Слайд 1БИОХИМИЧЕСКИЕ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СПОРТИВНОЙ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Тамбовцева Р.В.
д.б.н., профессор
РГУФКСМиТ (ГЦОЛИФК)
Слайд 2
ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ – это интегральная психофизическая характеристика организма, отражающая свойства скелетных
мышц, вегетативное, субстратное и энергетическое обеспечение, нервную и гуморальную регуляцию, а также нервно-психические свойства и мотивацию индивидуума, количественно выражающаяся в величине объема и (или) интенсивности (мощности, скорости) произведенной работы
Слайд 3ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Биоэнергетические возможности человека (аэробные и анаэробные)
Нейромышечные (мышечная сила
и техника выполнения упражнения)
Психологические (мотивация и тактика ведения спортивного состязания
Слайд 4ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
Мышечная сила и биоэнергетические возможности составляют группу
факторов потенций
Техника, тактика и психическая подготовка объединяются в группу факторов производительности, которые определяют степень реализации факторов потенций в конкретных условиях избранного вида деятельности.
Рациональная техника выполнения упражнений позволяет в большей степени и более эффективно реализовывать силовые и биоэнергетические возможности в каждом цикле движения или в отдельных его элементах.
Совершенная тактика ведения соревновательной борьбы позволяет лучше реализовывать силовые и биоэнергетические потенции в ходе спортивного соревнования.
Слайд 5ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Важная роль факторов производительности заключается в том, что
в конкретных условиях избранного вида деятельности силовые и биоэнергетические потенции могут проявиться в полной мере.
Эти потенции могут оказаться недоступными для использования, если человек не обладает необходимыми двигательными навыками или недостаточно мотивирован на выполнение поставленного задания.
Слайд 6ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
В проявлениях мышечной силы и мощности определяющее значение
имеют структурная организация и ферментативные свойства сократительных белков.
Величина усилия, развиваемого мышцей в процессе сокращения, пропорциональна числу поперечных соединений (спаек) между актиновыми и миозиновыми нитями в миофибриллах.
Потенциально возможное число этих соединений и величина максимального проявления мышечной силы зависят от содержания актина и длины миозиновых нитей в пределах каждого саркомера, входящего в состав миофибрилл.
Длина саркомера или степень полимеризации миозина в толстых нитях миофибрилл – это генетически обусловленный фактор, то есть не изменяется в процессе индивидуального развития и под влиянием тренировки, однако влияет на проявление двигательных качеств.
Содержание в мышцах белка актина существенно изменяется в процессе индивидуального развития и в процессе тренировки.
Слайд 7СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ЧЕЛОВЕКА
Отдельные мышцы части тела окружены соединительной тканью
и имеет сложное морфологическое строение. Каждая мышца состоит из пучка мышечных волокон, которые содержат многочисленные сократительные нити – миофибриллы.
Слайд 8СТРОЕНИЕ МИОФИБРИЛЛЫ И САРКОМЕРА
Слайд 9ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
В скелетных мышцах человека быстро- и медленносокращающиеся мышечные
волокна находятся в разных соотношениях.
Изменение содержания отдельных типов волокон в различных мышцах непосредственно влияет на функциональные свойства мышц.
Быстро-и медленносокращающиеся волокна входят в состав двигательных единиц, которые различаются по порогу раздражения
При низких частотах раздражения в упражнениях умеренной интенсивности в работу вовлекаются в основном медленные двигательные единицы.
С ростом интенсивности упражнения, когда частота раздражения превышает пороговое значение для быстрых двигательных единиц, повышение производительности работы все больше зависит от участия быстросокращающихся мышечных волокон: чем больше процент быстросокращающихся мышечных волокон в составе скелетной мышцы, тем выше ее скоростно-силовые характеристики.
Слайд 12Изменение длины саркомера и развития напряжения в результате суммирования образовавшихся спаек
Слайд 13ОСНОВНЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, обеспечивающие сокращение мышц
Слайд 14РЕКРУТИРОВАНИЕ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН В РАБОТУ
Слайд 15ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Наиболее важными факторами, лимитирующими физическую работоспособность человека, являются
его биоэнергетические возможности.
Выполнение любого вида работы связано с затратами энергии.
Слайд 16ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
ТРИ ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Алактатная анаэробная способность, связанная
с процессами анаэробного расщепления АТФ и КрФ в работающих мышцах.
Гликолитическая анаэробная способность, отражающая возможность усиления при работе анаэробного гликолитического процесса, в ходе которого происходит накопление молочной кислоты в организме.
Аэробная способность, связанная с возможностью выполнения работы за счет усиления аэробных процессов в тканях при одновременном увеличении доставки и утилизации кислорода к работающим мышцам.
Слайд 18Критерии оценки механизмов энергообеспечения мышечной деятельности
Слайд 19Последовательность и вклад механизмов анаэробного и аэробного энергообразования в энергетику различных
Слайд 20ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Метаболическая производительность каждого из источников энергии характеризуется количественными
критериями:
мощность, емкость, эффективность.
Слайд 21ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
КРИТЕРИЙ МОЩНОСТИ – оценивает скорость преобразования энергии в
данном процессе.
КРИТЕРИЙ ЕМКОСТИ – отражает общие запасы энергетических веществ
КРИТЕРИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ – это соотношение между энергией, затраченной на ресинтез АТФ и общим количеством энергии, выделенной в ходе данного процесса.
Слайд 22ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Наибольшая скорость энергопродукции, соответствующая максимальной мощности алактатного анаэробного
процесса , достигается при выполнении упражнений продолжительностью до 10 секунд и составляет у высококвалифицированных спортсменов около 3000 Дж.кг-1.мин-1.
Максимальная скорость гликолитического анаэробного процесса достигается при выполнении упражнений, предельная длительность которых около 30 с. и составляет 2400 Дж.кг-1.мин.-1.
Максимальная мощность аэробного процесса достигается в упражнениях, предельная длительность которых не менее 2-3 мин, и составляет 1200 Дж.кг-1.мин-1.
Значения максимальной мощности аэробного гликолитического и алактатного процессов соотносятся как 1:2:3.
Мощность гликолитического и алактатного анаэробных процессов быстро снижается с увеличением длительности упражнения. Связано это с относительно небольшими значениями их энергетической емкости.
Аэробный процесс по емкости во много раз превосходит алактатный и гликолитический анаэробные процессы, так как энергетические субстраты для процессов окисления в митохондриях скелетных мышц включают не только внутримышечные запасы углеводов и жиров, но и глюкозу, жирные кислоты и глицерин крови, запасы гликогена в печени и резервные жиры различных тканей организма.
Емкость аэробного процесса в 10 раз больше емкости анаэробного гликолиза и в 100 раз больше емкости алактатного анаэробного процесса.
Слайд 23ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Наибольшая эффективность преобразования энергии, достигающая 80 % ,
установлена для алактатного анаэробного процесса , наименьшая (14%) – в анаэробном гликолизе. В аэробном процессе метаболическая эффективность составляет 60%
Слайд 24Энергетические критерии физической работоспособности спортсменов
Слайд 25Влияние биоэнергетических факторов на работоспособность спортсменов
Слайд 26ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
В каждом виде спорта существуют свои «ведущие» биоэнергетические
факторы, которые оказывают определяющее влияние на уровень спортивных достижений
Пример: плавание, бег на длинные дистанции и лыжные гонки зависят от аэробной мощности, аэробной емкости и гликолитической анаэробной емкости.
Скоростной бег на коньках – аэробная эффективности и гликолитическая анаэробная емкость.
Плавание – аэробная и алактатная анаэробная мощность.
Баскетбол – гликолитическая анаэробная емкость и аэробная эффективность.
Слайд 27Показатели мощности (а) и емкости (б) и анаэробного процессов у спортсменов
Слайд 29ВЛИЯНИЕ ТРЕНИРОВКИ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СПОРТСМЕНОВ
Биоэнергетические факторы спортивной работоспособности могут заметно улучшиться
в процессе тренировки.
Пример: В процессе многолетней тренировки юных пловцов наиболее значительные и быстро нарастающие сдвиги в процессе тренировки, достигающие 80-90% исходного значения , наблюдаются в показателе МПК . Менее выраженные, не превышающие 50% исходного значения – в показателях «избыточного» выделения СО2 и максимальной анаэробной мощности. Наименьшие темпы прироста – в показателях максимального накопления молочной кислоты в крови и ПАНО.
Данная картина изменений биоэнергетических показателей в ходе тренировки отражает общую закономерность развития долговременной адаптации:
На начальных этапах улучшаются показатели мощности
Затем, показатели биоэнергетической емкости
На заключительном этапе – показатели биоэнергетической эффективности.
После прекращения тренировки процесс деадаптации развивается в обратном порядке:
Прежде всего снижаются показатели биоэнергетической эффективности
Затем – биоэнергетической емкости
В последнюю очередь – показатели мощности биоэнергетических процессов.
Слайд 30ВЛИЯНИЕ ТРЕНИРОВКИ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СПОРТСМЕНОВ
При направленной тренировке наибольшие темпы развития и
длительность поддержания максимального уровня характерно для биоэнергетических показателей , определяющих выносливость
Значительно медленнее поддаются воздействию тренировки и удерживаются более короткое время на максимальном уровне биохимические и физиологические показатели, составляющие основу скоростной или анаэробной выносливости и скоростно-силовых качеств человека, что подтверждает улучшение биоэнергетических критериев у спортсменов разного класса.
Тренируемость отдельных биоэнергетических параметров выражена в разной степени. У начинающих спортсменов, тренирующихся в видах спорта, где требуется значительное проявление выносливости, МПК составляет 40-45 мл.кг-1.мин-1, в то время как у выдающихся спортсменов – 80-90 мл.кг-1.мин.-1.
Под влиянием систематической многолетней тренировки показатели аэробной мощности улучшаются в 2 раза, а показатель аэробной емкости может улучшиться более чем в 4 раза.