Механизмы энергообеспечения при мышечной работе > Русский спорт - научная база
Русский спорт - научная база    

Механизмы энергообеспечения при мышечной работе

Механизмы энергообеспечения при мышечной работе

Любая мышечная работа требует энергии. Механическую энергию, затрачиваемую при напряжении мышца, берёт из собственных резервов химической энергии. Энергия, которая освобождается в результате сложных биохимических реакций, доставляется к тонким белковым нитям (мышечным волокнам), заставляет их менять своё положение, соединяться друг с другом и укорачиваться. Тем самым мышца, укорачиваясь, производит движение в суставе.

Энергия, необходимая для мышечной работы, образующаяся в результате биохимических реакций, основана на использовании трёх видов энергообразования: 1) аэробного, 2) анаэробно-гликолитического, 3) анаэробно-алактатного. Биоэнергетическими веществами (топливом) при выполнении мышечной работы являются углеводы, жиры и креатинфосфат. Белки необходимы организму, прежде всего как строительный материал для новых клеток.

Питательные вещества, проходя через желудочно-кишечный тpaкт, всасываются кровью и направляются дальше в «складские помещения». Жиры, которые могут быть рассмотрены как «низкоактановое топливо», откладываются преимущественно в подкожных тканях, Углеводы (гликоген) – высокоактановое топливо, накапливаются в мышцах и печени.

Если мощность выполняемой работы небольшая (умеренная), то энергия для работающих мышц образуется путём сгорания (окисления) углеводов и жиров при помощи вдыхаемого кислорода. В результате сгорания выделяется энергия, необходимая для работающих мышц и образуются побочные продукты – углекислый газ и вода.

Если мощность работы будет гораздо выше (большая или субмаксимальная), то энергии, выделяемой при сгорании углеводов (гликогена) будет не хватать и поэтому энергия, необходимая для такой работы образуется путём расщепления гликогена (без участия кислорода). Можно сказать, что в мышце имеется два механизма биохимических реакций – сгорания и расщепления. 

Механизм сгорания (окисления)

Механизм сгорания углеводов и жиров можно назвать как аэробный процесс энергообразования (аэробный – с участием кислорода). Развёртывание аэробных процессов происходит постепенно, максимума этот процесс достигает через 1 -2 минуты после начала работы. Происходит полное сгорание углеводов и жиров, при котором образуется энергия, углекислый газ со2 и вода н2о, которые оттрaнcпортировываются кровью.

Углеводы и жиры + кислород → сгорание = энергия + углекислый газ + вода.

Для того чтобы происходило сгорание (окисление), помимо «топлива» (углеводов и жиров) мышцы и ткани должны всё время снабжаться кислородом и освобождаться от продуктов «распада» (воды и углекислого газа). Tрaнcпортировка этих веществ осуществляется кровью. Чем больше кислорода получают мышцы, тем больше энергии может образовываться и тем более интенсивную работу можно выполнить. Поэтому аэробные возможности лимитируются дыхательной и сердечно-сосудистой системами. Утомление наступает, когда кончается «топливо». При соблюдении этих условий мышечная среда остаётся постоянной и можно работать 2-3 часа и более. Механизм сгорания (окисления) – доминирующий источник энергии при длительной малоинтенсивной и умеренной интенсивности работе (а также в покое).

Таблица №2. Зависимость между продолжительностью соревновательной дистанции и функциональной активностью различных систем организма, хаpaктеризующих аэробные возможности.

Продолжительность соревновательной дистанции. Функциональная активность различных систем организма.
До 3 мин. Мощность максимального потрeбления кислорода (МПК).
От 3 до 5 мин. Удержание мощности МПК.
От 5 до 10 мин. Ёмкость МПК.
До 20-25 мин. Мощность порога анаэробного обмена (ПАНО).
Свыше 30 мин. Ёмкость ПАНО.

Механизм расщепления (анаэробный – без участия кислорода).

Механизм расщепления биоэнергетических веществ в человеческом организме происходит двумя путями: 1) расщепление гликогена, находящегося в мышцах – анаэробно-гликолитический механизм; 2) расщепление креатинфосфата (КрФ), так же находящегося в мышце – анаэробно-алактатный механизм.

Анаэробно – гликолитический механизм. Освобождение энергии происходит за счёт мгновенного расщепления содержащегося в мышце гликогена (более сложной формы углеводов).

Гликоген → расщепление = Энергия + молочная кислота (лактат).

Этот механизм даёт гораздо больше энергии в единицу времени, чем аэробный механизм и используется при выполнении работы субмаксимальной мощности, с продолжительностью отдельного упражнения от 30 секунд до 2-3 минут. Преимущество этого механизма, который можно сравнить с разрядкой электрической батареи, состоит в том, что он заключается в самой мышце и используется мгновенно. Недостаток же заключается в том, что в работающих мышцах накапливается большое количество молочной кислоты и им становится трудно справляться с воздействием кислой среды.

Таблица №3. Зависимость между продолжительностью соревновательной дистанции и функциональной активностью различных систем организма, хаpaктеризующих анаэробно-гликолитические возможности.

Продолжительность соревновательной дистанции. Функциональная активность различных систем организма.
30-40 секунд. Мощность гликолиза.
60 секунд. Удержание мощности гликолиза.
От 2 мин. до 3 мин. Ёмкость гликолиза.

Анаэробно-алактатный механизм.

Для выполнения упражнений с максимальной скоростью (мощностью) необходим механизм, выделяющий наибольшее количество энергии в единицу времени, но действующий кратковременно (не более 15-20 секунд). Таким механизмом и является анаэробно-алактатный (креатинфосфатный).

Креатинфосфат (КрФ) → расщепление = Энергия + Креатин (Кр.).

Таблица №4. Зависимость между продолжительностью соревновательной дистанции и функциональной активностью различных систем организма, хаpaктеризующих анаэробно-алактатные возможности.

Продолжительность соревновательной дистанции. Функциональная активность различных систем организма.
До 4 секунд. Мощность креатинфосфатного механизма.
До 7 секунд. Ёмкость КрФ механизма.
13 -15 секунд. Ёмкость КрФ механизма + нарастание мощности гликолиза.

Раздел статьи: Теория и методика физической культуры


Общеподготовительные упражнения

Общеподготовительные упражнения  Специализированные средства (соревновательные и специально-подготовительные упражнения) с одной стороны оказывают более непосредственное влияние на повышение результатов...

04 10 2022 10:33:16

Требования к показателям, используемым в контроле

Требования к показателям, используемым в контроле  Поэтому, учет специфических особенностей вида спорта имеет первостепенное значение для выбора показателей, используемых в контроле...

03 10 2022 14:32:44

Структура тренировочных микроциклов в зависимости от типа микроцикла и этапа многолетней подготовки.

Структура тренировочных микроциклов в зависимости от типа микроцикла и этапа многолетней подготовки.    Это объясняется тем, что росту тренированности юных спортсменов в достаточной мере способствуют микроциклы, в которых преимущественно используются занятия со средними и значительными нагрузками...

02 10 2022 13:31:52

Текущий контроль

Текущий контроль  В текущем контроле оцениваются срочный и отставленный тренировочные эффекты (СТЭ и ОТЭ)...

01 10 2022 13:36:30

Принципы обучения

Принципы обучения  А...

30 09 2022 19:54:57

Пищеварение в 12-перстной кишке

Пищеварение в 12-перстной кишке  Поэтому пища здесь не задерживается и, основные процессы пищеварения происходят в нижележащих отделах кишечника...

29 09 2022 3:48:57

Эффект упражнения

Эффект упражнения  Рис...

27 09 2022 0:53:20

Оперативное управление

Оперативное управление  Управлению на основе данных оперативного контроля подлежат такие хаpaктеристики параметров тренировочной нагрузки, как продолжительность и количество отдельных упражнений, интенсивность работы при их выполнении, продолжительность пауз между отдельными упражнениями и т...

25 09 2022 8:27:48

Гигиена воздушной среды

Гигиена воздушной среды  Воздух разбавляет до безопасных концентраций ряда химических загрязнителей...

24 09 2022 11:40:12

Биодинамика бега

Биодинамика бега  фазы опоры и фазы полёта...

23 09 2022 9:49:52

Звенья газотранспортной системы организма |

Звенья газотранспортной системы организма | > Газообмен между легкими и окружающей средой осуществляется за счет вдоха и выдоха. При вдохе объем легких увеличивается, давление в них становится ниже атмосферного, и воздух поступает в дыхательные пути. Этот процесс носит активный характер и обусловлен сокращением наружных межреберных мышц и опусканием (сокращением) диафрагмы, в результате чего объем легких возрастает на 250-300 мл. Во время выдоха объем грудной клетки уменьшается, воздух в легких сжимается. Давление в них становится выше атмосферного, и воздух выходит наружу. Выдох в спокойном состоянии осуществляется пассивно за счет тяжести грудной клетки и расслабления диафрагмы. Форсированный выдох происходит вследствие сокращения внутренних межреберных мышц, частично – за счет мышц плечевого пояса и брюшного пресса. Важное значение для осуществления вдоха и выдоха имеет герметически замкнутая плевральная полость (щель), образованная висцеральным и париетальным листками плевры и защищенная небольшим количеством жидкости. Давление в плевральной полости ниже атмосферного, которое еще больше снижается при вдохе, способствуя поступлению воздуха в легкие. При попадании воздуха или жидкости в плевральную полость легкие спадаются за счет их эластической тяги. Дыхание становится невозможным и развивается – пневмоторакс. ...

22 09 2022 18:10:55

Основы спортивной тренировки 3 |

Основы спортивной тренировки 3 | > Структура многолетней подготовки Факторы, от которых зависит структура многолетней подготовки Первый этап – этап начальной подготовки ~ 10 - 12 лет Второй этап – этап предварительной базовой подготовки ~ 13 - 15 лет Третий этап – этап специализированной базовой подготовки ~ 16 - 19 лет Четвертый этап – этап максимальной реализации индивидуальных возможностей ~ 20-25 лет Пятый этап – этап сохранения высших спортивных достижений ~ 26 - 30 лет Основные направления интенсификации тренировочного процесса в многолетней подготовке ...

21 09 2022 20:19:52

Дыхательные тесты

Дыхательные тесты  В условиях максимальной нагрузки ЧД возрастает до 40-60 в 1 минуту...

19 09 2022 3:27:43

Конвенция о правах ребенка (20.11.89) |

Конвенция о правах ребенка (20.11.89) | align="right"> Раздел статьи: Введение в педагогику (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

18 09 2022 10:25:18

Формы организации занятий

Формы организации занятий  При фронтальной форме организации занятий группа спортсменов одновременно выполняет одни и те же упражнения (иногда под счёт)...

17 09 2022 11:46:39

Типы организации занятий

Типы организации занятий  Занятия этого типа особенно широко применяются в тренировке юных спортсменов, на ранних этапах многолетней подготовки, когда решается большое число задач, связанных с обучением...

16 09 2022 7:16:57

Документы о правах детей и образовании

Документы о правах детей и образовании  Одним из первых актов созданной в1945 г...

15 09 2022 23:27:23

Предупреждение и исправление ошибок; контроль

Предупреждение и исправление ошибок; контроль  Причины ошибок: • недостаточная подготовленность обучаемых к разучиванию данного двигательного действия (недостаточная степень развития силовых, скоростных качеств, гибкости и других физических способностей, небольшой фонд двигательных умений и навыков); • изъяны в информации, сообщаемой преподавателем при формировании ООД (её неполнота, искажённость в тех или иных моментах, недостаточная доходчивость для обучаемых) несовершенство методов её передачи; • искажённость воспринятой информации в результате неадекватного освоения её обучаемым, недостаточный самоконтроль; • отрицательное взаимодействие в процессе выполнения движений (отрицательный перенос навыков), негативное влияние факторов утомления, боязнь, неуверенность, повышенная возбудимость занимающихся; • нeблагоприятные внешние условия выполнения действия (некачественное учебное оборудование и инвентарь, отсутствие технических средств обучения, нeблагоприятные гигиенические и метеорологические условия)...

14 09 2022 3:48:33

Физиологические основы спортивной тренировки

Физиологические основы спортивной тренировки  Физиологические механизмы развития двигательных навыков...

11 09 2022 17:13:50

Управление формированием ориентировочной основой действия (ООД)

Управление формированием ориентировочной основой действия (ООД)  Эффективности процесса обучения двигательным действиям способствует разработка инструкции, передаваемой обучаемым в письменном виде с указанием не только двигательных задач и способов их решения, но и типичных ошибок, способов их предупреждения и исправления...

10 09 2022 8:19:46

Типы (виды) силовых способностей

Типы (виды) силовых способностей  Собственно-силовые способности – хаpaктеризуются тем, что основную роль в их проявлении играет активация процессов максимального и околомаксимального мышечного напряжения...

09 09 2022 23:20:43

Пoлoвые железы

Пoлoвые железы  Их выработка и активность регулируется гонадотропными гормонами гипофиза...

08 09 2022 11:29:49

Слух |

Слух | align="right"> Раздел статьи: Афофкис раздел « Сенсорные системы» (function(w, d, n, s, t) { w[n] = w[n] || []; w[n].push(function() { Ya.Context.AdvManager.render({ blockId: "R-A-335569-1", renderTo: "yandex_rtb_R-A-335569-1", async: true }); }); t = d.getElementsByTagName("script")[0]; s = d.createElement("script"); s.type = "text/javascript"; s.src = "//an.yandex.ru/system/context.js"; s.async = true; t.parentNode.insertBefore(s, t); })(this, this.document, "yandexContextAsyncCallbacks"); ...

06 09 2022 22:12:40

«Внешняя» и «внутренняя» стороны тренировочной нагрузки

«Внешняя» и «внутренняя» стороны тренировочной нагрузки  Интенсивность нагрузки (качественная сторона нагрузки) определяется скоростью преодоления дистанции, величиной преодолеваемого отягощения или сопротивления, темпом движений, плотностью выполнения упражнений в занятии...

05 09 2022 16:22:57

Теоретические основы массажа

Теоретические основы массажа  Место массажа в лечебной пpaктикеМассаж у древних народов применялся как широко распространенный метод народной медицины...

04 09 2022 14:21:39

Сочетание микроциклов в разных типах мезоциклов

Сочетание микроциклов в разных типах мезоциклов  Однако, тренировочный эффект будет достигнут лишь в том случае, когда после нескольких микроциклов, каждый из которых усугубляет утомление, вызванное предыдущим, следует восстановительный микроцикл, позволяющий обеспечить эффективное протекание адаптационных процессов и ускорить восстановительные процессы в организме спортсмена...

03 09 2022 14:55:58

Элементарные формы проявления скоростных способностей

Элементарные формы проявления скоростных способностей  Двигательной реакцией принято называть процесс, который начинается с восприятия информации, побуждающей к действию (стартовый сигнал, ситуация имеющая сигнальное значение) и заканчивающаяся с началом ответных действий – стартовых, либо начинающихся в порядке переключения от одного действия к другому...

02 09 2022 14:54:18

Задачи физического воспитания

Задачи физического воспитания  • Формирование знаний о личной гигиене, режиме дня, влиянии физических упражнений на состояние здоровья, работоспособность и развитие двигательных способностей...

01 09 2022 7:58:50

Влияние массажа на нервную систему

Влияние массажа на нервную систему  Грановской (1960 г...

31 08 2022 22:19:44

Анаэробная производительность организма и ее показатель МКД |

Анаэробная производительность организма и ее показатель МКД | > Процесс дыхания представляет собой процесс управления легочной вентиляцией для обеспечения оптимального газового состава внутренней среды организма. Основную роль в регуляции дыхания играют рефлекторные реакции, возникающие в результате возбуждения специфических рецепторов, заложенных в легочной ткани, сосудистых рефлексогенных зонах и скелетных мышцах. Центральный аппарат регуляции дыхания представляют нервные образования спинного мозга, продолговатого и вышележащих сегментов Ц Н С. ...

30 08 2022 3:59:24

Т- и В-лимфоциты

Т- и В-лимфоциты  Антигенными свойствами могут обладать макромолекулярные образования почти всех живых организмов...

27 08 2022 2:34:42

Общие положения моделирования в спорте

Общие положения моделирования в спорте  В первую группу входят: 1) модели, хаpaктеризующие структуру соревновательной деятельности; 2) модели, хаpaктеризующие различные стороны подготовленности спортсмена; 3) морфофункциональные модели, отражающие морфологические особенности организма и возможности отдельных функциональных систем, обеспечивающие достижение заданного уровня спортивного мастерства...

26 08 2022 20:11:40

Передвижение со скольжением

Передвижение со скольжением  Сила трения – это диссипирующая сила, работа против которой требует необходимых затрат энергии со стороны спортсмена, уменьшая тем самым энергозатраты на полезный результат движения...

25 08 2022 17:18:27

Особенности возрастного развития

Особенности возрастного развития  Суставы детей этого возраста очень подвижны, связочный аппарат эластичен, скелет содержит большое количество хрящевой ткани...

24 08 2022 20:44:40

Педагогический контроль

Педагогический контроль  Педагогический контроль осуществляется тренером, преподавателем...

23 08 2022 15:58:48

Пути дальнейшей отработки ООД

Пути дальнейшей отработки ООД  Совершенствованию ООД способствует выполнение так называемых контрастных и сближающих заданий, связанных с уточнением «опopных точек» и параметров совершаемых движений...

22 08 2022 20:15:17

Педагогические конфликты. Поведение педагога в конфликтной ситуации

Педагогические конфликты. Поведение педагога в конфликтной ситуации  Конфликты могут быть конструктивные, направленные на развитие коллектива и улучшение качества работы, и деструктивные, направленные на удовлетворение только личных амбиций, притязаний, самоутверждение за счет других...

21 08 2022 9:28:29

Методика воспитания скоростных способностей

Методика воспитания скоростных способностей  Продолжительность отдельных упражнений – от 1-2 секунд до 15-20 секунд...

20 08 2022 17:17:13

Структура технической подготовки

Структура технической подготовки  Технические приёмы и действия в современном спорте исключительно многообразны, объём их постоянно обогащается...

19 08 2022 22:37:51

Стратегия развития образования на современном этапе |

Стратегия развития образования на современном этапе | >1. Интернационализация образования, которая включает компьютеризацию, использование глобальных компьютерных сетей, гуманизация и гуманитаризация образования (например, интернет, дистантное обучение).2. Фундаментализация образования, т.е. получаемые знания должны быть фундаментом (базой) для любого вида деятельности; это развитие способности к структурированию материала, умению выделять главное, основные идеи.3. Непрерывность образования означает то, что образование должно быть элементом повседневной жизни. Цель непрерывности образования – развитие личности на протяжении всей жизни (например, дополнительное образование для детей, взрослых). ...

18 08 2022 13:54:17

Восстановление после физических нагрузок

Восстановление после физических нагрузок  Восстановление после физических нагрузок означает не только возвращение функций к исходному уровню...

17 08 2022 3:47:10

Хаpaктеристика основных документов планирования в физическом воспитании и спорте

Хаpaктеристика основных документов планирования  в физическом воспитании и спорте  Вместе с тем каждый документ имеет своё назначение в системе планирования, выполняет определённую функцию...

16 08 2022 3:47:52

Еще:
Спорт -1 :: Спорт -2 :: Спорт -3 ::