Физиология мышечной деятельности Лекция 3_Кислород Бондарев Дмитрий Владимирович, доцент, dima-bondarev@gmx.de Lund University / Presentation 2011 Во время длительной нагрузки происходит окисление углеводов и жиров. При этом необходимо увеличивать доставку кислорода в работающие мышцы, чтобы митохондриям дать возможность производить АТФ из углеводов и жиров. Lund University / Presentation 2011 Важный принцип: потребление кислорода пропорционально интенсивности упражнений Этот принцип соблюдается как для высоко подготовленных так и для начинающих атлетов Lund University / Presentation 2011 Кислородный дефицит и долг КД-т образуется из-за: медленной доставки кислорода в мышцы (сердечный выброс, кровоток, диффузия в мышцы) Медленной активации митохондрий (иннерция) И то другое ? 2011 Lund и University / Presentation Максимально возможный уровень кислородного дефицита Считается одним из надежных методов определения анаэробной работоспособности Он выше у спринтеров, чем у других атлетов и увеличивается вследствие тренировок Однако существуют разногласие как правильно его измерять Lund University / Presentation 2011 Кислородный дрейф (oxygen drift) Факторы, влияющие на кислородный дрифт: 80 % изменения в скелетных мышцах Изменения в утилизации АТФ Вовлечение мышц 2 типа Увеличение зависимости от метаболизма свободных жирных кислот. Им нужно больше кислорода Повышение температуры работающих мышц Увеличение потребления кислорода сердцем и дыхательных мышц Lund University / Presentation 2011 Кислородный долг (после окончания нагрузки ) Три фазы: Быстрая, медленная и весьма медленная Большее количество потребления кислорода, чем до нагрузки, называется пост-избыточное потребление кислорода (excess post‐exercise oxygen consumption) Причины: Ресинтез АТФ и КФ Восстановление миоглобиновых депо кислорода Повышенный пульс, легочная вентиляция, температура Ресинтез гликогена и белков (для этого нужна энергия) Разобщение митохондрий Lund University / Presentation 2011 Восстановление КФ Важный процесс, который влияет на Кдолг • Происходит быстро (60 -90 с • Зависит от доступность О2. • Зависит от способности мышц к окислению (больше способность к окислению быстрее восстановление КФ). • КФ добавки. Lund University / Presentation 2011 Окисление лактата Окисление лактата, как предполагалось, является причиной повышенного потребления кислорода после нагрузки. Однако, нет достаточных сведений. • Куда идет лактат? • Окисление в скелетных мышцах (1) и сердечной мышце. Активное восстановление улучшает выведение лактата. • Превращение в другие метаболиты (аминокислоты) • Используется для ресинтеза гликогена • Не является причиной мышечной боли, как считалось ранее. Lund University / Presentation 2011 Ресинтез мышечного гликогена Зависит от • Степени истощения гликогена • Активации энзимов для производства гликогена • GLUT4 - транспорт глюкозы в мышцу • Уровня глюкозы и инсулина, которые зависят от употребления углеводов (количество, тип и время) • Повреждение мышечных волокон (после интенсивных нагрузок) снижает ресинтез мышечного гликогена Lund University / Presentation 2011 Реакция сердечно-сосудистой системы на нагрузку Основная задача ССС - обеспечить повышенное снабжение скелетных и сердечной мышцы кислородом Уравнение Фика (Fick) Q – сердечный выброс, и артериально-венозная разница. Вторая задача ССС – удалить СО2 и тепло из мышц Поддержание среднего артериального давления TPR = Общее периферическое сопротивление (Total Peripheral Resistance) Lund University / Presentation 2011 Реакция сердечно-сосудистой системы на возрастающую нагрузку Lund University / Presentation 2011 Гиперемия скелетных мышц во время нагрузки Обеспечивается за счет: Расширения кровеносных сосудов за счет действий эндотелия и эритроцитов. Мышечный насос – ритмическое сокращение мышц. Важная составляющая для венозного возврата к сердцу. Ощущение удушья или слабости если резко прекратит нагрузку. Причины? Lund University / Presentation 2011 Lund University / Presentation 2011 Сердечный выброс при нагрузки СВ увеличивается так как увеличивается ЧСС и ударный объем. Также происходи увеличение артериально-венозной разницы. Разница содержания кислорода в артериальной и веноз ной крови Атлеты имеют более высокое ПК и это проявляется в увеличенном сердечном выбросе, в то время как А-В разница не столь существенна по сравнению с начинающими атлетами. Lund University / Presentation 2011 ЧСС и адаптация ЧСС и ударный объем сердца – основные показатели адаптации к нагрузкам. Lund University / Presentation 2011 Кровяное давление и нагрузка Во время нагрузки расширяются кровеносные сосуды, что происходит с давлением? Чтобы его …. сердечный выброс увеличивается/уменьшается, за счет увеличения/уменьшения ЧСС и увеличения/уменьшения ударного объема Систолическое давление увеличивается по мере увеличения/уменьшения сердечного выброса Диастолическое кровяное давление остается на постоянном уровне, но при высокой нагрузки может слегка увеличиться Среднее артериальное давление может увеличиться незначительно. Lund University / Presentation 2011 Реакция ССС на длительную тренировку 2-ух часовая нагрузка без дополнительного потребления воды Lund University / Presentation 2011 Реакция ССС на длительную тренировку 2-ух часовая нагрузка без дополнительного потребления воды Lund University / Presentation 2011 Нервный контроль ССС во время нагрузки Imagery Контроль над работой ССС осуществляется усилением работы симпатического отдела АНС и ослаблением парасимпатического отдела АНС Мозг устанавливает некий уровень деятельности для эффекторов и затем это корректируется по принципу обратной связи, задействуя хеморецепторы, механорецепторы и бароцепторы Lund University / Presentation 2011 Адаптация ССС к тренировочной программе • Уменьшение ЧСС во время нагрузки • Увеличение сердечного выброса • Увеличение объема крови • Увеличение объема сердца, за счет левого желудочка и размера камеры • Увеличение диаметра артерий • Увеличение плотности капиллярной сети Lund University / Presentation 2011 Максимальное потребление кислорода МПК - Является интегральным показателем аэробной производительности организма и иногда здоровья Lund University / Presentation 2011 Физиологические факторы, определяющие МПК ЦНС и двигательный контроль, мотивация Дыхательная система: доставка кислорода ССС: способность утилизировать кислород, сердечный выброс, кровеносные сосуды, диффузионная способность в мышцах Мышцы: масса, митохондрии (количество и объем), оксидативный потенциал, доступность субстратов. Lund University / Presentation 2011 Lund University / Presentation 2011 Lund University / Presentation 2011 Lund University / Presentation 2011