поддерживать заданную нагрузку в течение 5 мин. Мощность нагрузки повышается до тех пор, пока спортсмен может поддерживать заданную нагрузку в течение 5 мин.

Лактатный тест в лаборатории Во время теста кровь может браться в любое время. Концентрация лактата в отдельных образцах крови определяется лабораторным методом. На основе полученных данных Во время теста кровь может браться в любое время. Концентрация лактата в отдельных образцах крови определяется лабораторным методом. На основе полученных данных строится лактатная кривая, которая укажет на анаэробный порог. строится лактатная кривая, которая укажет на анаэробный порог.

Определение ПАНО 1 и ПАНО 2 по лактатной кривой Построив график примерно из 6 измерений лактата, определяем на нем точки «изгибов» графика прироста лактата. При работе в аэробной зоне прироста лактата не наблюдается, при переходе в смешанный режим энергообеспечения – первый скачок («изгиб») лактатной кривой – ПАНО 1 (аэробный порог), переход в анаэробный режим энергообеспечения дает второй скачок лактата – ПАНО 2 (анаэробный или лактатный порог). При этом важнее не абсолютные значения лактата, а его изменения в динамике при повторных тестированиях у конкретного спортсмена (индивидуальный подход к построению тренировочной программы) Построив график примерно из 6 измерений лактата, определяем на нем точки «изгибов» графика прироста лактата. При работе в аэробной зоне прироста лактата не наблюдается, при переходе в смешанный режим энергообеспечения – первый скачок («изгиб») лактатной кривой – ПАНО 1 (аэробный порог), переход в анаэробный режим энергообеспечения дает второй скачок лактата – ПАНО 2 (анаэробный или лактатный порог). При этом важнее не абсолютные значения лактата, а его изменения в динамике при повторных тестированиях у конкретного спортсмена (индивидуальный подход к построению тренировочной программы)

Определение аэробного и анаэробного порога при проведении теста со ступенчатым увеличением скорости плавания Касательные, проведенные при первом, втором и третьем измерении величины лактата, дают искомые показатели – аэробный и анаэробный пороги Касательные, проведенные при первом, втором и третьем измерении величины лактата, дают искомые показатели – аэробный и анаэробный пороги

Тест в «полевых условиях» Уровень анаэробного порога можно установить при помощи лактатного теста, во время которого выполняется привычная для пловца работа - тест со ступенчатым увеличением скорости плавания: повторные дистанции по 100 м для спринтеров, 200 м – для средневиков и стайеров. Уровень анаэробного порога можно установить при помощи лактатного теста, во время которого выполняется привычная для пловца работа - тест со ступенчатым увеличением скорости плавания: повторные дистанции по 100 м для спринтеров, 200 м – для средневиков и стайеров.

Схема теста со ступенчатым увеличением интенсивности плавания Серия и повторение Интервал между сериями Интенсивность, % от макс. скорости плавания 3 х (100, 200 м ) 3 мин.( интервал между повторениями – 1 мин.) 80 2 х (100, 200 м ) 3 мин.( интервал между повторениями – 1 мин.) 85 1 х (100, 200 м ) 5 мин х (100, 200 м ) мин х (100, 200 м ) -100

Зависимость концентрации лактата от скорости плавания и определение зон мощности Интенсивность определяется по скорости плавания (м\с) в процентах от лучшего результата, характерного для данного периода времени. Проба на лактат забирается в начале 3 мин. восстановления после каждой серии. Интенсивность определяется по скорости плавания (м\с) в процентах от лучшего результата, характерного для данного периода времени. Проба на лактат забирается в начале 3 мин. восстановления после каждой серии. В 1 и 2 серии определяется среднее значение скорости плавания(т.к. 2-3 повторения) В 1 и 2 серии определяется среднее значение скорости плавания(т.к. 2-3 повторения) По полученным значениям строится график – лактатная кривая, по которой определяют границы зон интенсивности По полученным значениям строится график – лактатная кривая, по которой определяют границы зон интенсивности

Определение границ зон мощности работы по лактатной кривой Путем проведения перпендикуляров из точек перечечения кривой с уровнем лактата в 2; 4: 8 ммоль\л, а также максимальным значением лактата получаем границы зон мощности Путем проведения перпендикуляров из точек перечечения кривой с уровнем лактата в 2; 4: 8 ммоль\л, а также максимальным значением лактата получаем границы зон мощности

Варианты изменения лактатных кривых при выполнении программ различной интенсивности в пределах одного мезоцикла

ВАРИАНТЫ А Характерен для этапа подготовки, связанного с работой над повышением выносливости. При правильном построении тренировки увеличивается скорость плавания на уровне анаэробного порога и меньше изменяется производительность в других зонах. Характерен для этапа подготовки, связанного с работой над повышением выносливости. При правильном построении тренировки увеличивается скорость плавания на уровне анаэробного порога и меньше изменяется производительность в других зонах. В Тренировка в различных зонах воздействия. Очень редко в практике, т.к. работа в разных зонах может не сочетаться между собой Тренировка в различных зонах воздействия. Очень редко в практике, т.к. работа в разных зонах может не сочетаться между собой Б Применяется на предсоревновательном этапе. В этом случае мало изменяется пороговая скорость, а основной прирост производительности происходит в третьей и четвертой зонах. Применяется на предсоревновательном этапе. В этом случае мало изменяется пороговая скорость, а основной прирост производительности происходит в третьей и четвертой зонах. Г Увеличение производительности в четвертой зоне приводит к уменьшению скорости в зоне анаэробного порога (прирост анаэробных качеств здесь вызывает угнетение аэробной работоспособности) Увеличение производительности в четвертой зоне приводит к уменьшению скорости в зоне анаэробного порога (прирост анаэробных качеств здесь вызывает угнетение аэробной работоспособности)

Благодарю за внимание