Однако это образование энергии имеет и существенные недостатки – процесс малоэкономичен. Распад до лактата одного остатка глюкозы, отщепленного от гликогена, дает только 3 молекулы АТФ, тогда как при аэробном окислении гликогена до воды и диоксида углерода образуется 39 молекул АТФ в расчете на один остаток глюкозы. Такая неэкономичность в сочетании с большой скоростью быстро приводит к исчерпанию запасов гликогена.
Другой серьезный недостаток гликолитического пути ресинтеза АТФ – образование и накопление лактата, являющегося конечным продуктом этого процесса. Повышение концентрации лактата в мышечных волокнах вызывает сдвиг рН в кислую сторону, при этом происходят конформационные изменения мышечных белков, приводящие к снижению их функциональной активности. Таким образом, накопление молочной кислоты в мышечных клетках существенно нарушает их нормальное функционирование и ведет к развитию утомления.
При снижении интенсивности физической работы, а также в промежутках отдыха во время тренировки образованный лактат может частично выходить из мышечных клеток в лимфу или кровь, что делает возможным повторное включение гликолиза.
После интенсивных непродолжительных нагрузок концентрация молочной кислоты в крови резко повышается и может достигать 18–20 ммоль/л, а у спортсменов высокой квалификации еще больших значений.
В результате систематических тренировок с использованием гликолитических нагрузок в мышечных клетках повышается концентрация гликогена и увеличивается активность ферментов гликолиза. У высокотренированных спортсменов наблюдается развитие резистентности тканей и крови к снижению рН, и поэтому они сравнительно легко переносят сдвиг водородного показателя крови до 7,0 и ниже.
В работе принимают участие быстрые гликолитические мышечные волокна, которые в ходе тренировки повышают порог анаэробного обмена, увеличивают легочную вентиляцию и образование кислородного долга.
В результате тренировочной и соревновательной деятельности дзюдоистов в организме происходят большие физиологические и биохимические сдвиги, которые подчиняются биологическим законам. Знание этих законов позволяет целенаправленно управлять подготовкой дзюдоистов и не допускать адаптационных срывов.
Физиология соревновательной деятельности в дзюдо
При построении специально-подготовительного мезоцикла тренировки необходимо проанализировать физиологические процессы, происходящие в организме дзюдоистов во время соревнований. Борьба дзюдо характеризуется нестандартными ациклическими движениями переменной интенсивности, связанными с использованием больших мышечных усилий при активном противодействии противнику. В ходе тренировочных занятий и соревновательных схваток происходят изменения в различных системах организма борцов.
Соревновательная нагрузка дзюдоиста складывается из пятиминутных схваток. Таких поединков может быть семь, и отдых между ними должен быть не менее пяти минут. При борьбе возникает очень большой расход энергии: за 1 мин он достигает в среднем 10–12 ккал и более.
Частота дыхания во время борьбы достигает 40–50 раз в 1 мин. При этом ритм дыхания непостоянен: в моменты статических напряжений оно реже, а после схваток чаще. Хорошо тренированные борцы могут регулировать дыхание. Общий запрос кислорода у борцов составляет около 16–37 л, потребление кислорода -1,8–2 л/мин. После схватки наблюдается кислородный долг, равный 25–43 % кислородного запроса. При борьбе возникает ряд положений тела, уменьшающих вентиляционные возможности легких, что ограничивает потребление кислорода.
У борцов, наряду с развитием анаэробных возможностей, большое значение имеет и повышение максимального потребления кислорода. Так, у квалифицированных спортсменов оно достигает 4,1–4,6 л/мин или 57 мл/кг/мин.
Кислородная потребность при борьбе может быть различной. Ее величина зависит от интенсивности работы. В связи с наличием статических напряжений во время схватки образуется кислородный долг, который может составить значительные величины.
В состоянии покоя частота сердцебиения у борцов равна в среднем 60–65 уд./мин. После схваток, в зависимости от их длительности и интенсивности, ЧСС оказывается увеличенной до 170–200 уд./мин, а систолическое артериальное давление – до 160–180 мм рт. ст. Это повышает требования к работе сердца и ведет к гипертрофии миокарда.
После тренировочных и соревновательных схваток отмечается увеличение в крови эритроцитов и гемоглобина. Количество лейкоцитов также увеличено. В связи с большим эмоциональным возбуждением борьба сопровождается значительным повышением уровня катехоламинов и глюкозы в крови (до 150–180 мг %). Увеличено и содержание молочной кислоты (до 130 мг % и больше).
Мощность работы во время соревновательной схватки может быть оценена как субмаксимальная, проходящая в гликолитическом режиме энерготрат. Для улучшения гликолитического компонента выносливости необходимо развить буферную систему крови, аэробные и смешанные возможности энергетического обеспечения, чтобы в период восстановления спортсмен мог быстро восстановить кислородный долг и как можно дольше использовать более эффективный аэробный режим образования АТФ.
В организме человека всегда имеются условия для сдвига активной реакции крови в сторону закисления или защелачивания, которые могут привести к изменению рН крови. В результате выполнения гликолитической нагрузки в клетках тканей образуются кислые продукты. Поддержание постоянства рН крови является важной физиологической задачей и обеспечивается буферными системами крови. К последним относятся гемоглобиновая, карбонатная, фосфатная и белковая.
Так как соревновательная борьба в основном проходит в условиях гликолитической нагрузки, тренировки должны быть направлены на совершенствование буферных систем крови.
Буферные системы нейтрализуют значительную часть поступающих в кровь кислот и щелочей, тем самым препятствуя сдвигу активной реакции крови. В организме в процессе обмена веществ в большей степени образуются кислые продукты. Поэтому запасы щелочных веществ в крови во много раз превышают запасы кислых. Они составляют щелочной резерв крови.
Гемоглобиновая буферная система на 75 % обеспечивает буферную емкость крови. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем восстановленный гемоглобин. Оксигемоглобин обычно бывает в виде калиевой соли. В капиллярах тканей в кровь поступает большое количество кислых продуктов распада. Одновременно в тканевых капиллярах при диссоциации оксигемоглобина происходит отдача кислорода и появление большого количества щелочных солей гемоглобина. Последние взаимодействуют с кислыми продуктами распада, например угольной кислотой. В результате образуются бикарбонаты и восстановленный гемоглобин. В легочных капиллярах гемоглобин, отдавая ионы водорода, присоединяет кислород и становится сильной кислотой, которая связывает ионы калия. Ионы водорода используются для образования угольной кислоты, в дальнейшем выделяющейся из легких в виде воды и диоксида углерода.
Карбонатная буферная система по своей мощности занимает второе место. Она представлена угольной кислотой (Н2СО3) и бикарбонатом натрия или калия (NаНСО3, КНСО3) в пропорции 1/20. Если в кровь поступает кислота более сильная, чем угольная, то в реакцию вступает бикарбонат натрия. Образуются нейтральная соль и слабодиссоциированная угольная кислота. Последняя под действием карбоангидразы эритроцитов распадается на воду и диоксид углерода, который выделяется легкими в окружающую среду. Если в кровь поступает основание, то в реакцию вступает угольная кислота, образуя гидрокарбонат натрия и воду. Избыток бикарбоната натрия удаляется через почки. Бикарбонатный буфер широко используется для коррекции нарушений кислотно-основного состояния организма.
