Raumenų sandara, fiziologija ir biochemija. Raumenų veiklos biochemija Raumenų veiklos ir treniravimo biochemija

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru/

Įvadas

1. Skeleto raumenys, raumenų baltymai ir biocheminiai procesai raumenyse

2. Biocheminiai pakitimai kovinių sportininkų organizme

4. Atsigavimo problema sporte

5. Žmogaus medžiagų apykaitos būsenų ypatumai raumenų veiklos metu

6. Biocheminė kontrolė kovos menuose

Išvada

Bibliografija

Įvadas

Biochemijos vaidmuo šiuolaikinėje sporto praktikoje vis didėja. Nežinant raumenų veiklos biochemijos, medžiagų apykaitos reguliavimo mechanizmų atliekant pratimas neįmanoma efektyviai valdyti mokymo proceso ir jo tolesnio racionalizavimo. Biochemijos žinios būtinos norint įvertinti sportininko pasirengimo lygį, nustatyti perkrovas ir persitempimą, tinkamai organizuoti mitybą. Vienas iš svarbiausių biochemijos uždavinių – remiantis giliomis cheminių transformacijų žiniomis, ieškoti efektyvių medžiagų apykaitos valdymo būdų, nes medžiagų apykaitos būklė lemia normą ir patologiją. Apykaitos procesų pobūdis ir greitis lemia gyvo organizmo augimą ir vystymąsi, jo gebėjimą atsispirti išoriniams poveikiams, aktyviai prisitaikyti prie naujų egzistavimo sąlygų.

Adaptyviųjų medžiagų apykaitos pokyčių tyrimas leidžia geriau suprasti organizmo prisitaikymo prie fizinio krūvio ypatumus ir rasti efektyvių priemonių bei metodų fiziniam darbingumui didinti.

Kovos menuose fizinio pasirengimo problema visada buvo laikoma viena iš svarbiausių, lemiančių sportinių pasiekimų lygį.

Įprastas treniruočių metodų apibrėžimo metodas yra pagrįstas empiriniais modeliais, kurie formaliai apibūdina atletinio rengimo reiškinius.

Tačiau tinkamos fizinės savybės negali egzistuoti pačios. Jie atsiranda dėl centrinės nervų sistemos kontrolės raumenų, kurie susitraukia, eikvoja medžiagų apykaitos energiją.

Teorinis požiūris reikalauja sukurti sportininko kūno modelį, atsižvelgiant į pasaulio sporto biologijos pasiekimus. Norint kontroliuoti adaptacijos procesus tam tikrose žmogaus organizmo organų ląstelėse, būtina žinoti, kaip organas išsidėstęs, jo veikimo mechanizmus, veiksnius, užtikrinančius tikslinę adaptacijos procesų kryptį.

1. Skeleto raumenys, raumenų baltymai ir biocheminiai procesai raumenyse

Skeleto raumenyse yra daug nebaltyminio pobūdžio medžiagų, kurios po baltymų nusodinimo lengvai pereina iš sutraiškytų raumenų į vandeninį tirpalą. ATP yra tiesioginis energijos šaltinis ne tik įvairioms fiziologinėms funkcijoms (raumenų susitraukimams, nervinei veiklai, nervinio sužadinimo perdavimui, sekrecijos procesams ir kt.), bet ir plastiniams procesams, vykstantiems organizme (audinių baltymų kūrimui ir atnaujinimui, biologinei sintezei). ). Tarp šių dviejų gyvenimo veiklos aspektų – fiziologinių funkcijų aprūpinimo energija ir plastinių procesų aprūpinimo energija – vyksta nuolatinė konkurencija. Labai sunku duoti tam tikras standartines normas biocheminiams pokyčiams, kurie atsiranda sportininko organizme užsiimant viena ar kita sporto šaka. Net ir atliekant atskirus pratimus gryna forma (lengvoji atletika, čiuožimas, slidinėjimas), medžiagų apykaitos procesų eiga skirtingiems sportininkams gali labai skirtis priklausomai nuo jų nervinės veiklos tipo, aplinkos poveikio ir pan. Skeleto raumenyse yra 75- 80 % vandens ir 20-25 % kietųjų medžiagų. 85% sausos liekanos yra baltymai; likusieji 15 % sudaro įvairūs azoto turintys ir azoto neturintys ekstraktai, fosforo junginiai, lipoidai ir mineralinės druskos. raumenų baltymai. Sarkoplazminiai baltymai sudaro iki 30% visų raumenų baltymų.

Raumenų fibrilių baltymai sudaro apie 40% visų raumenų baltymų. Raumenų fibrilių baltymai pirmiausia apima du svarbiausius baltymus – mioziną ir aktiną. Miozinas yra globulino tipo baltymas, kurio molekulinė masė yra apie 420 000. Jame yra daug glutamo rūgšties, lizino ir leucino. Be to, kartu su kitomis aminorūgštimis, jame yra cisteino, todėl yra laisvų grupių – SH. Miozinas yra raumenų fibrilėse storose „A disko“ gijose ir ne atsitiktinai, o griežtai nustatyta tvarka. Miozino molekulės turi siūlinę (fibrilinę) struktūrą. Anot Huxley, jų ilgis apie 1500 A, storis apie 20 A. Jų viename gale yra sustorėjimas (40 A). Šie jo molekulių galai yra nukreipti į abi puses iš „M zonos“ ir sudaro klubo formos storų gijų procesų sustorėjimus. Miozinas yra svarbiausias susitraukimo komplekso komponentas ir tuo pat metu turi fermentinį (adenozintrifosfatazės) aktyvumą, katalizuojantis adenozino trifosfato rūgšties (ATP) skilimą į ADP ir ortofosfatą. Aktino molekulinė masė yra daug mažesnė nei miozino (75 000) ir gali egzistuoti dviem formomis – rutuliniu (G-aktinas) ir fibriliniu (F – aktinas), galinčiomis transformuotis viena į kitą. Pirmosios molekulės yra apvalios formos; antrosios, kuri yra G-aktino polimeras (kelių molekulių derinys), molekulės yra siūlinės. G-aktinas turi mažą klampumą, F-aktinas - didelį. Perėjimą iš vienos aktino formos į kitą palengvina daugelis jonų, ypač K + "Mg ++. Raumenų veiklos metu G-aktinas pereina į F-aktiną. Pastarasis lengvai susijungia su miozinu, sudarydamas kompleksą, vadinamą aktomiozinu, kuris yra susitraukiantis raumenų substratas, galintis atlikti mechaninį darbą. Raumenų fibrilėse aktinas yra plonose „J disko“ gijose, kurios tęsiasi į viršutinį ir apatinį „A disko“ trečdalius, kur aktinas yra prijungtas prie miozino per kontaktus tarp plonų ir storų gijų procesų. Be miozino ir aktino, miofibrilių sudėtyje taip pat buvo rasta kai kurių kitų baltymų, ypač vandenyje tirpaus baltymo tropomiozino, kurio ypač gausu lygiuosiuose raumenyse ir embrionų raumenyse. Fibrilėse yra ir kitų vandenyje tirpių baltymų, pasižyminčių fermentiniu aktyvumu“ (adenilo rūgšties deaminazė ir kt.). Mitochondrijų ir ribosomų baltymai daugiausia yra fermentų baltymai. Visų pirma, mitochondrijose yra aerobinės oksidacijos ir kvėpavimo fosforilinimo fermentų, o ribosomose yra su baltymais susietos rRNR. Raumenų skaidulų branduolių baltymai yra nukleoproteinai, kurių molekulėse yra dezoksiribonukleino rūgščių.

Raumenų skaidulų stromos baltymai, kurie sudaro apie 20% visų raumenų baltymų. Iš stromos baltymų, pavadintų A.Ya. Buvo pastatyti Danilevskio miostrominai, sarkolema ir, matyt, „Z diskai“, jungiantys plonus aktino siūlus su sarkolema. Gali būti, kad miostrominai kartu su aktinu yra plonose „J diskų“ gijose. ATP yra tiesioginis energijos šaltinis ne tik įvairioms fiziologinėms funkcijoms (raumenų susitraukimams, nervinei veiklai, nervinio sužadinimo perdavimui, sekrecijos procesams ir kt.), bet ir plastiniams procesams, vykstantiems organizme (audinių baltymų kūrimui ir atnaujinimui, biologinei sintezei). ). Tarp šių dviejų gyvenimo veiklos aspektų – fiziologinių funkcijų aprūpinimo energija ir plastinių procesų aprūpinimo energija – vyksta nuolatinė konkurencija. Specifinio funkcinio aktyvumo padidėjimą visada lydi padidėjęs ATP suvartojimas, taigi, sumažėja galimybė jį panaudoti biologinei sintezei. Kaip žinia, organizmo audiniuose, įskaitant raumenis, jų baltymai nuolat atnaujinami, tačiau skilimo ir sintezės procesai yra griežtai subalansuoti, o baltymų kiekis išlieka pastovus. Vykstant raumenų veiklai, baltymų atsinaujinimas yra slopinamas, o kuo daugiau, tuo labiau mažėja ATP kiekis raumenyse. Vadinasi, atliekant maksimalaus ir submaksimalaus intensyvumo pratimus, kai ATP resintezė vyksta daugiausia anaerobiškai ir mažiausiai visiškai, baltymų atsinaujinimas bus stabdomas labiau nei atliekant vidutinio ir vidutinio intensyvumo darbus, kai vyrauja energetiškai labai efektyvūs kvėpavimo takų fosforilinimo procesai. Baltymų atsinaujinimo slopinimas yra ATP trūkumo pasekmė, kuri yra būtina tiek skilimo procesui, tiek (ypač) jų sintezės procesui. Todėl intensyvios raumenų veiklos metu sutrinka pusiausvyra tarp baltymų irimo ir sintezės, pirmieji vyrauja prieš antruosius. Baltymų kiekis raumenyje šiek tiek sumažėja, o polipeptidų ir azoto turinčių nebaltyminio pobūdžio medžiagų kiekis didėja. Kai kurios iš šių medžiagų, taip pat kai kurie mažos molekulinės masės baltymai iš raumenų patenka į kraują, kur atitinkamai padidėja baltyminio ir nebaltyminio azoto kiekis. Šiuo atveju taip pat galimas baltymų atsiradimas šlapime. Visi šie pokyčiai ypač reikšmingi atliekant didelio intensyvumo jėgos pratimus. Esant intensyviam raumenų aktyvumui, amoniako susidarymas taip pat padidėja dėl dalies adenozino monofosforo rūgšties deamininimo, kuri nespėja iš naujo susintetinti į ATP, taip pat dėl ​​amoniako pašalinimo iš glutamino, kuris yra sustiprintas. dėl padidėjusio neorganinių fosfatų kiekio raumenyse, kurie aktyvina glutaminazės fermentą. Padidėja amoniako kiekis raumenyse ir kraujyje. Susidaręs amoniakas gali būti pašalintas daugiausia dviem būdais: amoniaką surišant glutamo rūgštimi, susidarant glutaminui arba karbamidui. Tačiau abu šie procesai reikalauja ATP dalyvavimo, todėl (dėl jo kiekio sumažėjimo) jie patiria sunkumų intensyvios raumenų veiklos metu. Vidutinio ir vidutinio intensyvumo raumenų veiklos metu, kai dėl kvėpavimo takų fosforilinimo vyksta ATP resintezė, amoniako pasišalinimas žymiai padidėja. Mažėja jo kiekis kraujyje ir audiniuose, didėja glutamino ir karbamido susidarymas. Dėl ATP trūkumo didžiausio ir submaksimalaus intensyvumo raumenų aktyvumo metu sutrinka ir daugybė kitų biologinių sintezių. Visų pirma, acetilcholino sintezė motorinių nervų galūnėse, kuri neigiamai veikia nervinio sužadinimo perdavimą į raumenis.

2. Biocheminiai pokyčiai kovinių sportininkų organizme

Kūno (dirbančių raumenų) energijos poreikiai tenkinami, kaip žinia, dviem pagrindiniais būdais – anaerobiniu ir aerobiniu. Šių dviejų energijos gamybos būdų santykis skirtinguose pratimuose nėra vienodas. Atliekant bet kokį pratimą praktiškai veikia visos trys energetinės sistemos: anaerobinės fosfageninės (laktatinės) ir pieno rūgšties (glikolitinės) bei aerobinės (deguonies, oksidacinės) „Zonos“ jų veiksmai iš dalies sutampa. Todėl sunku išskirti kiekvienos energetikos sistemos „grynąjį“ indėlį, ypač dirbant santykinai trumpą maksimalią trukmę, todėl dažnai „gretimos“ sistemos energijos galia (veikimo zona) yra sujungti į poras, fosfageninė su pieno rūgštimi, pieno rūgštis su deguonimi. Nurodyta pirmoji sistema, kurios energijos indėlis yra didesnis. Pagal santykinį anaerobinės ir aerobinės energijos sistemų krūvį visi pratimai gali būti skirstomi į anaerobinius ir aerobinius. Pirmasis - su vyraujančiu anaerobiniu, antrasis - aerobiniu energijos gamybos komponentu.Atliekant anaerobinius pratimus pirmaujanti kokybė yra jėga (greičio-jėgos galimybės), atliekant aerobinius pratimus - ištvermė. Skirtingų energijos gamybos sistemų santykis daugiausia lemia įvairių fiziologinių sistemų, užtikrinančių įvairių pratimų atlikimą, veiklos pokyčių pobūdį ir laipsnį.

Skiriamos trys anaerobinių pratimų grupės: - maksimali anaerobinė galia (anaerobinė galia); - apie maksimalią anaerobinę galią; - submaksimali anaerobinė galia (anaerobinė-aerobinė galia). Maksimalios anaerobinės galios (anaerobinės galios) pratimai – tai pratimai, kuriuose beveik išimtinai anaerobinis aprūpinimas dirbančiais raumenimis energija: anaerobinis komponentas bendroje energijos gamyboje yra nuo 90 iki 100%. Jį daugiausia teikia fosfageninė energijos sistema (ATP + CP), kai tam tikru būdu dalyvauja pieno rūgšties (glikolitinė) sistema. Rekordinė maksimali anaerobinė galia, kurią išvysto išskirtiniai sportininkai sprinto metu, siekia 120 kcal/min. Galima maksimali tokių pratimų trukmė – kelios sekundės. Vegetatyvinių sistemų veiklos stiprinimas vyksta palaipsniui darbo procese. Dėl trumpos anaerobinių pratimų trukmės jų atlikimo metu kraujotakos ir kvėpavimo funkcijos nespėja pasiekti galimo maksimumo. Atlikdamas maksimalų anaerobinį pratimą, sportininkas arba visiškai nekvėpuoja, arba sugeba atlikti tik kelis kvėpavimo ciklus. Atitinkamai, „vidutinė“ plaučių ventiliacija neviršija 20-30% maksimalios. Širdies susitraukimų dažnis pakyla dar prieš startą (iki 140-150 k./min.) ir toliau auga pratimo metu, iš karto po finišo pasiekdamas aukščiausią reikšmę – 80-90% maksimumo (160-180 k./min.).

Kadangi šių pratimų energetinis pagrindas yra anaerobiniai procesai, širdies ir kvėpavimo (deguonies pernešimo) sistemos veiklos stiprinimas praktiškai neturi reikšmės paties pratimo aprūpinimui energija. Laktato koncentracija kraujyje darbo metu kinta labai nežymiai, nors dirbančiuose raumenyse gali siekti 10 mmol/kg ir net daugiau darbo pabaigoje. Laktato koncentracija kraujyje kelias minutes po darbo nutraukimo toliau didėja ir yra ne didesnė kaip 5-8 mmol/l. Prieš atliekant anaerobinius pratimus, gliukozės koncentracija kraujyje šiek tiek pakyla. Prieš ir dėl jų įgyvendinimo katecholaminų (adrenalino ir norepinefrino) ir augimo hormono koncentracija kraujyje labai ženkliai padidėja, tačiau insulino koncentracija šiek tiek sumažėja; gliukagono ir kortizolio koncentracijos ryškiai nesikeičia. Pagrindinės fiziologinės sistemos ir mechanizmai, lemiantys sportinį rezultatą atliekant šiuos pratimus, yra centrinė nervų raumenų veiklos reguliacija (judesių derinimas su didelės raumenų jėgos pasireiškimu), neuroraumeninio aparato funkcinės savybės (greitis-jėga), pajėgumas. ir dirbančių raumenų fosfageninės energijos sistemos galia.

Pratimai, artimi maksimaliai anaerobinei galiai (mišri anaerobinė galia) yra pratimai, kurių metu daugiausia anaerobinė energija tiekiama dirbantiems raumenims. Anaerobinis komponentas bendroje energijos gamyboje sudaro 75-85% - iš dalies dėl fosfageninių ir daugiausia dėl pieno rūgšties (glikolitinių) energijos sistemų. Galima maksimali tokių pratimų trukmė išskirtiniams sportininkams svyruoja nuo 20 iki 50 s. Šių pratimų aprūpinimui energija reikšmingas deguonies transportavimo sistemos aktyvumo padidėjimas jau atlieka tam tikrą energetinį vaidmenį, ir kuo didesnis, tuo ilgesnis pratimas.

Pratimo metu plaučių ventiliacija sparčiai didėja, todėl iki maždaug 1 min trunkančio pratimo pabaigos gali pasiekti 50-60% maksimalios šio sportininko darbinės ventiliacijos (60-80 l/min). Laktato koncentracija kraujyje po fizinio krūvio yra labai didelė – iki 15 mmol/l kvalifikuotų sportininkų. Laktato kaupimasis kraujyje yra susijęs su labai dideliu jo susidarymo greičiu dirbančiuose raumenyse (dėl intensyvios anaerobinės glikolizės). Gliukozės koncentracija kraujyje šiek tiek padidėja, lyginant su ramybės sąlygomis (iki 100-120 mg%). Hormoniniai pokyčiai kraujyje yra panašūs į tuos, kurie atsiranda maksimalios anaerobinės jėgos metu.

Pirmaujančios fiziologinės sistemos ir mechanizmai, lemiantys sporto rezultatą atliekant pratimus, artimus maksimaliai anaerobinei galiai, yra tokie patys kaip ir ankstesnės grupės pratimų, be to, dirbančių raumenų pieno rūgšties (glikolitinės) energijos sistemos galia. . Submaksimalios anaerobinės jėgos pratimai (anaerobinė-aerobinė galia) – tai pratimai, kuriuose vyrauja anaerobinis dirbančių raumenų energijos tiekimo komponentas. Bendroje organizmo energijos gamyboje ji siekia 60-70% ir daugiausia aprūpinama pieno rūgšties (glikolitinės) energijos sistema. Šių pratimų energijos tiekime didelė dalis priklauso deguoniui (oksidaciniam, aerobiniam). energijos sistema. Galima maksimali varžybinių pratimų trukmė išskirtiniams sportininkams yra nuo 1 iki 2 minučių. Šių pratybų galia ir maksimali trukmė yra tokia, kad jų įgyvendinimo procese veiklos rodikliai. Deguonies pernešimo sistema (ŠSD, širdies tūris, LV, O2 suvartojimo greitis) gali būti artima maksimalioms konkretaus sportininko vertėms arba net jas pasiekti. Kuo ilgesnis pratimas, tuo aukštesni šie rodikliai finiše ir tuo didesnė aerobinės energijos gamybos dalis pratimo metu. Po šių pratimų dirbančiuose raumenyse ir kraujyje fiksuojama labai didelė laktato koncentracija – iki 20-25 mmol/l. Taigi vienos kovos sportininkų treniruotės ir varžybinė veikla vyksta esant maždaug maksimaliai apkrovai sportininkų raumenims. Tuo pačiu organizme vykstantys energetiniai procesai pasižymi tuo, kad dėl trumpos anaerobinių pratimų trukmės juos atliekant kraujotakos ir kvėpavimo funkcijos nespėja pasiekti galimo maksimumo. Atlikdamas maksimalų anaerobinį pratimą, sportininkas arba visiškai nekvėpuoja, arba sugeba atlikti tik kelis kvėpavimo ciklus. Atitinkamai, „vidutinė“ plaučių ventiliacija neviršija 20-30% maksimalios.

Žmogus atlieka fizinius pratimus ir eikvoja energiją neuroraumeninio aparato pagalba. Neuromuskulinis aparatas yra motorinių vienetų rinkinys. Kiekvienas MU apima motorinį neuroną, aksoną ir raumenų skaidulų rinkinį. MU skaičius žmonėms išlieka nepakitęs. MV kiekis raumenyje yra galimas ir gali būti keičiamas treniruotės metu, bet ne daugiau kaip 5 proc. Todėl šis raumenų funkcionalumo augimo faktorius neturi praktinės reikšmės. MV viduje atsiranda daugelio organelių hiperplazija (elementų skaičiaus padidėjimas): miofibrilės, mitochondrijos, sarkoplazminis tinklas (SPR), glikogeno rutuliukai, mioglobinas, ribosomos, DNR ir kt. Keičiasi ir MV aptarnaujančių kapiliarų skaičius. Miofibrilė yra specializuota raumenų skaidulos (ląstelės) organelė. Visų gyvūnų skerspjūvis yra maždaug toks pat. Jį sudaro nuosekliai sujungti sarkomerai, kurių kiekvienoje yra aktino ir miozino gijų. Tarp aktino ir miozino gijų gali susidaryti tilteliai, o išeikvojus ATP sukauptą energiją, tilteliai gali pasisukti, t.y. miofibrilių susitraukimas, raumenų skaidulų susitraukimas, raumenų susitraukimas. Tiltai susidaro esant kalcio jonams ir ATP molekulėms sarkoplazmoje. Padidėjęs miofibrilių skaičius raumenų skaiduloje padidina jos stiprumą, susitraukimo greitį ir dydį. Kartu su miofibrilių augimu auga ir kiti miofibriles aptarnaujantys organeliai, pavyzdžiui, sarkoplazminis tinklas. Sarkoplazminis tinklas yra vidinių membranų tinklas, kuris sudaro pūsleles, kanalėlius ir cisternas. MW SPR sudaro cisternas, o šiose cisternose kaupiasi kalcio jonai (Ca). Daroma prielaida, kad prie SPR membranų yra prisijungę glikolizės fermentai, todėl, sustabdžius deguonies patekimą, kanalai gerokai išsipučia. Šis reiškinys siejamas su vandenilio jonų (H) kaupimu, kurie sukelia dalinį baltymų struktūrų sunaikinimą (denatūraciją), vandens papildymą baltymų molekulių radikalais. Raumenų susitraukimo mechanizmui itin svarbus Ca išsiurbimo iš sarkoplazmos greitis, nes tai užtikrina raumenų atsipalaidavimo procesą. Natrio, kalio ir kalcio siurbliai yra įmontuoti į SPR membranas, todėl galima daryti prielaidą, kad SPR membranų paviršiaus padidėjimas, palyginti su miofibrilių mase, turėtų padidinti MF atsipalaidavimo greitį.

Todėl didžiausio raumenų atsipalaidavimo greičio arba greičio padidėjimas (laiko intervalas nuo raumens elektrinio aktyvavimo pabaigos iki mechaninio streso jame sumažėjimo iki nulio) turėtų rodyti santykinį SPR membranų padidėjimą. Maksimalios normos palaikymą užtikrina atsargos MV ATP, CRF, miofibrilinių mitochondrijų masė, sarkoplazminių mitochondrijų masė, glikolitinių fermentų masė ir raumenų skaidulų bei kraujo turinio buferinė talpa.

Visi šie veiksniai turi įtakos raumenų susitraukimo energijos tiekimo procesui, tačiau gebėjimas išlaikyti maksimalų greitį turėtų daugiausia priklausyti nuo SBP mitochondrijų. Padidinus oksidacinio MF kiekį, arba, kitaip tariant, raumens aerobinį pajėgumą, pailgėja pratimo su maksimalia galia trukmė. Taip yra dėl to, kad palaikant CrF koncentraciją glikolizės metu, MF rūgštėja, ATP suvartojimo procesai slopinami dėl H jonų konkurencijos su Ca jonais aktyviuose miozino galvučių centruose. Todėl atliekant pratimą CRF koncentracijos palaikymo procesas, kai raumenyse vyrauja aerobiniai procesai, vyksta vis efektyviau. Taip pat svarbu, kad mitochondrijos aktyviai įsisavintų vandenilio jonus, todėl atliekant trumpalaikius ribojančius pratimus (10–30 s), jų vaidmuo labiau apsiriboja ląstelių rūgštėjimo buferizavimu. Taigi, prisitaikymas prie raumenų darbo vyksta per kiekvienos sportininko ląstelės darbą, paremtą energijos apykaita ląstelės gyvavimo procese. Šio proceso pagrindas yra ATP suvartojimas vandenilio ir kalcio jonų sąveikos metu.

Padidinus muštynių pramogą, žymiai padidės muštynių vedimo aktyvumas kartu padidinant atliekamų techninių veiksmų skaičių. Turint tai omenyje, tikrai kyla problema, susijusi su tuo, kad padidėjus konkurencinės dvikovos intensyvumui progresuojančio fizinio nuovargio fone, laikinas sportininko motorinių įgūdžių automatizavimas.

Sportinėje praktikoje tai dažniausiai pasireiškia antroje varžybų dvikovos pusėje, kuri vyksta intensyviai. Tokiu atveju (ypač jei sportininkas nepasižymi itin aukšta ypatingos ištvermės lygiu) pastebimi reikšmingi kraujo pH pokyčiai (žemiau 7,0 vnt.), kurie rodo itin nepalankią sportininko reakciją į tokio intensyvumo darbą. Yra žinoma, kad, pavyzdžiui, stabilus imtynininko motorinių įgūdžių ritminės struktūros pažeidimas atliekant metimą atgal, prasideda nuo fizinio nuovargio, kai kraujo pH vertė yra mažesnė nei 7,2 arb. vienetų

Šiuo atžvilgiu yra du galimi būdai, kaip padidinti kovos menininkų motorinių įgūdžių pasireiškimo stabilumą: a) pakelti ypatingos ištvermės lygį tiek, kad jie galėtų kovoti bet kokiu intensyvumu be ryškaus fizinio nuovargio (reakcijos į apkrova neturėtų sukelti acidozinių poslinkių žemiau pH verčių, lygių 7,2 įprastinių vienetų); b) užtikrinti stabilų motorikos pasireiškimą bet kokiose ekstremaliose ekstremaliose situacijose fizinė veikla kai kraujo pH vertė siekia iki 6,9 arb. vienetų Pirmąja kryptimi gana daug specialios studijos kurie nustatė realius pavienių kovotojų specialiosios ištvermės priverstinio ugdymo problemos sprendimo būdus ir perspektyvas. Kalbant apie antrąją problemą, kol kas nėra realių, praktiškai reikšmingų pokyčių.

4. Atsigavimo problema sporte

Viena iš svarbiausių sąlygų intensyvinti treniruočių procesą ir toliau gerinti sportinius rezultatus – platus ir sistemingas atkuriamųjų priemonių naudojimas. Racionalus atsigavimas ypač svarbus esant ribojantiems ir beveik ribojantiems fiziniams ir psichiniams krūviams – privalomiems šiuolaikinio sporto treniruočių ir varžybų palydovams. Akivaizdu, kad naudojant atkuriamųjų priemonių sistemą būtina aiškiai klasifikuoti sveikimo procesus sportinės veiklos sąlygomis.

Atsigavimo pamainų specifika, nulemta sportinės veiklos pobūdžio, treniruočių apimties ir intensyvumo bei varžybinių krūvių, bendro režimo, nulemia konkrečias priemones, skirtas darbingumui atkurti. N. I. Volkovas išskiria tokius sportininkų atsigavimo tipus: esamą (stebėjimas darbo metu), skubų (pasibaigus krūviui) ir uždelstą (daug valandų po darbo pabaigos), taip pat po lėtinio pervargimo (vad. stresas – atsigavimas). Reikėtų pažymėti, kad išvardytos reakcijos atliekamos periodiškai atsigaunant dėl ​​energijos suvartojimo įprastu gyvenimu.

Jo charakterį daugiausia lemia funkcinė organizmo būklė. Racionalaus atkūrimo priemonių naudojimo organizavimui būtinas aiškus atsistatymo procesų dinamikos supratimas sportinės veiklos sąlygomis. Taigi dabartinio atsigavimo procese besivystantys funkciniai poslinkiai yra skirti patenkinti padidėjusį organizmo energijos poreikį, kompensuoti padidėjusį biologinės energijos suvartojimą raumenų veiklos procese. Atkuriant energijos sąnaudas, medžiagų apykaitos transformacijos užima pagrindinę vietą.

Organizmo energijos sąnaudų ir jų atsistatymo darbo metu santykis leidžia suskirstyti fizinius krūvius į 3 diapazonus: 1) krūviai, kuriems esant pakanka aerobinio atramos darbui; 2) apkrovos, kuriose kartu su aerobiniu darbu naudojami anaerobiniai energijos šaltiniai, tačiau dar neperžengta deguonies tiekimo į dirbančius raumenis riba; 3) apkrovos, kurioms esant energijos poreikiai viršija srovės atsigavimo galimybes, kurias lydi sparčiai besivystantis nuovargis. Kai kuriose sporto šakose, norint įvertinti reabilitacijos priemonių efektyvumą, patartina analizuoti įvairius neuroraumeninio aparato rodiklius ir naudoti psichologinius testus. Giluminių tyrimų taikymas praktikoje dirbant su aukštos klasės sportininkais, naudojant įvairiausias priemones ir metodus, leidžia įvertinti ankstesnių reabilitacijos priemonių efektyvumą ir nustatyti vėlesnių taktiką. Norint atlikti atkūrimo testą, reikia atlikti patikrinimus kas savaitę arba kas mėnesį. Šių tyrimų dažnumą, tyrimo metodus nustato gydytojas ir treneris, atsižvelgdami į sporto šaką, šio treniruočių laikotarpio krūvių pobūdį, naudojamas reabilitacijos priemones ir individualias sportininko savybes.

5 . Žmonių medžiagų apykaitos būsenų ypatumai raumenų veiklos metu

Metabolizmo būklei žmogaus organizme būdinga daugybė kintamųjų. Intensyvios raumenų veiklos sąlygomis svarbiausias veiksnys, nuo kurio priklauso organizmo metabolinė būklė, yra panaudojimas energijos apykaitos srityje. Žmogaus medžiagų apykaitos būklių kiekybiniam vertinimui raumenų darbo metu siūloma naudoti trijų tipų kriterijus: a) galios kriterijus, atspindinčius energijos virsmo greitį aerobiniuose ir anaerobiniuose procesuose; b) pajėgumo kriterijai, apibūdinantys organizmo energijos atsargas arba bendrą darbo metu įvykusių medžiagų apykaitos pokyčių kiekį; c) veiklos kriterijai, nustatantys aerobinių ir anaerobinių procesų energijos panaudojimo laipsnį atliekant raumenų darbą. Mankštos galios ir trukmės pokyčiai skirtingai veikia aerobinį ir anaerobinį metabolizmą. Tokie aerobinio proceso galios ir pajėgumo rodikliai, kaip plaučių ventiliacijos dydis, deguonies suvartojimo lygis, deguonies tiekimas darbo metu, sistemingai didėja didėjant pratimų trukmei, esant kiekvienai pasirinktai galios vertei. Šie skaičiai pastebimai didėja didėjant darbo intensyvumui visais pratimo laiko intervalais. Anaerobinių energijos šaltinių pajėgumą charakterizuojantys pieno rūgšties maksimalaus susikaupimo kraujyje ir bendro deguonies skolos rodikliai vidutinės jėgos pratimų metu kinta mažai, tačiau ženkliai didėja ilgėjant darbo trukmei atliekant intensyvesnius pratimus.

Įdomu pastebėti, kad esant mažiausioms mankštos galioms, kai pieno rūgšties kiekis kraujyje išlieka pastovus apie 50-60 mg, deguonies skolos laktatinės frakcijos nustatyti praktiškai neįmanoma; taip pat nėra perteklinio anglies dioksido išsiskyrimo, susijusio su kraujo bikarbonatų sunaikinimu pieno rūgšties kaupimosi metu. Galima daryti prielaidą, kad pastebėtas pieno rūgšties kaupimosi kraujyje lygis vis dar neviršija tų ribinių verčių, virš kurių stebimas oksidacinių procesų, susijusių su laktato deguonies skolos pašalinimu, stimuliavimas. Aerobinis medžiagų apykaitos greitis po trumpo delsos laikotarpio (apie 1 minutę), susijęs su mankšta, rodo sisteminį padidėjimą ilgėjant mankštos laikui.

Treniruotės metu ryškus anaerobinių reakcijų padidėjimas, dėl kurio susidaro pieno rūgštis. Padidėjus mankštos galiai, proporcingai didėja ir aerobiniai procesai. Aerobinių procesų intensyvumo padidėjimas padidėjus galiai buvo nustatytas tik atliekant pratimus, kurių trukmė viršijo 0,5 minutės. Atliekant intensyvius trumpalaikius pratimus, sumažėja aerobinė medžiagų apykaita. Bendro deguonies skolos padidėjimas dėl laktato frakcijos susidarymo ir pernelyg didelio anglies dioksido išsiskyrimo randamas tik atliekant tuos pratimus, kurių galios ir trukmės pakanka pieno rūgšties kaupimuisi virš 50- 60 mg%. Atliekant mažos galios pratimus, aerobinių ir anaerobinių procesų rodiklių pokyčiai rodo priešingą kryptį, didėjant galiai, šių procesų pokyčius keičia vienakrypčiai.

Deguonies suvartojimo greičio ir anglies dvideginio išsiskyrimo „pertekliaus“ pratimų metu rodiklių dinamikoje aptinkamas fazės poslinkis, atsigavimo laikotarpiu po darbo pabaigos įvyksta šių rodiklių poslinkių sinchronizavimas. Deguonies suvartojimo parametrų ir pieno rūgšties kiekio kraujyje pokyčiai, pailgėjus atsigavimo laikui po intensyvių pratimų, aiškiai pasireiškia fazių neatitikimais. Nuovargio problema sporto biochemijoje yra viena sunkiausių ir dar toli gražu neišspręsta. Bendriausia forma nuovargis gali būti apibrėžiamas kaip kūno būklė, atsirandanti dėl ilgos ar įtemptos veiklos ir kuriai būdingas darbingumo sumažėjimas. Subjektyviai tai žmogus suvokia kaip vietinio ar bendro nuovargio jausmą. Ilgalaikiai tyrimai leidžia suskirstyti biocheminius veiksnius, ribojančius darbingumą, į tris tarpusavyje susijusias grupes.

Tai, pirma, biocheminiai centrinės nervų sistemos pokyčiai, kuriuos sukelia tiek pats motorinio sužadinimo procesas, tiek proprioreceptiniai impulsai iš periferijos. Antra, tai yra biocheminiai skeleto raumenų ir miokardo pokyčiai, kuriuos sukelia jų darbas ir trofiniai nervų sistemos pokyčiai. Trečia, tai biocheminiai vidinės organizmo aplinkos pokyčiai, priklausantys tiek nuo raumenyse vykstančių procesų, tiek nuo nervų sistemos įtakos. Bendri nuovargio bruožai yra fosfatų makroergų disbalansas raumenyse ir smegenyse, taip pat sumažėjęs ATPazės aktyvumas ir fosforilinimo koeficientas raumenyse. Tačiau nuovargis, susijęs su didelio intensyvumo ir ilgalaikiu darbu, turi tam tikrų specifinių savybių. Be to, biocheminiams pokyčiams nuovargio metu, kurį sukelia trumpalaikė raumenų veikla, būdingas žymiai didesnis gradientas nei vidutinio intensyvumo, bet arti trukmės ribos raumenų veiklos metu. Reikėtų pabrėžti, kad staigus organizmo angliavandenių atsargų sumažėjimas, nors ir turi didelę reikšmę, ribojant darbingumą neturi lemiamos reikšmės. Svarbiausias veiksnys, ribojantis darbingumą, yra ATP lygis tiek pačiuose raumenyse, tiek centrinėje nervų sistemoje.

Tuo pačiu metu negalima ignoruoti biocheminių pokyčių kituose organuose, ypač miokarde. Intensyviai dirbant trumpalaikį darbą, glikogeno ir kreatino fosfato kiekis jame nekinta, didėja oksidacinių fermentų aktyvumas. Dirbant ilgai, gali sumažėti ir glikogeno ir kreatino fosfato kiekis, ir fermentinis aktyvumas. Tai lydi EKG pokyčiai, rodantys distrofinius procesus, dažniausiai kairiajame skilvelyje, rečiau – prieširdžiuose. Taigi nuovargiui būdingi gilūs biocheminiai pokyčiai tiek centrinėje nervų sistemoje, tiek periferijoje, pirmiausia raumenyse. Tuo pačiu metu pastarųjų biocheminių pokyčių laipsnis gali pasikeisti padidėjus darbingumui, kurį sukelia centrinės nervų sistemos poveikis. Dar 1903 m. I. M. rašė apie centrinės nervų sistemos nuovargio prigimtį. Sechenovas. Nuo to laiko duomenys apie centrinio slopinimo vaidmenį nuovargio mechanizme buvo nuolat pildomi. Nekyla abejonių dėl difuzinio slopinimo nuovargio metu, kurį sukelia ilgalaikis raumenų aktyvumas. Jis vystosi centrinėje nervų sistemoje ir vystosi joje sąveikaujant centrui ir periferijai su pirmuoju vaidmeniu. Nuovargis – tai intensyvios ar užsitęsusios veiklos sukeltų organizmo pokyčių pasekmė ir apsauginė reakcija, neleidžianti perėjimui peržengti pavojingų organizmui funkcinių ir biocheminių sutrikimų, keliančių grėsmę jo egzistavimui, ribos.

Tam tikrą vaidmenį nuovargio mechanizme vaidina ir nervų sistemos baltymų bei nukleorūgščių apykaitos sutrikimai. At ilgas bėgimas arba plaukiant su krūviu, sukeliant didelį nuovargį, motoriniuose neuronuose pastebimas RNR lygio sumažėjimas, o ilgai dirbant, bet nevarginantis, jis nekinta arba didėja. Kadangi chemiją ir ypač raumenų fermentų veiklą reguliuoja trofinis nervų sistemos poveikis, galima daryti prielaidą, kad nervinių ląstelių cheminės būklės pokyčiai vystantis apsauginiam slopinimui, kurį sukelia nuovargis, lemia trofinis išcentrinis impulsas, kuris sukelia raumenų chemijos reguliavimo sutrikimus.

Šias trofines įtakas, matyt, atlieka biologiškai aktyvių medžiagų judėjimas išilgai eferentinių skaidulų aksoplazmos, kaip aprašė P. Weiss. Visų pirma, iš periferinių nervų buvo išskirta baltyminė medžiaga, kuri yra specifinis heksokinazės inhibitorius, panašus į šio fermento, kurį išskiria priekinė hipofizė, inhibitorius. Taigi, nuovargis vystosi sąveikaujant centriniams ir periferiniams mechanizmams, turintiems pirmaujančią ir integruojančią reikšmę. Tai siejama tiek su nervinių ląstelių pokyčiais, tiek su refleksiniu ir humoraliniu poveikiu iš periferijos. Biocheminiai pokyčiai nuovargio metu gali būti apibendrinto pobūdžio, lydimi bendrų organizmo vidinės aplinkos pokyčių bei įvairių fiziologinių funkcijų reguliavimo ir koordinacijos sutrikimų (esant ilgalaikiam fiziniam krūviui, apimant dideles raumenų mases). Šie pokyčiai gali būti ir labiau lokalaus pobūdžio, nelydimi reikšmingų bendrų pakitimų, o apsiriboti tik dirbančiais raumenimis ir atitinkamomis nervinių ląstelių bei centrų grupėmis (atliekant trumpalaikį maksimalaus intensyvumo ar ilgalaikį riboto skaičiaus darbą raumenų).

Nuovargis (ir ypač nuovargio jausmas) yra apsauginė reakcija, apsauganti organizmą nuo per didelio funkcinio išsekimo, kuris kelia pavojų gyvybei. Kartu lavina fiziologinius ir biocheminius kompensacinius mechanizmus, sukuria prielaidas atsigavimo procesams ir tolesniam organizmo funkcionalumo bei darbingumo didinimui. Poilsio metu po raumenų darbo atkuriami normalūs biologinių junginių santykiai tiek raumenyse, tiek visame kūne. Jei raumenų darbo metu dominuoja energijos tiekimui būtini kataboliniai procesai, tai poilsio metu vyrauja anabolizmo procesai. Anaboliniams procesams reikalinga energija ATP pavidalu, todėl ryškiausi pokyčiai pastebimi energijos apykaitos srityje, nes ATP nuolat eikvojama poilsio metu, todėl turi būti atkurtos ATP atsargos. Anaboliniai procesai poilsio metu atsiranda dėl katabolinių procesų, vykstančių darbo metu. Poilsio metu resintetinami ATP, kreatino fosfatas, glikogenas, fosfolipidai, raumenų baltymai, normalizuojasi organizmo vandens ir elektrolitų balansas, atkuriamos sunaikintos ląstelių struktūros. Priklausomai nuo bendros biocheminių pokyčių organizme krypties ir laiko, reikalingo atskyrimo procesams, išskiriami du atsistatymo procesų tipai – skubus ir kairinis. Avarinis atsigavimas trunka nuo 30 iki 90 minučių po darbo. Skubaus atsigavimo laikotarpiu pašalinami darbo metu susikaupę anaerobinio skilimo produktai, pirmiausia pieno rūgšties ir deguonies skola. Pasibaigus darbui, deguonies suvartojimas ir toliau yra didesnis, palyginti su ramybės būsena. Šis perteklinis deguonies suvartojimas vadinamas deguonies skola. Deguonies skola visada yra didesnė už deguonies deficitą, ir kuo didesnis darbo intensyvumas ir trukmė, tuo šis skirtumas didesnis.

Poilsio metu ATP sąnaudos raumenų susitraukimams sustoja, o ATP kiekis mitochondrijose padidėja jau pirmosiomis sekundėmis, o tai rodo mitochondrijų perėjimą į aktyvią būseną. ATP koncentracija didėja, padidėja galutinis lygis. Taip pat padidėja oksidacinių fermentų aktyvumas. Tačiau glikogeno fosforilazės aktyvumas smarkiai sumažėja. Pieno rūgštis, kaip jau žinome, yra galutinis gliukozės skilimo produktas anaerobinėmis sąlygomis. Pradiniu poilsio momentu, kai išlieka padidėjęs deguonies suvartojimas, padidėja deguonies tiekimas į raumenų oksidacines sistemas. Be pieno rūgšties oksiduojasi ir kiti eksploatacijos metu susikaupę metabolitai: gintaro rūgštis, gliukozė; o vėlesniuose atsigavimo etapuose ir riebalų rūgštys. Uždelstas atsigavimas trunka ilgai po darbo pabaigos. Visų pirma, tai turi įtakos raumenų darbo metu išnaudojamų struktūrų sintezės procesams, taip pat jonų ir hormonų pusiausvyros atstatymui organizme. Atsigavimo laikotarpiu raumenyse ir kepenyse kaupiasi glikogeno atsargos; šie atsigavimo procesai įvyksta per 12-48 valandas. Patekusi į kraują, pieno rūgštis patenka į kepenų ląsteles, kur pirmiausia sintezuojama gliukozė, o gliukozė yra tiesioginė statybinė medžiaga glikogeno sintetazei, kuri katalizuoja glikogeno sintezę. Glikogeno resintezės procesas turi fazinį pobūdį, kuris pagrįstas superkompensacijos reiškiniu. Superkompensacija (super-atkūrimas) – energijos atsargų perteklius jų poilsio laikotarpiu iki darbinio lygio. Superkompensacija yra priimtinas reiškinys. Sumažėjęs po darbo, glikogeno kiekis poilsio metu padidėja ne tik iki pradinio, bet ir į aukštesnį lygį. Tada nusileidžiama iki pradinio (iki darbinio) lygio ir net šiek tiek žemiau, o po to seka banginis grįžimas į pradinį lygį.

Superkompensacijos fazės trukmė priklauso nuo darbo trukmės ir jo sukeliamų biocheminių pokyčių organizme gylio. Galingas trumpalaikis darbas sąlygoja greitą superkompensacijos fazės pradžią ir greitą pabaigą: atstačius glikogeno atsargas į raumenis, superkompensacijos fazė nustatoma po 3-4 valandų, o baigiasi po 12 valandų. Po ilgo darbo esant vidutinei galiai glikogeno superkompensacija įvyksta po 12 valandų ir baigiasi nuo 48 iki 72 valandų po darbo pabaigos. Superkompensacijos dėsnis galioja visiems biologiniams junginiams ir struktūroms, kurie tam tikru mastu suvartojami ar sutrikdomi raumenų veiklos metu ir resintezuojami ramybės metu. Tai: kreatino fosfatas, struktūriniai ir fermentiniai baltymai, fosfolipidai, ląstelių organelės (mitochondrijos, lizosomos). Po organizmo energijos atsargų resintezės žymiai sustiprėja fosfolipidų ir baltymų resintezės procesai, ypač po sunkaus jėgos darbo, kurį lydi reikšmingas jų skilimas. Struktūrinių ir fermentinių baltymų lygis atstatomas per 12-72 valandas. Atliekant darbus, susijusius su vandens praradimu, atsigavimo laikotarpiu reikia užpildyti vandens ir mineralinių druskų atsargas. Maistas yra pagrindinis mineralinių druskų šaltinis.

6 . Biocheminė kontrolė kovos menuose

Intensyvios raumenų veiklos metu raumenyse susidaro didelis kiekis pieno ir piruvyno rūgščių, kurios pasklinda į kraują ir gali sukelti organizmo metabolinę acidozę, dėl kurios atsiranda raumenų nuovargis, lydimas raumenų skausmų, galvos svaigimo. ir pykinimas. Tokie medžiagų apykaitos pokyčiai yra susiję su organizmo buferinių atsargų išeikvojimu. Kadangi organizmo buferinių sistemų būklė yra svarbi pasireiškus aukštam fiziniam darbingumui, sporto diagnostikoje naudojami BBS rodikliai. KOS rodikliai, kurie paprastai yra santykinai pastovūs, apima: - kraujo pH (7,35-7,45); - рСО2 - dalinis anglies dioksido (Н2СО3 + СО2) slėgis kraujyje (35 - 45 mm Hg); - 5B - standartinis kraujo plazmos bikarbonatas HCOd, kuris, kai kraujas yra visiškai prisotintas deguonimi, yra 22-26 mekv / l; - BB - viso kraujo arba plazmos buferinės bazės (43 - 53 mekv / l) - visos kraujo ar plazmos buferinės sistemos talpos rodiklis; - L/86 - normalios viso kraujo buferinės bazės esant fiziologiniam pH ir alveolių oro CO2 vertėms; - BE - bazių perteklius arba šarminis rezervas (nuo -2,4 iki +2,3 mekv / l) - buferio pertekliaus arba trūkumo rodiklis. CBS rodikliai atspindi ne tik kraujo buferinių sistemų pokyčius, bet ir organizmo kvėpavimo bei šalinimo sistemų būklę. Rūgščių-šarmų pusiausvyros (KOR) būklei organizme būdingas kraujo pH pastovumas (7,34-7,36).

Nustatyta atvirkštinė koreliacija tarp laktato kiekio kraujyje dinamikos ir kraujo pH pokyčių. Pakeitus CBS rodiklius raumenų veiklos metu, galima kontroliuoti organizmo reakciją į fizinį aktyvumą ir sportininko fizinio pasirengimo augimą, nes vieną iš šių rodiklių galima nustatyti biochemine CBS kontrole. Aktyvi šlapimo reakcija (pH) tiesiogiai priklauso nuo organizmo rūgščių-šarmų būsenos. Sergant metaboline acidoze, šlapimo rūgštingumas padidėja iki pH 5, o sergant metaboline alkaloze sumažėja iki pH 7. Lentelėje. 3 paveiksle parodyta šlapimo pH verčių pokyčių kryptis, atsižvelgiant į plazmos rūgščių-šarmų būsenos rodiklius. Taigi imtynės kaip sporto šaka pasižymi dideliu raumenų aktyvumo intensyvumu. Šiuo atžvilgiu svarbu kontroliuoti rūgščių mainus sportininko organizme. Informatyviausias CBS rodiklis yra BE vertė – šarminis rezervas, kuris didėja tobulėjant sportininkų, ypač besispecializuojančių greičio ir jėgos sporto šakose, kvalifikacijai.

Išvada

Apibendrinant galima teigti, kad kovotojų treniruotės ir varžybinė veikla vyksta maždaug maksimaliai apkraunant sportininkų raumenis. Tuo pačiu organizme vykstantys energetiniai procesai pasižymi tuo, kad dėl trumpos anaerobinių pratimų trukmės juos atliekant kraujotakos ir kvėpavimo funkcijos nespėja pasiekti galimo maksimumo. Atlikdamas maksimalų anaerobinį pratimą, sportininkas arba visiškai nekvėpuoja, arba sugeba atlikti tik kelis kvėpavimo ciklus. Atitinkamai, „vidutinė“ plaučių ventiliacija neviršija 20-30% maksimalios. Vienkovių sportininkų varžybų ir treniruočių veiklos nuovargis atsiranda dėl beveik ribinės apkrovos raumenims per visą kovos laikotarpį.

Dėl to pakyla pH lygis kraujyje, pablogėja sportininko reakcija ir atsparumas priešo atakoms. Norint sumažinti nuovargį, treniruočių procese rekomenduojama naudoti glikolitinius anaerobinius krūvius. Dominuojančio židinio sukurtas pėdsakų procesas gali būti gana patvarus ir inertiškas, todėl galima išlaikyti sužadinimą net pašalinus dirginimo šaltinį.

Pasibaigus raumenų darbui, prasideda atsigavimo, arba po darbo, laikotarpis. Jam būdingas kūno funkcijų pasikeitimo laipsnis ir laikas, kurio reikia joms atkurti iki pradinio lygio. Atsigavimo laikotarpio tyrimas yra būtinas norint įvertinti konkretaus darbo sunkumą, nustatyti jo atitiktį kūno galimybėms ir nustatyti būtino poilsio trukmę. Kovotojų motorinių įgūdžių biocheminiai pagrindai yra tiesiogiai susiję su jėgos gebėjimų pasireiškimu, įskaitant dinaminę, sprogstamą ir izometrinę jėgą. Prisitaikymas prie raumenų darbo vyksta per kiekvienos sportininko ląstelės darbą, paremtą energijos apykaita ląstelės gyvavimo procese. Šio proceso pagrindas yra ATP suvartojimas vandenilio ir kalcio jonų sąveikos metu. Kovos menai kaip sporto šaka pasižymi dideliu raumenų aktyvumo intensyvumu. Šiuo atžvilgiu svarbu kontroliuoti rūgščių mainus sportininko organizme. Informatyviausias CBS rodiklis yra BE vertė – šarminis rezervas, kuris didėja tobulėjant sportininkų, ypač besispecializuojančių greičio ir jėgos sporto šakose, kvalifikacijai.

Bibliografija

1. Volkovas N.I. Raumenų veiklos biochemija. - M.: Olimpinis sportas, 2001 m.

2. Volkovas N.I., Oleinikovas V.I. Sporto bioenergetika. - M: Sovietų sportas, 2011 m.

3. Maksimovas D.V., Selujanovas V.N., Tabakovas S.E. Imtynininkų fizinis rengimas. - M: TVT skyrius, 2011 m.

Priglobta Allbest.ru

Panašūs dokumentai

Citoplazmos raumenų ir kaulų sistema. Raumenų audinio struktūra ir cheminė sudėtis. Funkcinė raumenų biochemija. Bioenergetikos procesai raumenų veiklos metu. Fizinių pratimų biochemija. Biocheminiai raumenų pokyčiai patologijoje.

pamoka, pridėta 2009-07-19


Sąvokos esmė ir pagrindinės raumenų veiklos funkcijos. Žmogaus kūno atsigavimo fazė. Atkūrimo rodikliai ir įrankiai, kurie pagreitina procesą. Pagrindinė greitojo čiuožimo fiziologinė charakteristika.

testas, pridėtas 2008-11-30


Treniruočių proceso biocheminis stebėjimas. Laboratorinės kontrolės rūšys. Kūno energijos tiekimo sistema. Sportininkų mitybos ypatybės. Energijos konvertavimo būdai. Treniruotės laipsnis, pagrindiniai adaptacijos tipai, jų savybės.

baigiamasis darbas, pridėtas 2018-01-22


Raumenys kaip žmogaus kūno organai, susidedantys iš raumenų audinio, galinčio susitraukti veikiant nerviniams impulsams, jų klasifikacija ir rūšys, funkcinis vaidmuo. Žmogaus kūno raumenų darbo ypatumai, dinamiški ir statiški.

pristatymas, pridėtas 2013-04-23


Skeleto raumenų masė suaugusiems. Aktyvi raumenų ir kaulų sistemos dalis. Kryžminės dryžuotos raumenų skaidulos. Skeleto raumenų sandara, pagrindinės grupės ir lygiieji raumenys bei jų darbas. Raumenų sistemos amžiaus ypatybės.

kontrolinis darbas, pridėtas 2009-02-19


Biocheminės analizės klinikinėje medicinoje. Kraujo plazmos baltymai. Kepenų, virškinimo trakto ligų, hemostazės sutrikimų, anemijos ir kraujo perpylimo klinikinė biochemija, diabetas, sergant endokrininėmis ligomis.

pamoka, pridėta 2009-07-19


Širdies raumens audinio vystymosi šaltinių, esančių prekordinėje mezodermoje, charakteristikos. Kardiomiocitų diferenciacijos analizė. Širdies raumens audinio struktūros ypatumai. Širdies raumens audinio regeneracijos proceso esmė.

pristatymas, pridėtas 2012-11-07


Biocheminės analizės klinikinėje medicinoje. Visuotinių patologinių reiškinių patocheminiai mechanizmai. Klinikinė biochemija sergant reumatinėmis ligomis, kvėpavimo sistemos, inkstų, virškinamojo trakto ligomis. Hemostazės sistemos pažeidimai.

pamoka, pridėta 2009-07-19


Fizinės ir psichinis vystymasis naujagimio ir kūdikystės vaikas. Ikimokyklinio amžiaus anatominės ir fiziologinės ypatybės. Raumenų sistemos ir skeleto vystymasis jaunesniems vaikams mokyklinio amžiaus. Vaikų brendimo laikotarpis.

pristatymas, pridėtas 2015-10-03


Gerai susiformavusi ir veikianti raumenų ir kaulų sistema – viena pagrindinių tinkamo vaiko vystymosi sąlygų. Susipažinimas su pagrindiniais vaikų skeleto ir raumenų sistemos ypatumais. bendrosios charakteristikos krūtinė naujagimis.

Raumenų sistema ir jos funkcijos

santrumpos, skeleto raumenų apžvalga)

Yra dviejų tipų raumenys: sklandžiai(nevalingas) ir dryžuotas(savavališkas). Lygūs raumenys yra kraujagyslių sienelėse ir kai kuriuose vidaus organuose. Jie sutraukia arba išplečia kraujagysles, per virškinamąjį traktą perkelia maistą, sutraukia šlapimo pūslės sieneles. Skersaruožiai raumenys – tai visi griaučių raumenys, užtikrinantys įvairius kūno judesius. Skersiniams raumenims priklauso ir širdies raumuo, kuris automatiškai užtikrina ritmingą širdies darbą visą gyvenimą. Raumenų pagrindas yra baltymai, kurie sudaro 80–85% raumenų audinio (išskyrus vandenį). Pagrindinė raumenų audinio savybė yra kontraktilumas, jį teikia susitraukiantys raumenų baltymai – aktinas ir miozinas.

Raumenų audinys yra labai sudėtingas. Raumenys turi pluoštinę struktūrą, kiekviena skaidula yra miniatiūrinis raumuo, šių skaidulų derinys sudaro raumenį kaip visumą. raumenų skaidulos, savo ruožtu susideda iš miofibrilės. Kiekviena miofibrilė yra padalinta į pakaitomis šviesias ir tamsias sritis. Tamsios sritys – protofibrilės susideda iš ilgų molekulių grandinių miozinas, lengvesnius formuoja plonesni baltymų gijos aktinas. Kai raumuo yra nesusitraukęs (atsipalaidavęs), aktino ir miozino gijos yra tik iš dalies pažengusios vienas kito atžvilgiu, o kiekvieną miozino giją priešinasi keli jį supantys aktino siūlai. Gilesnis judėjimas vienas kito atžvilgiu sukelia atskirų raumenų skaidulų ir viso raumens miofibrilių sutrumpėjimą (susitraukimą) (2.3 pav.).

Daugybė nervinių skaidulų artėja prie raumens ir nuo jo nukrypsta (reflekso lanko principas) (2.4 pav.). Motorinės (eferentinės) nervinės skaidulos perduoda impulsus iš galvos ir nugaros smegenų, sukeldamos raumenis į darbinę būklę; jutiminės skaidulos perduoda impulsus priešinga kryptimi, informuodamos centrinę nervų sistemą apie raumenų veiklą. Per simpatines nervines skaidulas vyksta medžiagų apykaitos procesų reguliavimas raumenyse, todėl jų veikla prisitaiko prie pasikeitusių darbo sąlygų, prie įvairių raumenų apkrovų. Kiekvienas raumuo yra persmelktas plataus kapiliarų tinklo, per kurį patenka raumenų gyvybei reikalingos medžiagos ir išsiskiria medžiagų apykaitos produktai.

Skeleto raumenys. Skeleto raumenys yra raumenų ir kaulų sistemos struktūros dalis, yra pritvirtinti prie skeleto kaulų ir, susitraukę, pajudina atskiras skeleto grandis, svirtis. Jie dalyvauja palaikant kūno ir jo dalių padėtį erdvėje, suteikia judėjimą einant, bėgant, kramtant, ryjant, kvėpuojant ir kt., generuodami šilumą. Skeleto raumenys turi savybę susijaudinti veikiami nervinių impulsų. Sužadinama susitraukiančios struktūros (miofibrilės), kurios susitraukdamos atlieka tam tikrą motorinį veiksmą – judesį arba įtampą.

Ryžiai. 2.3. Scheminis raumens vaizdas.

Raumenys (L) susideda iš raumenų skaidulų (B) kiekvienas iš jų – iš miofibrilių (IN). Miofibrilė (G) sudarytas iš storų ir plonų miofilamentų (D). Paveiksle pavaizduotas vienas sarkomeras, iš abiejų pusių apribotas linijomis: 1 - izotropinis diskas, 2 - anizotropinis diskas, 3 - mažiau anizotropijos. Daugiafibrilės skerspjūvio terpė (4), suteikia idėją apie šešiakampį storų ir plonų polifilamentų pasiskirstymą

Ryžiai. 2.4. Paprasčiausio reflekso lanko schema:

1 - aferentinis (sensorinis) neuronas, 2 - stuburo mazgas, 3 - tarpkalarinis neuronas, 4 .- nugaros smegenų pilkoji medžiaga, 5 - eferentinis (motorinis) neuronas 6 - motorinių nervų galūnės raumenyse; 7 - jutimo nervo galas odoje

Prisiminkite, kad visi skeleto raumenys susideda iš dryžuotų raumenų. Žmonėse jų yra apie 600 ir dauguma jų yra poriniai. Jų svoris sudaro 35–40% viso suaugusio žmogaus kūno svorio. Skeleto raumenys iš išorės padengti tankiu jungiamojo audinio apvalkalu. Kiekviename raumenyje išskiriama aktyvioji dalis (raumenų kūnas) ir pasyvioji dalis (sausgyslė). Raumenys skirstomi į ilgas trumpas Ir platus.

Raumenys, kurie veikia priešingomis kryptimis, vadinami antagonistai vienakryptis - sinergistų. Tie patys raumenys skirtingose ​​situacijose gali veikti abiem būdais. Žmonėms dažniau pasitaiko fusiform ir kaspino formos. Fusiforminiai raumenys išsidėsčiusios ir funkcionuojančios galūnių ilgųjų kaulų darinių srityje, jos gali turėti du pilvus (dipgastrinius raumenis) ir kelias galvas (dvigalvius, trigalvius, keturgalvius raumenis). Juostos raumenys turi skirtingą plotį ir dažniausiai dalyvauja formuojant kūno sieneles. Plunksniškos struktūros raumenys, turintys didelį fiziologinį skersmenį dėl didelis skaičius trumpos raumenų struktūros, daug stipresnės už tuos raumenis, kurių skaidulų eiga yra tiesi (išilginė) išsidėstymas. Pirmieji vadinami stipriais raumenimis, kurie atlieka mažos amplitudės judesius, antrieji vadinami vikriais, dalyvaujančiais didelės amplitudės judesiuose. Pagal funkcinę paskirtį ir judėjimo kryptį sąnariuose išskiriami raumenys lenkiamieji Ir ekstensoriai, kurie veda Ir eferentiniai, sfinkteriai(suspaudimo) ir plėstuvai.

raumenų jėga nustatomas pagal krovinio svorį, kurį jis gali pakelti iki tam tikro aukščio (arba gali išlaikyti esant maksimaliam sužadinimui), nekeičiant jo ilgio. Raumens stiprumas priklauso nuo raumenų skaidulų jėgų sumos, jų susitraukimo; apie raumenų skaidulų skaičių raumenyse ir funkcinių vienetų skaičių, tuo pat metu susijaudinęs vystantis įtampai; iš pradinis raumenų ilgis(iš anksto įtemptas raumuo išvysto didesnę jėgą); iš sąveikos su skeleto kaulais sąlygos.

Kontraktiškumas raumeniui būdingas jo absoliuti jėga, tie. jėga 1 cm 2 raumenų skaidulų skerspjūvio. Norint apskaičiuoti šį rodiklį, raumenų jėga yra padalinta iš ploto jo fiziologinis skersmuo(t. y. visų raumenų skaidulų, sudarančių raumenį, plotų suma). Pavyzdžiui: vidutiniškai žmogus turi gastrocnemius raumenų jėgą (1 cm 2 raumenų skerspjūvio). - 6,24; kaklo tiesikliai - 9,0; peties trigalvis raumuo - 16,8 kg.

Centrinė nervų sistema reguliuoja raumenų susitraukimo jėgą, keisdama funkcinių vienetų, vienu metu dalyvaujančių susitraukime, skaičių, taip pat jiems siunčiamų impulsų dažnį. Impulsų padidėjimas padidina įtampos dydį.

Raumenų darbas. Raumenų susitraukimo procese potenciali cheminė energija paverčiama potencialia mechanine tempimo energija ir kinetine judėjimo energija. Atskirkite vidinius ir išorinius darbus. Vidinis darbas yra susijęs su trintimi raumenų skaiduloje jos susitraukimo metu. Išorinis darbas pasireiškia perkeliant savo kūną, krovinį, atskiras kūno dalis (dinaminis darbas) erdvėje. Jam būdingas raumenų sistemos darbingumo koeficientas (COP), t.y. atlikto darbo ir bendrų energijos sąnaudų santykis (žmogaus raumenims efektyvumas siekia 15-20%, fiziškai išsivysčiusiems treniruotiems šis rodiklis šiek tiek didesnis).

Statinėmis pastangomis (be judėjimo) galime kalbėti ne apie darbą kaip tokį fizikos požiūriu, o apie darbą, kuris turėtų būti vertinamas pagal organizmo energetinius fiziologinius kaštus.

Raumenys kaip organas. Apskritai raumuo kaip organas yra sudėtingas struktūrinis darinys, atliekantis tam tikras funkcijas, susidedantis iš 72-80% vandens ir 16-20% tankios medžiagos. Raumenų skaidulos susideda iš miofibrilių su ląstelių branduoliais, ribosomomis, mitochondrijomis, sarkoplazminiu tinklu, jautriais nerviniais dariniais – proprioreceptoriais ir kitais funkciniais elementais, užtikrinančiais baltymų sintezę, oksidacinį adenozino trifosforo rūgšties fosforilinimą ir resintezę, medžiagų transportavimą raumenų ląstelės viduje ir kt. raumenų skaidulų funkcionavimo metu. Svarbus struktūrinis ir funkcinis raumens darinys yra motorinis, arba neuromotorinis, vienetas, susidedantis iš vieno motorinio neurono ir jo inervuotų raumenų skaidulų. Priklausomai nuo raumenų skaidulų, dalyvaujančių susitraukimo veiksme, yra maži, vidutiniai ir dideli motoriniai vienetai.

Jungiamojo audinio sluoksnių ir membranų sistema sujungia raumenų skaidulas į vientisą veikiančią sistemą, kuri sausgyslių pagalba perkelia raumenų susitraukimo metu atsirandančią trauką į skeleto kaulus.

Visas raumuo yra persmelktas plačiu kraujotakos ir limfos šakų tinklu. čiulptukai. Raudonosios raumenų skaidulos turi tankesnį kraujagyslių tinklą nei baltas. Jie turi didelę glikogeno ir lipidų atsargą, pasižymi dideliu tonizuojančiu aktyvumu, gebėjimu ilgai treniruotis ir atlikti ilgalaikį dinamišką darbą. Kiekvienoje raudonojoje skaiduloje yra daugiau nei baltos spalvos, mitochondrijų – generatorių ir energijos tiekėjų, apsuptų 3-5 kapiliarais, ir tai sudaro sąlygas intensyvesniam raudonųjų skaidulų aprūpinimui krauju bei aukštam medžiagų apykaitos procesams.

Baltos raumenų skaidulos turi miofibrilių, kurios yra storesnės ir stipresnės nei raudonosios skaidulos miofibrilės, jos greitai susitraukia, bet nepajėgios nuolat įtempti. Baltosios medžiagos mitochondrijos turi tik vieną kapiliarą. Daugumoje raumenų yra skirtingomis proporcijomis raudonų ir baltų skaidulų. Taip pat yra raumenų skaidulų tonikas(galintis lokaliai sužadinti be jo plitimo); fazė,.gali reaguoti į plintančią sužadinimo bangą tiek susitraukimu, tiek atsipalaidavimu; pereinamasis, derinant abi savybes.

raumenų pompa– fiziologinė sąvoka, susijusi su raumenų funkcija ir jos įtaka žmogaus aprūpinimui krauju. Pagrindinis jo veikimas pasireiškia taip: susitraukiant griaučių raumenims sulėtėja arterinio kraujo pritekėjimas į juos ir pagreitėja jo nutekėjimas venomis; atsipalaidavimo laikotarpiu sumažėja venų nutekėjimas, o arterinis pritekėjimas pasiekia maksimumą. Medžiagų mainai tarp kraujo ir audinių skysčio vyksta per kapiliaro sienelę.

Ryžiai. 2.5. Scheminis procesų, vykstančių procese, vaizdavimas

sinapsė susijaudinus:

1 - sinapsinės pūslelės, 2 - presinapsinė membrana, 3 - tarpininkas, 4 - postsinapsinė membrana, 5 - sinapsinis plyšys

Raumenų mechanizmai Raumenų funkcijas reguliuoja įvairios pjūviai centrinės nervų sistemos (CNS) skyriai, kurie iš esmės lemia jų įvairiapusės veiklos pobūdį

(judesio fazės, tonizuojanti įtampa ir kt.). Receptoriai Iš motorinio aparato susidaro motorinio analizatoriaus aferentinės skaidulos, kurios sudaro 30-50% mišrių (aferentinių-eferentinių) nervų skaidulų, nukreipiančių į nugaros smegenis. Raumenų susitraukimas Sukelia impulsus, kurie yra raumenų jausmo šaltinis - kinestezija.

Sužadinimo perdavimas iš nervinės skaidulos į raumenis atliekamas per neuromuskulinė jungtis(2.5 pav.), kuri susideda iš dviejų membranų, atskirtų tarpeliu – presinapsinės (nervinės kilmės) ir postsinapsinės (raumenų kilmės). Veikiant nerviniam impulsui, išsiskiria acetilcholino kiekis, dėl kurio atsiranda elektrinis potencialas, galintis sužadinti raumenų skaidulą. Nervinio impulso greitis per sinapsę yra tūkstančius kartų mažesnis nei nervinėje skaiduloje. Jis atlieka sužadinimą tik raumenų kryptimi. Paprastai per žinduolių neuromuskulinę sinapsę gali praeiti iki 150 impulsų per sekundę. Esant nuovargiui (ar patologijai), sumažėja nervų ir raumenų galūnių mobilumas, gali pasikeisti impulsų pobūdis.

Raumenų susitraukimo chemija ir energija. Raumens susitraukimas ir įtempimas vyksta dėl energijos, išsiskiriančios cheminių transformacijų metu, atsirandančių jam patekus.

nervinio impulso raumenį arba jį tiesiogiai dirginant. Cheminės transformacijos raumenyse vyksta kaip esant deguoniui(aerobinėmis sąlygomis) ir jam nesant(anaerobinėmis sąlygomis).

Adenozino trifosforo rūgšties (ATP) skilimas ir resintezė. Pagrindinis energijos šaltinis raumenų susitraukimui yra ATP (jo yra ląstelės membranoje, tinklelyje ir miozino gijose) skaidymas į adenozino fosforo rūgštį (ADP) ir fosforo rūgštis. Tuo pačiu metu iš kiekvienos gramo ATP molekulės išsiskiria 10 000 kalorijų:

ATP \u003d ADP + HzPO4 + 10 000 kal.

ADP tolesnių transformacijų metu defosforilinamas į adenilo rūgštį. ATP skaidymas stimuliuoja baltymo fermentą aktomioziną (adenozintrifosfatazę). Ramybės būsenoje jis neaktyvus, suaktyvėja susijaudinus raumenų skaiduloms. Savo ruožtu ATP veikia miozino gijas, padidindamas jų išplėtimą. Aktomiozino aktyvumas didėja veikiant Ca jonams, kurie ramybės būsenoje yra sarkoplazminiame tinkle.

ATP atsargos raumenyse yra nereikšmingos ir reikalinga nuolatinė ATP sintezė, kad jie išliktų aktyvūs. Tai atsiranda dėl energijos, gaunamos suskaidžius kreatino fosfatą (CrF) į kreatiną (Cr) ir fosforo rūgštį (anaerobinė fazė). Fermentų pagalba fosfatų grupė iš CRF greitai perkeliama į ADP (per tūkstantąsias sekundės dalis). Tuo pačiu metu kiekvienam CRF moliui išsiskiria 46 kJ:

Taigi, galutinis procesas, užtikrinantis visas raumenų energijos sąnaudas, yra oksidacijos procesas. Tuo tarpu ilgalaikis raumens aktyvumas įmanomas tik esant pakankamai deguonies tiekimui, nes medžiagų, galinčių atiduoti energiją, kiekis anaerobinėmis sąlygomis palaipsniui mažėja. Be to, kaupiasi pieno rūgštis, reakcijos poslinkis į rūgštinę pusę sutrikdo fermentines reakcijas ir gali lemti medžiagų apykaitos slopinimą ir dezorganizaciją bei raumenų darbingumo sumažėjimą. Panašios sąlygos susidaro žmogaus organizme dirbant maksimaliu, submaksimaliu ir dideliu intensyvumu (galia), pavyzdžiui, bėgant trumpas ir vidutines distancijas. Dėl išsivysčiusios hipoksijos (deguonies trūkumo) ATP visiškai neatsistato, atsiranda vadinamoji deguonies skola, kaupiasi pieno rūgštis.

Aerobinė ATP sintezė(sinonimai: oksidacinis fosforilinimas, audinių kvėpavimas) - 20 kartų efektyviau nei anaerobinė energijos gamyba. Anaerobinio aktyvumo ir ilgalaikio darbo metu susikaupusi pieno rūgšties dalis oksiduojama iki anglies dioksido ir vandens (jo 1/4-1/6 dalis), gauta energija panaudojama likusioms pieno rūgšties dalims atstatyti į gliukozę. ir glikogeno, tuo pačiu užtikrinant ATP ir KrF resintezę. Oksidacinių procesų energija taip pat naudojama angliavandenių, reikalingų raumeniui jo tiesioginei veiklai, resintezei.

Apskritai daugiausia energijos raumenų darbui suteikia angliavandeniai. Pavyzdžiui, vykstant gliukozės aerobiniam oksidavimui, susidaro 38 ATP molekulės (palyginimui: anaerobinio angliavandenių skaidymo metu susidaro tik 2 ATP molekulės).

Aerobinio kelio diegimo laikas ATP susidarymas yra 3-4 minutės (treniruotiesiems - iki 1 minutės), maksimali galia yra 350-450 cal / min / kg, laikas išlaikyti maksimalią galią yra dešimtys minučių. Jei ramybės būsenoje aerobinio ATP resintezės greitis mažas, tai fizinio krūvio metu jo galia tampa maksimali ir tuo pačiu aerobinis kelias gali veikti valandas. Tai taip pat labai ekonomiška: šio proceso metu pradinės medžiagos giliai suskaidomos iki galutinių produktų CO2 ir NaO. Be to, aerobinis ATP resintezės kelias panaudojant substratus yra universalus: oksiduojamos visos organinės organizmo medžiagos (aminorūgštys, baltymai, angliavandeniai, riebalų rūgštys, ketoniniai kūnai ir kt.).

Tačiau aerobinis ATP resintezės metodas turi ir trūkumų: 1) jam reikalingas deguonies suvartojimas, kurio tiekimą į raumeninį audinį užtikrina kvėpavimo ir širdies ir kraujagyslių sistemos, o tai, žinoma, yra susiję su jų įtampa; 2) bet kokie veiksniai, turintys įtakos mitochondrijų membranų būklei ir savybėms, sutrikdo ATP susidarymą; 3) aerobinio ATP susidarymo dislokavimas yra ilgas ir mažos galios.

Daugumoje sporto šakų vykdomos raumenų veiklos negali visiškai užtikrinti aerobinis ATP resintezės procesas, todėl organizmas yra priverstas papildomai įtraukti anaerobinius ATP formavimo būdus, kurių išsiskleidimo laikas yra trumpesnis ir proceso maksimali galia yra didesnė ( y., didžiausias ATP kiekis, „susidaro per laiko vienetą) – 1 mol ATP atitinka 7,3 cal, arba 40 J (1 cal == 4,19 J).

Grįžtant prie anaerobinių energijos gamybos procesų, reikėtų paaiškinti, kad jie vyksta bent dviejų tipų reakcijų forma: 1. Kreatino fosfokinazė - kai CrF yra suskaidomas, fosforo grupės, iš kurių perkeliamos į ADP, tuo pačiu metu sintetinant ATP. Tačiau kreatino fosfato atsargos raumenyse yra mažos ir tai sukelia greitą (per 2-4 s) tokio tipo reakcijos išnykimą. 2. Glikolitinis(glikolizė) – vystosi lėčiau, per 2-3 minutes intensyvaus darbo. Glikolizė prasideda nuo raumenų glikogeno atsargų fosforilinimo ir gliukozės kiekio kraujyje. Šio proceso energijos pakanka kelių minučių sunkaus darbo. Šiame etape baigiamas pirmasis glikogeno fosforilinimo etapas ir vyksta pasiruošimas oksidaciniam procesui. Tada ateina antrasis glikolitinės reakcijos etapas – dehidrinimas ir trečiasis – ADP redukavimas į ATP. Glikolitinė reakcija baigiasi susidarant dviem pieno rūgšties molekulėms, po to (per 3-5 min. darbo) išsiskleidžia kvėpavimo procesai, kai anaerobinių reakcijų metu susidariusi pieno rūgštis (laktatas) pradeda oksiduotis.

Biocheminiai rodikliai, skirti įvertinti kreatino fosfato anaerobinį ATP resintezės kelią, yra kreatinino koeficientas ir alaktinio (be pieno rūgšties) deguonies skola. Kreatinino santykis- tai kreatinino išsiskyrimas su šlapimu per dieną 1 kg kūno svorio. Vyrams kreatinino išsiskyrimas svyruoja nuo 18-32 mg per parą x kg, o moterims - 10-25 mg per parą x kg. Tarp kreatino fosfato kiekio ir kreatinino susidarymo jame yra tiesinė priklausomybė. Todėl naudojant kreatinino koeficientą galima įvertinti šio ATP resintezės kelio potencialą.

Biocheminiai organizmo pokyčiai dėl pieno rūgšties kaupimosi kaip glikolizės rezultatas. Jei ramybėje iki gimdos kaklelio veiklos pradžios laktato koncentracija kraujyje yra 1-2 mmol/l, tada po intensyvių, trumpų apkrovų 2-3 minutes ši vertė gali siekti 18-20 mmol/l. Kitas rodiklis, atspindintis pieno rūgšties kaupimąsi kraujyje, yra kraujo kiekis(pH): ramybės būsenoje 7,36, po treniruotės sumažinkite iki 7,0 ar daugiau. Laktato kaupimasis kraujyje lemia jo šarminis rezervas - visų kraujo buferinių sistemų šarminiai komponentai.

Intensyvios raumenų veiklos pabaigą lydi deguonies suvartojimo sumažėjimas – iš pradžių staigiai, vėliau – sklandžiau. Šiuo atžvilgiu paskirstykite du deguonies skolos komponentai: greitas (laktatas) ir lėtas (laktatas). laktatas - tai yra deguonies kiekis, kuris baigus darbą sunaudojamas pieno rūgščiai šalinti: mažesnė dalis oksiduojama į J-bO ir COa, didelė dalis paverčiama glikogenu. Ši transformacija sunaudoja nemažą kiekį ATP, kuris susidaro aerobiškai dėl deguonies, o tai yra laktato skola. Laktato metabolizmas vyksta kepenų ir miokardo ląstelėse.

Vadinamas deguonies kiekis, reikalingas pilnai atliktiems darbams užtikrinti deguonies poreikis. Pavyzdžiui, 400 m bėgime deguonies poreikis yra maždaug 27 litrai. Pasaulio rekordo lygio distanciją nubėgti reikia apie 40 s. Tyrimai parodė, kad per šį laiką sportininkas sugeria 3-4 litrus 02. Todėl 24 litrai yra viso deguonies skolos(apie 90% deguonies poreikio), kuris pašalinamas po varžybų.

Bėgant 100 m deguonies skola gali siekti iki 96% užklausos. 800 m bėgime anaerobinių reakcijų dalis mažėja nežymiai - iki 77%, 10 000 m bėgime - iki 10%, t.y. vyraujanti dalis energijos tiekiama kvėpavimo (aerobinėmis) reakcijomis.

raumenų atpalaidavimo mechanizmas. Kai tik nerviniai impulsai nustoja patekti į raumenų skaidulą, Ca2 jonai, veikiami vadinamojo kalcio siurblio, dėl ATP energijos patenka į sarkoplazminio tinklo cisternas ir jų koncentracija sarkoplazmoje sumažėja iki pradinis lygis. Tai sukelia troponino konformacijos pokyčius, kurie, fiksuodami tropomioziną tam tikroje aktino gijų srityje, neleidžia susidaryti skersiniams tiltams tarp storų ir plonų gijų. Dėl elastinių jėgų, atsirandančių raumenų susitraukimo metu kolageno gijose, supančiose raumeninę skaidulą, atsipalaidavus ji grįžta į pradinę būseną. Taigi raumenų atsipalaidavimo arba atsipalaidavimo procesas, taip pat raumenų susitraukimo procesas yra vykdomas naudojant ATP hidrolizės energiją.

Vykstant raumenų veiklai, raumenyse pakaitomis vyksta susitraukimo ir atsipalaidavimo procesai, todėl raumenų greičio-jėgos savybės vienodai priklauso nuo raumenų susitraukimo greičio ir nuo raumenų gebėjimo atsipalaiduoti.

Trumpas lygiųjų raumenų skaidulų aprašymas. Lygiųjų raumenų skaidulose miofibrilių nėra. Plonos gijos (aktinas) yra prijungtos prie sarkolemos, storos gijos (miozinas) yra raumenų ląstelių viduje. Lygiųjų raumenų skaidulose taip pat nėra rezervuarų su Ca jonais. Veikiant nerviniam impulsui, Ca jonai lėtai patenka į sarkoplazmą iš ekstraląstelinio skysčio ir taip pat lėtai išeina, kai nerviniai impulsai nustoja ateiti. Todėl lygiųjų raumenų skaidulos susitraukia lėtai ir lėtai atsipalaiduoja.

Bendra skeleto apžvalga žmogaus raumenys. Liemens raumenys(2.6 ir 2.7 pav.) apima krūtinės, nugaros ir pilvo raumenis. Krūtinės raumenys dalyvauja viršutinių galūnių judesiuose, taip pat atlieka savanoriškus ir nevalingus kvėpavimo judesius. Kvėpavimo krūtinės raumenys vadinami išoriniais ir vidiniais tarpšonkauliniais raumenimis. Diafragma taip pat priklauso kvėpavimo raumenims. Nugaros raumenys susideda iš paviršinių ir giliųjų raumenų. Paviršutiniškai suteikia tam tikrą viršutinių galūnių, galvos ir kaklo judėjimą. Giliai ("kamieno lygintuvai") yra pritvirtinti prie stuburo slankstelių ataugų ir ištempti išilgai stuburo. Nugaros raumenys dalyvauja išlaikant vertikalią kūno padėtį, esant stipriam įtempimui (susitraukimui) kūnas atsilenkia. Pilvo raumenys palaiko spaudimą pilvo ertmės viduje (pilvo presas), dalyvauja kai kuriuose kūno judesiuose (kūno lenkimas į priekį, pakrypimai ir posūkiai į šonus), kvėpavimo procese.

Galvos ir kaklo raumenys imituoti, kramtyti ir judinti galvą ir kaklą. Mimikos raumenys vienu galu tvirtinasi prie kaulo, kitu – prie veido odos, kai kurie gali prasidėti ir baigtis odoje. Mimikos raumenys suteikia veido odos judesius, atspindi įvairias psichines žmogaus būsenas, palydi kalbą ir yra svarbūs bendraujant. Kramtomi raumenys susitraukimo metu sukelia apatinio žandikaulio judėjimą į priekį ir į šonus. Kaklo raumenys dalyvauja galvos judesiuose. Užpakalinė raumenų grupė, įskaitant pakaušio raumenis, su tonizuojančiu (nuo žodžio „tonusas“) susitraukimu laiko galvą vertikalioje padėtyje.

Ryžiai. 2.6. Priekinės kūno pusės raumenys (pagal Sylvanovičius):

1 - laikinasis raumuo, 2 - kramtomasis raumuo, 3 - sternocleidomastoidinis raumuo, 4 - didžioji krūtinė, 5 - vidurinis skaleninis raumuo, b - išorinis įstrižasis pilvo raumuo, 7 - vidurinis platus šlaunies raumuo, 8 - platus šoninis šlaunies raumuo, 9 - tiesusis šlaunikaulis, 10 - Sartorijus, 11 - jautrūs raumenys 12 - vidinis įstrižas pilvo raumuo, 13 - tiesusis pilvas, 14 - bicepsas petys, 15 ~ išoriniai tarpšonkauliniai raumenys, 16 - apskritas burnos raumuo, 17 - apskritas akies raumuo, 18 - kaktos raumuo

Viršutinių galūnių raumenys užtikrinti pečių juostos, peties, dilbio judėjimą ir pajudinti ranką bei pirštus. Pagrindiniai antagonistiniai raumenys yra bicepsas (lenkiamasis) ir tricepsas (tiesiamieji) pečių raumenys. Viršutinės galūnės ir, svarbiausia, rankos judesiai yra labai įvairūs. Taip yra dėl to, kad ranka tarnauja kaip žmogaus darbo organas.

Ryžiai. 2.7. Užpakalinės kūno dalies raumenys (pagal Sylvanovičius):

1 - rombinis raumuo, 2 - kūno lygintuvas, 3 - gilieji sėdmenų raumenų raumenys, 4 - šlaunies dvigalvis raumuo, 5 - blauzdos raumuo, 6 - Achilo sausgyslė, 7 - didžiausias sėdmens raumuo, 8 - platus nugaros raumuo, 9 - deltinis, 10 - trapecinis raumuo

Apatinių galūnių raumenys užtikrinti klubo, blauzdos ir pėdos judėjimą. Šlaunų raumenys atlieka svarbų vaidmenį išlaikant vertikalią kūno padėtį, tačiau žmonėms jie yra labiau išsivystę nei kitų stuburinių gyvūnų. Blauzdą judantys raumenys yra ant šlaunies (pavyzdžiui, keturgalvis raumuo, kurio funkcija kelio sąnaryje ištiesti blauzdą; šio raumens antagonistas yra dvigalvis šlaunies raumuo). Pėdą ir pirštus varo raumenys, esantys ant blauzdos ir pėdos. Pirštų lenkimas atliekamas susitraukiant ant pado esančius raumenis, o ištiesimas - blauzdos ir pėdos priekinio paviršiaus raumenimis. Daugelis šlaunies, blauzdos ir pėdos raumenų dalyvauja išlaikant žmogaus kūną vertikalioje padėtyje.

Raumenų aktyvumas - susitraukimas ir atsipalaidavimas vyksta privalomai naudojant energiją, kuri išsiskiria ATP hidrolizės metu ATP + H 2 0 ADP + H 3 P0 4 + energija ramybėje, ATP koncentracija raumenyse yra apie 5 mmol / l ir , atitinkamai, 1 mmol ATP fiziologinėmis sąlygomis atitinka maždaug 12 cal arba 50 J (1 cal = 4,18 J)

Suaugusio žmogaus raumenų masė sudaro apie 40% kūno svorio. Raumenis auginantys sportininkai gali pasiekti 60% ar daugiau savo kūno svorio raumenų masės. Ramybės būsenos suaugusio žmogaus raumenys sunaudoja apie 10% viso į organizmą patenkančio deguonies. Intensyviai dirbant deguonies suvartojimas raumenyse gali padidėti iki 90% viso suvartojamo deguonies kiekio.

Energijos šaltiniai aerobinei ATP resintezei yra angliavandeniai, riebalai ir aminorūgštys, kurių skaidymą užbaigia Krebso ciklas. Krebso ciklas yra paskutinė katabolizmo stadija, kurios metu acetilkofermentas A oksiduojamas iki CO2 ir H20. Šio proceso metu iš rūgščių (isocitrinės, a-ketoglutaro, gintaro ir obuolių rūgšties) pašalinamos 4 poros vandenilio atomų, todėl oksiduojantis vienai acetilkofermento A molekulei susidaro 12 ATP molekulių.

ANAEROBINIAI ATP RESINTEZĖS KELIAI Anaerobiniai ATP resintezės keliai (kreatino fosfatas, glikolitinis) yra papildomi ATP susidarymo būdai tais atvejais, kai pagrindinis ATP gavimo būdas – aerobinis – negali užtikrinti raumenų veiklos reikiamu energijos kiekiu. Tai atsitinka pirmosiomis bet kokio darbo minutėmis, kai audinių kvėpavimas dar nėra visiškai išsiskleidęs, taip pat atliekant didelės galios fizinius krūvius.

Glikolitinis ATP resintezės kelias Šis resintezės kelias, kaip ir kreatino fosfatas, priklauso anaerobiniams ATP formavimosi keliams. Energijos šaltinis, reikalingas ATP resintezei, šiuo atveju yra raumenų glikogenas, kurio koncentracija sarkoplazmoje svyruoja tarp 0,2-3%. Anaerobiškai skaidant glikogeną iš jo molekulės, veikiant fermentui fosforilazei, galinės gliukozės likučiai pakaitomis atskeliami į gliukozės-1-fosfatą. Be to, gliukozės-1-fosfato molekulės per eilę nuoseklių etapų (jų yra tik 10) paverčiamos pieno rūgštimi (laktatu).

Adenilatkinazės (miokinazės) reakcija Adenilatkinazės (arba miokinazės) reakcija vyksta raumenų ląstelėse, kai jose labai susikaupia ADP, o tai dažniausiai stebima prasidėjus nuovargiui. Adenilatkinazės reakciją pagreitina fermentas adenilatkinazė (miokinazė), esantis miocitų sarkoplazmoje. Šios reakcijos metu viena ADP molekulė perkelia savo fosfato grupę į kitą ADP, todėl susidaro ATP ir AMP: ADP + ADP ATP + AMP

Dirbkite didžiausios galios zonoje Tęskite s. Pagrindinis ATP šaltinis tokiomis sąlygomis yra kreatino fosfatas. Tik darbo pabaigoje kreatino fosfato reakcija pakeičiama glikolize. Didžiausios galios zonoje atliekamų fizinių pratimų pavyzdys – sprintas, šuoliai į tolį ir šuoliai į aukštį, kai kurie gimnastikos pratimai, štangos kėlimas

Darbas submaksimalaus galios zonoje Trukmė iki 5 min. Pagrindinis ATP resintezės mechanizmas yra glikolitinis. Darbo pradžioje, kol glikolizė nepasiekia maksimalaus greičio, ATP susidaro dėl kreatino fosfato, o darbo pabaigoje glikolizę pradeda keisti audinių kvėpavimas. Darbas submaksimalios galios zonoje pasižymi didžiausia deguonies skola – iki 20 litrų. Pratimų šioje jėgos zonoje pavyzdžiai yra bėgimas vidutinio nuotolio, sprinto plaukimas, važiavimas dviračiu ir sprintas čiuožimas.

Darbas didelės galios zonoje Trukmė iki 30 min. Darbui šioje zonoje būdingas maždaug toks pat glikolizės ir audinių kvėpavimo indėlis. ATP resintezės kreatino fosfato kelias funkcionuoja tik pačioje darbo pradžioje, todėl jo dalis bendrame šio darbo energijos tiekime yra nedidelė. Pratimų pavyzdžiai šioje jėgos zonoje yra 5000 m čiuožimas, lygumų slidinėjimas, vidutinių ir ilgų nuotolių plaukimas.

Darbas vidutinio stiprumo zonoje Tęsiamas ilgiau nei 30 minučių. Energijos tiekimas raumenų veiklai daugiausia vyksta aerobiniu būdu. Tokios jėgos darbo pavyzdys yra maratono bėgimas, lengvosios atletikos krosas, lenktyninis ėjimas, plento dviračių sportas, ilgų nuotolių slidinėjimas.

Naudinga informacija Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) pagrindinis energijos vienetas yra džaulis (J), o galios vienetas yra vatas (W). 1 džaulis (J) = 0,24 kalorijos (cal). 1 kilodžaulis (kJ) \u003d 1000 J. 1 kalorija (cal) \u003d 4,184 J. 1 kilokalorija (kcal) \u003d 1000 cal \u003d 4184 J. 1 vatas (W) 1 - 03 d \u003 \u003 s -1. 1 kilovatas (kW) \u003d 1000 W. 1 kg-m-s "1 \u003d 9,8 W. 1 arklio galia (AG) \u003d 735 vatai. Norint išreikšti ATP resintezės kelių galią J / min-kg, šio kriterijaus reikšmę cal / min-kg reikia padauginti iš 4,18, o gauti galios vertę W / kg - padauginti iš 0,07.

SUraumenų skaidulų struktūra ir susitraukimas.

Raumenų susitraukimas gyvoje sistemoje yra mechanocheminis procesas. Šiuolaikinis mokslas tai laiko tobuliausia biologinio mobilumo forma. Biologiniai objektai „išvystė“ raumenų skaidulų susitraukimą kaip judėjimo erdvėje būdą (o tai gerokai praplėtė jų gyvenimo galimybes).

Prieš raumenų susitraukimą vyksta įtempimo fazė, kuri yra darbo, atliekamo tiesiogiai ir geru efektyvumu (30-50%) paverčiant cheminę energiją mechanine energija, rezultatas. Potencialios energijos kaupimasis įtempimo fazėje perkelia raumenį į galimo, bet dar nerealizuoto susitraukimo būseną.

Gyvūnai ir žmonės turi (ir žmonės mano, kad jie jau buvo gerai ištirti) du pagrindiniai raumenų tipai: dryžuotas ir lygus. dryžuoti raumenys arba prie kaulų prisitvirtinęs skeletas (išskyrus širdies raumens dryžuotas skaidulas, kurių sudėtis skiriasi nuo skeleto raumenų). Sklandžiai raumenis palaiko vidaus organų ir odos audinius bei formuoja kraujagyslių sienelių, taip pat žarnyno raumenis.

Sporto biochemijoje jie mokosi griaučių raumenys, „konkrečiai atsakingas“ už sportinius rezultatus.

Raumenys (kaip makrodarinys, priklausantis makroobjektui) susideda iš individualių raumenų skaidulų(mikro dariniai). Raumenyje jų yra tūkstančiai, atitinkamai raumenų pastangos yra neatsiejama vertė, apibendrinanti daugelio atskirų skaidulų susitraukimus. Yra trijų tipų raumenų skaidulos: baltas sparčiai mažėja , tarpinis Ir raudona lėtai mažėja. Skaidulų tipai skiriasi savo energijos tiekimo mechanizmu ir yra valdomi skirtingų motorinių neuronų. Raumenų tipai skiriasi skaidulų tipų santykiu.

Atskiros raumenų skaidulos – siūlinis formavimas be ląstelių – simplastas. Simplastas „neatrodo kaip ląstelė“: jis yra stipriai pailgos formos, ilgis nuo 0,1 iki 2–3 cm, sartorius raumenyse iki 12 cm, o storis nuo 0,01 iki 0,2 mm. Simplastas yra apsuptas apvalkalo - sarkolema prie kurio paviršiaus tinka kelių motorinių nervų galūnės. Sarkolemma yra dvisluoksnė lipoproteinų membrana (10 nm storio), sustiprinta kolageno skaidulų tinklu. Atsipalaidavę po susitraukimo, jie grąžina simpplastą į pradinę formą (4 pav.).

Ryžiai. 4. Atskirkite raumenų skaidulas.

Išoriniame sarkolemos membranos paviršiuje elektrinis membranos potencialas visada išlaikomas, net ramybės būsenoje yra 90-100 mV. Potencialo buvimas yra būtina raumenų skaidulų valdymo sąlyga (kaip automobilio akumuliatorius). Potencialas susidaro dėl aktyvaus (tai reiškia su energijos sąnaudomis - ATP) medžiagų pernešimo per membraną ir jos selektyvaus pralaidumo (pagal principą - „įleisiu arba išleisiu, ką noriu“). Todėl simpplasto viduje kai kurie jonai ir molekulės kaupiasi didesnėmis koncentracijomis nei išorėje.

Sarkolemma gerai pralaidi K + jonams - jie kaupiasi viduje, o Na + jonai pašalinami išorėje. Atitinkamai, Na + jonų koncentracija tarpląsteliniame skystyje yra didesnė nei K + jonų koncentracija simpplasto viduje. PH pokytis į rūgšties pusę (pvz., pieno rūgšties susidarymo metu) padidina sarkolemos pralaidumą stambiamolekulinėms medžiagoms (riebalų rūgštims, baltymams, polisacharidams), kurios paprastai pro ją nepraeina. Mažos molekulinės masės medžiagos (gliukozė, pieno ir piruvo rūgštys, ketoniniai kūnai, aminorūgštys, trumpi peptidai) lengvai prasiskverbia (difuzuoja) per membraną.

Simplasto vidinis turinys yra sarkoplazma- tai koloidinė baltymo struktūra (konsistencija primena želė). Suspenduotoje būsenoje jame yra glikogeno intarpų, riebalų lašų, ​​į jį „įterptos“ įvairios tarpląstelinės dalelės: branduoliai, mitochondrijos, miofibrilės, ribosomos ir kt.

Susitraukiantis „mechanizmas“ simplasto viduje - miofibrilės. Tai ploni (Ø 1 – 2 mikronai) raumenų gijos, ilgi – beveik prilygsta raumeninės skaidulos ilgiui. Nustatyta, kad netreniruotų raumenų simpastuose miofibrilės išsidėsčiusios ne tvarkingai, išilgai simpasto, o išsidėsčiusios ir nukrypusios, o treniruotuose miofibrilės yra orientuotos išilgai išilginės ašies ir taip pat sugrupuotos į ryšulius, pvz. virvėse. (Sukant dirbtinius ir sintetinius pluoštus, polimero makromolekulės iš pradžių nėra išsidėsčiusios griežtai išilgai pluošto ir, kaip ir sportininkai, yra „atkakliai treniruojamos“ - teisingai orientuojamos - išilgai pluošto ašies, pakartotinai pervyniojant: žiūrėkite ilgus seminarus adresu ZIV ir Khimvolokno).

Šviesos mikroskopu galima pastebėti, kad miofibrilės iš tiesų yra „kryžminės juostos“. Jie kaitalioja šviesias ir tamsias sritis – diskus. Tamsūs ratlankiai A (anizotropiniuose) baltymuose yra daugiau nei šviesių diskų aš (izotropinis). Lengvi diskai, kertami membranomis Z (telofragmos) ir miofibrilių plotas tarp dviejų Z - vadinamos membranomis sarkomeras. Miofibrilė susideda iš 1000 - 1200 sarkomerų (5 pav.).

Visos raumenų skaidulos susitraukimas susideda iš pavienių susitraukimų sarkomerai. Sutraukdami kiekvieną atskirai, visi sarkomerai kartu sukuria vientisą jėgą ir atlieka mechaninį darbą, kad sutrauktų raumenis.

Sarkomero ilgis svyruoja nuo 1,8 µm ramybės būsenoje iki 1,5 µm esant vidutiniam susitraukimui ir iki 1 µm esant visiškam susitraukimui. Tamsių ir šviesių sarkomerų diskuose yra protofibrilių (miofilamentų) – baltymų siūlinių struktūrų. Jie būna dviejų tipų: stori (Ø – 11 – 14 nm, ilgis – 1500 nm) ir ploni (Ø – 4 – 6 nm, ilgis – 1000 nm).

Ryžiai. 5. Miofibrilių brėžinys.

šviesos diskai ( aš ) susideda tik iš plonų protofibrilių ir tamsių diskų ( A ) - iš dviejų tipų protofibrilių: plonų, sujungtų membrana, ir storų, sutelktų atskiroje zonoje ( H ).

Su sarkomero susitraukimu tamsaus disko ilgis ( A ) nesikeičia, o šviesos disko ilgis ( aš ) mažėja, nes plonos protofibrilės (šviesūs diskai) juda į tarpus tarp storųjų (tamsių diskų). Protofibrilių paviršiuje yra specialių ataugų – sąaugų (apie 3 nm storio). „Darbinėje padėtyje“ jie sudaro ryšį (skersiniais tilteliais) tarp storų ir plonų protofibrilių gijų (6 pav.). Kai sumažinama Z -membranos remiasi į storų protofibrilių galus, o plonos protofibrilės gali net apvynioti storas. Per didelio susitraukimo metu plonų gijų galai sarkomero centre apvyniojami, o storų protofibrilių galai susiglamžo.

Ryžiai. 6. Spyglių susidarymas tarp aktino ir miozino.

Raumenų skaidulos tiekiamos energija per sarkoplazminis tinklas(ji taip pat sarkoplazminis tinklas) - išilginių ir skersinių kanalėlių, membranų, burbuliukų, skyrių sistemos.

Sarkoplazminiame tinkle įvairūs biocheminiai procesai vyksta organizuotai ir kontroliuojamai, tinklas apima viską kartu ir kiekvieną miofibrilę atskirai. Tinklelyje yra ribosomos, jos vykdo baltymų sintezę, o mitochondrijos – „ląstelinės energijos stotys“ (pagal mokyklinio vadovėlio apibrėžimą). Tiesą sakant mitochondrijos yra pastatyti tarp miofibrilių, o tai sukuria optimalias sąlygas raumenų susitraukimo proceso energijos tiekimui. Nustatyta, kad treniruotuose raumenyse mitochondrijų yra daugiau nei tuose pačiuose netreniruotuose.

Raumenų cheminė sudėtis.

vandens su palieka 70-80% raumenų masės.

Voverės. Baltymai sudaro 17–21 % raumenų masės: maždaug 40 % visų raumenų baltymų yra susitelkę miofibrilėse, 30 % – sarkoplazmoje, 14 % – mitochondrijose, 15 % – sarkolemose, likusi dalis – branduoliuose ir kitose ląstelių organelėse.

Raumenų audinyje yra fermentų miogeniniai baltymai grupės, mioalbuminas- saugojimo baltymas (jo kiekis palaipsniui mažėja su amžiumi), raudonasis baltymas mioglobinas- chromoproteinas (vadinamas raumenų hemoglobinu, jis suriša deguonį labiau nei kraujo hemoglobinas), taip pat globulinai, miofibriliniai baltymai. Daugiau nei pusė miofibrilinių baltymų yra miozinas, apie ketvirtadalį aktinas, likusi dalis - tropomiozinas, troponinas, α- ir β-aktininai, fermentai kreatino fosfokinazės, deaminazė ir kt. Raumenų audinyje yra branduolinisvoverės- nukleoproteinai, mitochondrijų baltymai. Baltymuose stroma, raumeninio audinio pynimas, - pagrindinė dalis - kolageno Ir elastinas sarkolemos, taip pat miostrominai (susiję su Z - membranos).

Įtirpūs azoto junginiai.Žmogaus skeleto raumenyse yra įvairių vandenyje tirpių azoto junginių: ATP nuo 0,25 iki 0,4 proc. kreatino fosfatas (CrF)- nuo 0,4 iki 1% (treniruotės metu jo kiekis didėja), jų skilimo produktai - ADP, AMP, kreatinas. Be to, raumenyse yra dipeptido karnozinas, apie 0,1 - 0,3%, dalyvauja raumenų darbingumo atstatyme nuovargio metu; karnitinas, atsakingas už riebalų rūgščių pernešimą per ląstelių membranas; amino rūgštys, o tarp jų vyrauja glutamo rūgštis (ar tai nepaaiškina mononatrio glutamato naudojimo, skaitykite prieskonių sudėtį, kad maistas pajustų mėsos skonį); purino bazės, karbamidas ir amoniakas. Skeleto raumenyse taip pat yra apie 1,5 proc. fosfatidai, dalyvauja audinių kvėpavime.

Be azoto jungtys. Raumenyse yra angliavandenių, glikogeno ir jo medžiagų apykaitos produktų, taip pat riebalų, cholesterolio, ketoninių kūnų ir mineralinių druskų. Priklausomai nuo dietos ir treniruotės laipsnio, glikogeno kiekis svyruoja nuo 0,2 iki 3%, o treniruotės padidina laisvojo glikogeno masę. Atsarginiai riebalai raumenyse kaupiasi ištvermės treniruočių metu. Su baltymais susietų riebalų yra maždaug 1%, o raumenų skaidulų membranose gali būti iki 0,2% cholesterolio.

Mineralai. Raumenų audinio mineralinės medžiagos sudaro apie 1–1,5% raumenų masės, daugiausia tai yra kalio, natrio, kalcio, magnio druskos. Mineraliniai jonai, tokie kaip K +, Na +, Mg 2+, Ca 2+, Cl -, HP0 4 ~, atlieka svarbų vaidmenį biocheminiuose procesuose raumenų susitraukimo metu (jie yra „sporto“ papilduose ir mineraliniame vandenyje).

Raumenų baltymų biochemija.

Pagrindinis susitraukiantis baltymas raumenyse miozinas reiškia fibrilinius baltymus (molekulinė masė yra apie 470 000). Svarbi miozino savybė yra gebėjimas sudaryti kompleksus su ATP ir ADP molekulėmis (tai leidžia „atimti“ energiją iš ATP) ir su baltymu – aktinu (kuris leidžia išlaikyti susitraukimą).

Miozino molekulė turi neigiamą krūvį ir specifiškai sąveikauja su Ca ++ ir Mg ++ jonais. Miozinas, esant Ca ++ jonams, pagreitina ATP hidrolizę ir todėl pasižymi fermentiniu poveikiu. Adenozino trifosfato aktyvumas:

miozinas-ATP+H2O → miozinas + ADP + H3PO4 + darbas(energija 40 kJ/mol)

Miozino baltymą sudaro dvi identiškos, ilgos polipeptidinės α grandinės, susisukusios kaip dviguba spiralė, 7 pav. Veikiant proteolitiniams fermentams, miozino molekulė skyla į dvi dalis. Viena iš jo dalių gali susijungti su aktinu, sudarydama aktomioziną. Ši dalis yra atsakinga už adenozino trifosfatazės aktyvumą, kuris priklauso nuo terpės pH, optimalus yra pH 6,0 - 9,5, taip pat KCl koncentracija. Akomiozino kompleksas suyra esant ATP, bet yra stabilus, kai nėra laisvo ATP. Antroji miozino molekulės dalis taip pat susideda iš dviejų susuktų spiralių, kurie dėl elektrostatinio krūvio suriša miozino molekules į protofibriles.

Ryžiai. 7. Akomiozino sandara.

Antrasis pagrindinis susitraukiantis baltymas aktinas(7 pav.). Jis gali egzistuoti trijų formų: monomerinis (rutulinis), dimerinis (rutulinis) ir polimerinis (fibrilinis). Monomerinis rutulinis aktinas, kai jo polipeptidinės grandinės yra sandariai supakuotos į kompaktišką sferinę struktūrą, yra susijęs su ATP. Skaldydami ATP, aktino monomerai - A, sudaro dimerus, įskaitant ADP: A - ADP - A. Polimerinis fibrilinis aktinas yra dviguba spiralė, susidedanti iš dimerų, pav. 7.

Rutulinis aktinas, esant K +, Mg ++ jonams, virsta fibriliniu aktinu, o gyvuose raumenyse vyrauja fibrilinis aktinas.

Miofibrilėse yra didelis kiekis baltymų tropomiozinas, kuris susideda iš dviejų – α-spiralinių polipeptidinių grandinių. Ramybės raumenyse jis sudaro kompleksą su aktinu ir blokuoja jo aktyvius centrus, nes aktinas gali prisijungti prie Ca ++ jonų ir jie pašalina šią blokadą.

Molekuliniame lygmenyje storos ir plonos sarkomero protofibrilės sąveikauja elektrostatiškai, nes turi specialias sritis – ataugas ir išsikišimus, kuriuose susidaro krūvis. A disko srityje storos protofibrilės yra sudarytos iš pluošto išilgai orientuotų miozino molekulių, plonos protofibrilės yra radialiai aplink storąsias, sudarydamos struktūrą, panašią į daugiagyslį kabelį. Centrinėje storų protofibrilių M juostoje miozino molekulės yra sujungtos savo "uodegomis", o jų išsikišusios "galvos" - ataugos nukreiptos į skirtingas puses ir išsidėsčiusios išilgai taisyklingų spiralinių linijų. Tiesą sakant, priešais juos fibrilinio aktino spiralėse, tam tikru atstumu viena nuo kitos, taip pat išsikiša monomeriniai aktino rutuliukai. Kiekvienas pristatymas turi aktyvus centras, dėl kurių galimas sąaugų susidarymas su miozinu. Sarkomerų Z formos membranos (kaip kintamieji pjedestalai) sujungia plonas protofibriles.

Susitraukimo ir atsipalaidavimo biochemija.

Ciklinės biocheminės reakcijos, atsirandančios raumenyje susitraukimo metu, užtikrina pakartotinį sąaugų susidarymą ir sunaikinimą tarp „galvų“ – storų protofibrilių miozino molekulių ataugų ir išsikišimų – plonų protofibrilių aktyvių centrų. Darbas, susijęs su sukibimų formavimu ir aktino gijos skatinimu išilgai miozino gijos, reikalauja tikslios kontrolės ir didelių energijos sąnaudų. Realiai skaidulų susitraukimo momentu kiekviename aktyviame centre – atbrailoje – susidaro apie 300 sąaugų per minutę.

Kaip jau minėjome anksčiau, tik ATP energija gali būti tiesiogiai paversta mechaniniu raumenų susitraukimo darbu. ATP, hidrolizuotas miozino fermentinio centro, sudaro kompleksą su visu baltymu miozinu. ATP-miozino komplekse, prisotintame energijos, miozinas keičia savo struktūrą, o kartu ir išorinius „matmenis“ ir tokiu būdu atlieka mechaninį darbą, kad sutrumpintų miozino gijos ataugą.

Ramybės raumenyse miozinas vis dar yra susijęs su ATP, bet per Mg ++ jonus be hidrolizinio ATP skilimo. Miozino ir aktino sąaugoms susidaryti ramybės būsenoje neleidžia tropomiozino ir troponino kompleksas, blokuojantis aktyvius aktino centrus. Blokada palaikoma ir ATP neskaldoma, kol Ca ++ jonai yra prijungti. Kai nervinis impulsas pasiekia raumenų skaidulą, ji atsipalaiduoja pulso siųstuvas- neurohormonas acetilcholinas. Su Na + jonais neutralizuojamas sarkolemos vidinio paviršiaus neigiamas krūvis ir įvyksta jo depoliarizacija. Šiuo atveju Ca ++ jonai išsiskiria ir prisijungia prie troponino. Savo ruožtu troponinas praranda krūvį, dėl to išsilaisvina aktyvieji centrai – aktino gijų išsikišimai ir atsiranda sąaugų tarp aktino ir miozino (nes jau pašalintas plonų ir storų protofibrilių elektrostatinis atstūmimas). Dabar, esant Ca ++, ATP sąveikauja su miozino fermentinio aktyvumo centru ir skyla, o konvertuoto komplekso energija naudojama sukibimui mažinti. Aukščiau aprašyta molekulinių įvykių grandinė yra panaši į elektros srovę, kuri įkrauna mikrokondensatorių, jos elektros energija iš karto paverčiama mechaniniu darbu vietoje ir vėl reikia įkrauti (jei norite judėti toliau).

Po sukibimo plyšimo ATP nėra suskaidomas, o vėl sudaro fermento-substrato kompleksą su miozinu:

M–A + ATP -----> M – ATP + A arba

M-ADP-A + ATP ----> M-ATP + A + ADP

Jei šiuo momentu ateina naujas nervinis impulsas, tai kartojasi „įkrovimo“ reakcijos, jei kitas impulsas neateina, raumuo atsipalaiduoja. Atsipalaidavimo metu susitraukusio raumens grįžimą į pradinę būseną užtikrina raumens stromos baltymų elastinės jėgos. Iškeldami šiuolaikines raumenų susitraukimo hipotezes, mokslininkai teigia, kad susitraukimo momentu aktino gijos slysta išilgai miozino gijų, o jų trumpėjimas galimas ir dėl susitraukiančių baltymų erdvinės struktūros pokyčių (spiralės formos pokyčių).

Ramybės būsenoje ATP turi plastifikacinį poveikį: jungdamasis su miozinu, neleidžia susidaryti jo sąaugoms su aktinu. Skildamas raumenų susitraukimo metu, ATP suteikia energijos sukibimo sutrumpėjimo procesui, taip pat „kalcio siurblio“ darbui – Ca ++ jonų tiekimui. ATP skilimas raumenyse vyksta labai dideliu greičiu: iki 10 mikromolių 1 g raumens per minutę. Kadangi suminės ATP atsargos raumenyje yra nedidelės (jų gali užtekti tik 0,5-1 sek darbui su maksimalia galia), tai norint užtikrinti normalią raumenų veiklą, ATP turi būti atkurtas tokiu pat greičiu, kaip ir suskaidomas.