БИОХИМИЧЕСКИЕ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СПОРТИВНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ Тамбовцева Р. В. д. б. н. , профессор РГУФКСМи. Т (ГЦОЛИФК)
• 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
ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ • Биоэнергетические возможности человека (аэробные и анаэробные) • Нейромышечные (мышечная сила и техника выполнения упражнения) • Психологические (мотивация и тактика ведения спортивного состязания
ФАКТОРЫ, 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.
ФАКТОРЫ, 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.
ФАКТОРЫ, 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.
СТРУКТУРНАЯ 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.
СТРОЕНИЕ МИОФИБРИЛЛЫ И САРКОМЕРА
ФАКТОРЫ, 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.
МЫШЕЧНЫЕ ВОЛОКНА СПРИНТЕРА
МЫШЕЧНЫЕ ВОЛОКНА СТАЙЕРА
Изменение длины саркомера и развития напряжения в результате суммирования образовавшихся спаек в процессе сокращения
ОСНОВНЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, обеспечивающие сокращение мышц
РЕКРУТИРОВАНИЕ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН В РАБОТУ
ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ • Наиболее важными факторами, лимитирующими физическую работоспособность человека, являются его биоэнергетические возможности. • Выполнение любого вида работы связано с затратами энергии.
ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ • ТРИ ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА • Алактатная анаэробная способность, связанная с процессами анаэробного расщепления АТФ и Кр. Ф 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.
МЕХАНИЗМЫ РЕСИНТЕЗА АТФ
Критерии оценки механизмов энергообеспечения мышечной деятельности
Последовательность и вклад механизмов анаэробного и аэробного энергообразования в энергетику различных упражнений
ФАКТОРЫ, ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФИЗИЧЕСКУЮ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ • Метаболическая производительность каждого из источников энергии характеризуется количественными критериями: мощность, емкость, эффективность.
ФАКТОРЫ, 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.
ФАКТОРЫ, 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.
ФАКТОРЫ, 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%
Энергетические критерии физической работоспособности спортсменов
Влияние биоэнергетических факторов на работоспособность спортсменов
ФАКТОРЫ, 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.
Показатели мощности (а) и емкости (б) и анаэробного процессов у спортсменов различных специализаций
ВЛИЯНИЕ 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 СО 2 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.
ВЛИЯНИЕ 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 скоростносиловых 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.
• БЛАГОДАРЮ • ЗА • ВНИМАНИЕ
Скачать презентацию БИОХИМИЧЕСКИЕ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СПОРТИВНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ Тамбовцева Р
Биохимические и биоэнергетические аспекты спортивной работоспособности.ppt