Биохимические основы двигательных качеств спортсменов, занимающихся борьбой

     Человек выполняет физические упражнения и  тратит энергию с помощью нервно мышечного аппарата.

     Нервно-мышечный аппарат - это совокупность двигательных единиц. Каждая ДЕ включает мотонейрон, аксон и совокупность мышечных волокон. Количество ДЕ остается неизменным у  человека. Количество МВ в мышце  возможно и поддается изменению  в ходе тренировки, однако не более  чем на 5%. Поэтому этот фактор роста  функциональных возможностей мышцы  не имеет практического значения. Внутри МВ происходит гиперплазия (рост количества элементов) многих органелл: миофибрилл, митохондрий, саркоплазматического ретикулума (СПР), глобул гликогена, миоглобина, рибосом, ДНК и др. Изменяется также  количество капилляров, обслуживающих  МВ.

     Миофибрилла является специализированной органеллой мышечного волокна (клетки). Она у  всех животных имеет примерно равное поперечное сечение. Состоит из последовательно  соединенных саркомеров, каждый из которых включает нити актина и миозина. Между нитями актина и миозина  могут образовываться мостики и  при затрате энергии, заключенной  в АТФ, может происходить поворот  мостиков, т.е. сокращение миофибриллы, сокращение мышечного волокна, сокращение мышцы. Мостики образуются в присутствии  в саркоплазме ионов кальция  и молекул АТФ. Увеличение количества миофибрилл в мышечном волокне приводит к увеличению его силы, скорости сокращения и размера. Вместе с ростом миофибрилл происходит разрастание  и других обслуживающих миофибриллы  органелл, например, саркоплазматического ретикулума.

     Саркоплазматический ретикулум - это сеть внутренних мембран, которая образует пузырьки, канальцы, цистерны. В МВ СПР образует цистерны, в этих цистернах скапливаются ионы кальция (Са). Предполагается, что к  мембранам СПР прикреплены ферменты гликолиза, поэтому при прекращении  доступа кислорода происходит значительное разбухание каналов. Это явление  связано с накоплением ионов  водорода (Н), которые вызывают частичное  разрушение (денатурацию) белковых структур, присоединение воды к радикалам  белковых молекул. Для механизма  мышечного сокращения принципиальное значение имеет скорость откачивания  Са из саркоплазмы, поскольку это  обеспечивает процесс расслабления мышцы. В мембраны СПР встроены натрий калиевые и кальциевые насосы, поэтому  можно предположить, что увеличение поверхности мембран СПР по отношению  к массе миофибрилл должно вести  к росту скорости расслабления МВ. Следовательно, увеличение максимального  темпа или скорости расслабления мышцы (интервала времени от конца  электрической активации мышцы  до падения механического напряжения в ней до нуля) должно говорить об относительном приросте мембран  СПР.

     Поддержание максимального темпа обеспечивается запасами в МВ АТФ, КрФ, массой миофибриллярных  митохондрий, массой саркоплазматических  митохондрий, массой гликолитических  ферментов и буферной емкостью содержимого  мышечного волокна и крови. Все  эти факторы влияют на процесс  энергообеспечения мышечного сокращения, однако, способность поддерживать максимальный темп должна зависеть преимущественно  от митохондрий СПР. Увеличивая количество окислительных МВ или, другими словами, аэробных возможностей мышцы, продолжитель­ность упражнения с максимальной мощностью  растет. Обусловлено это тем, что поддержание концентрации КрФ в ходе гликолиза ведет к закислению МВ, торможению процессов расхода АТФ из за конкурирования ионов Н с ионами Са на активных центрах головок миозина. Поэтому процесс поддержания концентрации КрФ при преобладании в мышце аэробных процессов идет по мере выполнения упражнения все более эффективнее. Важно также то, что митохондрии активно поглощают ионы водорода, поэтому при выполнении кратковременных предельных упражнений (10-30 с) их роль больше сводится к буферированию закисления клетки.

     Таким образом, адаптация к мышечной работе осуществляется через работу каждой клетки спортсмена, основанная на энергетическом обмене в процессе жизнедеятельности  клетки. Основой данного процесса является расход АТФ при взаимодействии ионов водорода и кальция. 

     6. Биохимические  основы питания  борцов 

     Комплексные исследования указывают на прогрессирующее  ухудшение качества базового питания  спортсменов. Попытки большинства  исследователей корректировать питание  путем введения добавок функционального  назначения характеризуются односторонними подходами.

     В этой связи особый интерес представляет проблема рационализации питания при  сверхинтенсивной мышечной деятельности, направленной на развитие скоростно-силовой  выносливости, которая выполняется  на грани физиологических возможностей организма и способствует развитию устойчивых структурно-метаболических нарушений. Подобные нагрузки свойственны  процессу развития специальной выносливости в единоборствах. Эффективность соревновательной деятельности борцов в значительной мере определяется уровнем силовых возможностей спортсмена. При этом в различных эпизодах поединка от спортсмена требуется проявление различных компонентов этого физического качества. В данном случае индивидуальный подход и жесткая регуляция нутриционного статуса, особенно его белкового компонента, является первостепенной задачей, решение которой требует физиологического обоснования композиционного состава и химической формулы моделируемых пищевых добавок функционального назначения.

     Дефицит белков растительного происхождения  в рационах питания в среднем  составляет 26,5%, что говорит о  значительных отклонениях от величин, рекомендуемых ведущими нутрициологами, утверждающими, что для спортсменов, специализирующихся в греко-римской  борьбе, в период интенсивных тренировок рекомендуется преобладание белкового  компонента питания и содержание белка в рационах должно быть увеличено  до 16-18% относительно общей энергетической ценности. Анализ качественного состава  белкового компонента базового питания  борцов показал, что дефицит по сумме  незаменимых аминокислот в рационах составляет 20,4%, наиболее значимые отклонения от нормы отмечены для таких, как  треонин (28,2%), лизин (19,2%), валин (18,7%), лейцин (16,3%).

     Обращает  на себя внимание также дисбаланс  незаменимых аминокислот с разветвленной  цепью (лейцин, изолейцин, валин), который  предполагает снижение активности глюкозоаланинового цикла, замедление мышечного сокращения и процессов восстановления.

     Такое нарушение сбалансированности аминокислотного  состава обусловлено несоблюдением  в рационах весового соотношения  белков растительного и животного  происхождения. Это может привести к недостаточной обеспеченности организма витаминами, так как  в подобных условиях существенно  снижается степень их усвоения организмом, а также повышается суточная экскреция с мочой ряда важнейших для окислительного фосфорилирования витаминов: аскорбиновой кислоты, тиамина, рибофлавина, пиридоксина, ниацина.

     Таким образом, структура и режим традиционного  питания не обеспечивают физиологической  потребности организма борцов в  поддержании метаболического фона в процессе развития специальной  выносливости. Коррекция аминокислотного  состава рационов питания борцов после дополнительного введения добавки, Вал - валин, Илей - изолейцин, Лей - лейцин, Лиз - лизин, М+Ц - метионин+цистин, Тре - треонин рационов в условиях истощающих нагрузок требует серьезной  коррекции, поскольку он напрямую связан с энергетическим обменом в организме  спортсменов и должен обеспечивать, во-первых, повышение запасов энергетических ресурсов в скелетных мышцах, во-вторых, расширение потенциальных возможностей ферментативного аппарата и совершенствование  механизмов обмена веществ. 

     7. Биохимический контроль в борьбе

     биохимический утомление спортсмен тренировка

     В процессе интенсивной мышечной деятельности в мышцах образуется большое количество молочной и пировиноградной кислот, которые диффундируют в кровь  и могут вызывать метаболический ацидоз организма, что приводит к  утомлению мышц и сопровождается болями в мышцах, головокружением, тошнотой. Такие метаболические изменения  связаны с истощением буферных резервов организма. Поскольку состояние  буферных систем организма имеет  важное значение в проявлении высокой  физической работоспособности, в спортивной диагностике используются показатели КОС. К показателям КОС, которые в норме относительно постоянны, относятся:

     - рН крови (7,35-7,45);

     - рСО₂ - парциальное давление углекислого газа (Н2СО3 + СО2) в крови (35 - 45 мм рт. ст.);

     - 5В - стандартный бикарбонат плазмы  крови НСОд, который при полном  насыщении крови кислородом составляет 22-26 мэкв/л;

     - ВВ - буферные основания цельной  крови либо плазмы (43 - 53 мэкв/л) - показатель  емкости всей буферной системы  крови или плазмы;

     - Л/86 - нормальные буферные основания  цельной крови при физиологических  значениях рН и СО2 альвеолярного  воздуха;

     - ВЕ - избыток оснований, или щелочной  резерв (от - 2,4 до +2,3 мэкв/л) - показатель  избытка или недостатка буферной.

     Показатели  КОС отражают не только изменения  в буферных системах крови, но и состояние  дыхательной и выделительной  систем организма. Состояние кислотно-основного  равновесия (КОР) в организме характеризуется  постоянством рН крови (7,34-7,36).  

     Таблица 1 - Изменение кислотно-основного  состояния организма

     Примечание. Направление стрелки указывает  на повышение или понижение показателей

     Установлена обратная корреляционная зависимость  между динамикой содержания лактата  в крови и изменением рН крови. По изменению показателей КОС  при мышечной деятельности можно  контролировать реакцию организма  на физическую нагрузку и рост тренированности  спортсмена, поскольку при биохимическом  контроле КОС можно определять один из этих показателей.

     Активная  реакция мочи (рН) находится в  прямой зависимости от кислотно-основного  состояния организма. При метаболическом ацидозе кислотность мочи увеличивается  до рН 5, а при метаболическом алкалозе снижается до рН 7. В табл. 3 показана направленность изменения значений рН мочи во взаимосвязи с показателями кислотно-основного состояния плазмы.

     Таким образом, борьба, как вид спорта характеризуется  высокой интенсивностью мышечной деятельности. В связи с этим важно контролировать обмен кислот в организме спортсмена. Наиболее информативным показателем  КОС является величина ВЕ - щелочной резерв, который увеличивается с  повышением квалификации спортсменов, особенно специализирующихся в скоростно-силовых  видах спорта.

      Заключение 

     В заключении можно сказать, что тренировочная  и соревновательная деятельность борцов проходит при околомаксимальной  загрузке мышц спортсменов. При этом энергетические процессы, протекающие  в организме, характеризуются тем, что из-за кратковременности анаэробных упражнений во время их выполнения функции кровообращения и дыхания  не успевают достигнуть возможного максимума. На протяжении максимального анаэробного  упражнения спортсмен либо вообще не дышит, либо успевает выполнить лишь несколько дыхательных циклов. Соответственно «средняя» легочная вентиляция не превышает 20-30% от максимальной.

     Утомление в соревновательной и тренировочной  деятельности борцов происходит из-за околопредельной нагрузке на мышцы  в течение всего периода поединка. В результате этого повышается уровень  рН в крови, ухудшается реакция спортсмена и его устойчивость к нападениям со стороны противника. Для уменьшения утомления рекомендуется в тренировочном  процессе использовать нагрузки гликолитического анаэробного характера.

     Следовой  процесс, созданный доминантным  очагом, может быть достаточно стойким  и инертным, что позволяет удерживать возбуждение и тогда, когда источник раздражения удален. После окончания  мышечной работы наступает восстановительный, или послерабочий, период. Он характеризуется  степенью изменения функций организма  и временем, которое необходимо для  их восстановления до исходного уровня. Изучение восстановительного периода  необходимо для оценки тяжести конкретной работы, определения ее соответствия возможностям организма и установления длительности необходимого отдыха.