Обмен веществ (ассимиляция, диссимиляция)

Содержание
Введение…………………………………………………………………….3
Послерабочие изменения психических функций в условиях выполнения физической нагрузки различной направленности………………………………4
Особенности метаболических состояний у человека при мышечной деятельности………………………………………………………………………5
Биохимия утомления и биохимические процессы в период отдыха после мышечной работы………....7
Список литературы……………………………………………………….13

Введение
Одним из важнейших условий интенсификации тренировочного процесса и дальнейшего повышения спортивной работоспособности является широкое и систематическое использование восстановительных средств. Особое значение рациональное восстановление имеет при предельных и околопредельных физических и психических нагрузках – обязательных спутниках тренировок и соревнований современного спорта. 
Очевидно, что использование системы восстановительных средств делает необходимым четкую классификацию процессов восстановления в условиях спортивной деятельности. Специфика восстановительных сдвигов, определяемая характером спортивной деятельности, объемом и интенсивностью тренировочных и соревновательных нагрузок, общим режимом, обуславливает конкретные мероприятия, направленные на восстановление работоспособности.
Н. И. Волков выделяет следующие виды восстановления у спортсменов: текущее (наблюдение во время работы), срочное (вслед за окончанием нагрузки) и отставленное (в течение многих часов после завершения работы), а так же после хронических перенапряжений (так называемое стресс-восстановление). Нельзя не отметить, что перечисленные реакции осуществляются на фоне периодического восстановления, обусловленного расходом энергии в условиях нормальной жизнедеятельности. Его характер в значительной степени определяется функциональным состоянием организма.
Четкие представления о динамике восстановительных процессов в условиях спортивной деятельности необходимы для организации рационального использования средств восстановления. Так, функциональные сдвиги, развивающиеся в процессе текущего восстановления, направлены на обеспечение повышенных энергетических требований организма, на возмещение усиленного расхода биологической энергии, в процессе мышечной деятельности. В восстановлении энергетических затрат центральное место занимают метаболические превращения.
Соотношение энерготрат организма и их восстановление по ходу работы дают возможность разделить физические нагрузки на 3 диапазона: 1) нагрузки, при которых оказывается достаточным аэробное обеспечение работы; 2) нагрузки, при которых наряду с аэробным обеспечением работы используются анаэробные источники энергии, но еще не превзойден предел увеличения поставки кислорода к работающим мышцам; 3) нагрузки, при которых энергетические потребности превышают возможности текущего восстановления, что сопровождается быстро развивающимся утомлением.
Значение средств, способных стимулировать текущее восстановление при выполнении нагрузок третьего диапазона для спортивной практики, трудно переоценить. К их числу относится питание на сверхдлинных дистанциях у бегунов, лыжников и ходоков, на трассах марафонских проплывов у пловцов. Важно так же использовать восстановительные средства во всех других ситуациях, где имеет место нагрузки третьего диапазона.
В отдельных видах спорта для оценки эффективности восстановительных мероприятий целесообразен анализ различных показателей нервно-мышечного аппарата, использование психологических тестов. 
Использование в практике работы со спортсменами высокого класса углубленных обследований с применением обширного комплекса средств и методов позволяет оценивать эффективность предшествующих восстановительных мероприятий и определять тактику последующих.
В тестировании восстановления необходимы этапные обследования, проводимые в недельном или месячном тренировочном циклах. Частота этих обследований, методы исследования определяются врачом и тренером в зависимости от вида спорта, характера нагрузок данного тренировочного периода, используемых восстановительных средств и индивидуальных особенностей спортсмена.
Послерабочие изменения психических функций в условиях выполнения физической нагрузки различной направленности.
Изучение следовых сдвигов, наблюдаемых в центральной нервной системе после мышечных упражнений, привлекает внимание многих исследователей и свидетельствует о несомненной актуальности данного вопроса.
Установлено, что в восстановительном периоде после нагрузки изменения в высшей нервной деятельности имеет фазовый характер и что в фазе повышенной возбудимости центральной нервной системы функциональный уровень нервно-мышечного аппарата в большинстве случаев повышается, а в фазе сниженной возбудимости – понижается.
В работе Замаренкова Б.К. изучалось время латентного периода следующих психических функций: простой реакции (на красный свет), реакции выбора ( поочередный выбор одного из четырех цветов – синего, красного, желтого, зеленого), логических действий (решение задач на четыре арифметических действия в условиях дефицита времени) в двух вариантах (второй более сложный) и переключения (продолжительность реагирования на чередующиеся комбинации из логических действий и реакции выбора). Параллельно с этим регистрировалась деятельность ответного движения.
В результате этих исследований установлено, что восстановительные процессы в центральной нервной системе и двигательном аппарате у лиц, не имеющих специальной спортивной подготовки, и тренирующихся в избранном виде спорта после выполнения различных по направленности физических нагрузок характеризуются важными особенностями, которые, несомненно, следует учитывать в спортивной практике.
Психические функции и двигательная работоспособность под влиянием мышечных упражнений разной направленности лицами с неодинаковым уровнем физической подготовки, а так же спортсменами, тренированными в избранных видах спорта, изменяются неравнозначно и характеризуются фазовыми сдвигами в послерабочем периоде.
Однотипность фазовых явлений в динамике психических процессов в восстановительном периоде наблюдается у лиц с разным уровнем физической подготовки, у высококвалифицированных спортсменов, независимо от их специализации.
Особенности реакции на привычные нагрузки у спортсменов проявляются по-разному: у тяжелоатлетов главным образом в работоспособности двигательного аппарата; у стайеров – в психической деятельности; у спринтеров, баскетболистов – в обоих видах деятельности.
Специфические функции психической сферы у спортсменов (простая реакция у спринтеров и реакция выбора у баскетболистов) на протяжении всего периода последействия привычных нагрузок удерживаются на относительно высоком функциональном уровне.
Восстановительные процессы в относительно простых (простая реакция и реакция выбор) и более сложных психических функциях (логические действия и переключения) протекают с различной степенью активности.
Особенности метаболических состояний у человека при мышечной деятельности
Состояние обмена веществ в организма человека характеризуется большим числом переменных. В условиях интенсивной мышечной деятельности наиболее важным фактором, от которого зависит метаболическое состояние организма, является применение в сфере энергетического обмена. Для количественной оценки метаболических состояний у человека при мышечной работе предложено использовать критерии трех видов: а) критерии мощности, отражающие скорость преобразования энергии в аэробном и анаэробном процессах; б) критерии емкости, характеризующие энергетические резервы организма или общий объем метаболических изменений, произошедших во время работы; в) критерии эффективности, определяющие меру использования энергии аэробного и анаэробного процессов при выполнении мышечной работы.Изменения мощности и продолжительности упражнений по-разному сказываются на показателях аэробного и анаэробного обмена. Такие показатели мощности и емкости аэробного процесса, как размеры легочной вентиляции, уровень кислородного потребления, кислородный приход во время работы, систематически возрастают с увеличением продолжительности упражнений при каждом избранном значении мощности. Эти показатели заметно увеличиваются с повышением интенсивности работы во всех временных интервалах упражнения. 
Показатели максимального накопления молочной кислоты в крови и суммарного кислородного долга, характеризующие емкость анаэробных источников энергии, мало изменяются при выполнении упражнений умеренной мощности, но заметно возрастают с увеличением продолжительности работы в более интенсивных упражнениях. Интересно отметить, что при самой низкой мощности упражнения, где содержание молочной кислоты в крови сохраняется на постоянном уровне около 50-60 мг %, практически не удается обнаружить лактатной фракции кислородного долга; не обнаруживается здесь и избыточного выделения углекислоты, связанного с разрушением бикарбонатов крови при накоплении молочной кислоты. Можно полагать, что отмеченный уровень накопления молочной кислоты в крови еще не превышает тех пороговых значений, выше которых наблюдается стимуляция окислительных процессов, связанных с устранением лактатного кислородного долга.
Показатели аэробного метаболизма после непродолжительного лаг-периода (около 1 минуты), связанного с врабатыванием, обнаруживают системное повышение с увеличением времени упражнения. В период врабатывания имеет место выраженное усиление анаэробных реакций, приводящих к образованию молочной кислоты.
Увеличение мощности упражнения сопровождается пропорциональным усилением аэробных процессов. Возрастание интенсивности аэробных процессов с увеличением мощности установлено лишь в упражнениях, длительность которых превышает 0,5 минуты. При выполнении интенсивных кратковременных упражнений отмечается снижение показателей аэробного метаболизма.
Увеличение размеров общего кислородного долга за счет образования лактатной фракции и появления избыточного выделения углекислоты обнаруживается только в тех упражнениях, мощность и продолжительность которых достаточны для накопления молочной кислоты свыше 50-60 мг %.
При выполнение упражнений невысокой мощности изменение в показателях аэробного и анаэробного процессов обнаруживают противоположную направленность, с повышением мощности изменения этих процессов сменяются на однонаправленные. В динамике показателей скорости кислородного потребления и «излишка» выделения углекислоты во время выполнения упражнения обнаруживается сдвиг по фазе, в период восстановления после окончания работы происходи синхронизация сдвигов в этих показателях. В изменениях показателей кислородного потребления и содержания молочной кислоты в крови с увеличением времени восстановления после выполнения интенсивных упражнений отчетливо проявляются расхождения по фазе.
Биохимия утомления и биохимические процессы в период отдыха после мышечной работы
Проблема утомления в биохимии спорта – одна из трудных и еще далеких от решения.
В наиболее общей форме утомление можно определить как состояние организма, возникающее вследствие длительной или напряженной деятельности и характеризуется снижение работоспособности. Субъективно оно воспринимается человеком как чувство местной усталости или общей усталости.
Многолетние исследования позволяют разделить биохимические факторы, лимитирующие работоспособность, на три группы, связанные друг с другом. Это, во-первых, биохимические изменения в центральной нервной системе, обусловленные как самим процессом двигательного возбуждения, так и проприоцептивной импульсацией с периферии. Во-вторых, это биохимические изменения в скелетных мышцах и миокарде, вызванные их работой и трофическими изменениями в нервной системе. В-третьих, это биохимические изменения во внутренней среде организма, зависящие как от процессов, происходящих в мышцах, так и от влияния нервной системы.
Общими чертами утомления являются нарушение баланса фосфатных макроэргов в мышцах и головном мозгу, а так же снижение активности АТФ-азы и коэффициента фосфорилирования в мышцах. Однако утомление, связанное с работой высокой интенсивности и большой длительности, имеет и некоторые специфические черты. Кроме того, биохимические изменения при утомлении, вызванном кратковременной мышечной деятельностью, характеризуется значительно большим градиентом, чем при мышечной деятельности умеренной интенсивности, но по длительности близкой к пределу.
Следует подчеркнуть, что резкое снижение углеводных запасов организма хотя и имеет большое значение, но не играет решающей роли в ограничении работоспособности.
Важнейшим фактором, лимитирующим работоспособность, является уровень АТФ как в самих мышцах, так и в центральной нервной системе. При этом нельзя не учитывать и биохимические изменения в других органах, в частности, в миокарде. При интенсивной кратковременной работе уровень гликогена и креатинфосфата в нем не изменяется, а активность окислительных ферментов возрастает. При работе же большой длительности может иметь место снижение как уровень гликогена и креатинфосфата, так и энзиматической активности. Это сопровождается изменениями ЭКГ, свидетельствующими о дистрофических процессах, чаще всего в левом желудочке и реже в предсердиях.
Таким образом, утомление характеризуется глубокими биохимическими сдвигами и в центральной нервной системе и на периферии, прежде всего в мышцах. При этом степень биохимических изменений в последних может быть изменена при повышении работоспособности, вызванном воздействии на центральную нервную систему.О центрально-нервной природе утомления еще а 1903 году писал И.М. Сеченов. С этого времени данные о роли центрального торможения в механизме утомления все пополняются. Наличие разлитого торможения при утомлении, вызванном длительной мышечной деятельностью, не подлежат сомнению. Оно развивается в центральной нервной системе и развивается в ней при взаимодействии центра и периферии при ведущей роли первого. Утомление – это следствие изменений, вызванных в организме интенсивной или длительной активностью, и защитная реакция, препятствующая переходу через грань функциональных и биохимических нарушений, опасных для организма, угрожающих его существованию.
В механизме утомления известную роль играют так же нарушения белкового и нуклеинового обмена нервной системы. При длительном беге или плавании с грузом, вызывающих значительное утомление, в двигательных нейронах наблюдается снижение уровня РНК, тогда как при длительной, но не утомительной работе он не изменяется или повышается. Поскольку химизм и, в частности, активность ферментов мышц регулируются трофическими влияниями нервной системы, можно полагать, что изменения химического статуса нервных клеток при развитии охранительного торможения, вызванного утомлением, приводят к изменению трофической центробежной импульсации, влекущей за собой нарушения в регуляции химизма мышц. Это трофические влияния, видимо, осуществляются путем движения биологически активных веществ по аксоплазме эфферентных волокон, описанного П. Вейссом. В частности, из периферических нервов было выделено белковое вещество, являющееся специфическим ингибитором гексокиназы, сходное с ингибитором этого фермента, выделяемым передней долей гипофиза.
Таким образом, утомление развивается при взаимодействии центральных и периферических механизмов при ведущем и интегрирующем значении первых. Оно связано как с изменениями в нервных клетках, так и с рефлекторными и гуморальными воздействиями с периферии. Биохимические изменения при утомлении могут носить генерализованный характер, сопровождаться общими изменениями внутренней среды организма и нарушениями регуляции и координации различных физиологических функций (при длительной физической нагрузках, захватывающих значительные мышечные массы). Эти изменения могут носить и более локальный характер, не сопровождающиеся значительными общими изменениями, а ограничивающиеся лишь работающими мышцами и соответствующими группами нервных клеток и центров (при кратковременной работе максимальной интенсивности или длительной работе ограничеснного числа мышц).
Утомление (и в особенности чувство усталости) является защитной реакцией, предохраняющей организм от чрезмерных степеней функционального истощения, опасных для жизни. Вместе с тем оно тренирует физиологические и биохимические компенсаторные механизмы, создавая предпосылки для процессов восстановления и дальнейшего повышения функциональных возможностей и работоспособности организма.
Во время отдыха после мышечной работы происходит восстановление нормальных (дорабочих) соотношений биологических соединений как в мышцах, так и в организма в целом. Если во время мышечной работы доминируют катаболические процессы, необходимые для энергообеспечния, то во время отдыха преобладают процессы анаболизма.
Анаболические процессы нуждаются в затратах энергии в форме АТФ, поэтому наиболее выраженные изменения обнаруживаются в сфере энергетического обмена, так как в период отдыха АТФ постоянно тратиться, и, следовательно, запасы АТФ должны восстанавливаться. Анаболические процессы в период отдыха обусловлены катаболическими процессами, которые совершались во время работы.
Во время отдыха ресинтизируются АТФ, креатинфосфат, гликоген, фосфолипиды, мышечные белки, приходит в норму водно-электролитный баланс организма, происходит восстановление разрушенных клеточных структур. В зависимости от общей направленности биохимических сдвигов в организме и времени, необходимого для сепаративных процессов, выделяют два типа восстановительных процессов – срочное и оставленное восстановление.
Срочное восстановление длиться от 30 до 90 минут после работы. В период срочного восстановления происходит устранение накопившихся за время работы продуктов анаэробного распада, прежде всего молочной кислоты и кислородного долга.
После окончания работы потребление кислорода продолжает оставаться повышенным по сравнению с состоянием покоя. Этот излишек кислородного потребления и получил название кислородного долга. Кислородный долг всегда больше кислородного дефицита, и чем выше интенсивность и продолжительность работы, тем значительнее это различие.
Во время отдыха расходование АТФ на мышечные сокращения прекращается и содержание АТФ в митохондриях в первые же секунды возрастает, что говорит о переходе митохондрий в активное состояние. Концентрация АТФ увеличивается, повышает дорабочий уровень. Возрастает и активность окислительных ферментов. А вот активность гликогенфосфорилазы резко снижается.
Молочная кислота, как мы уже знаем, является конечным продуктом распада глюкозы в анаэробных условиях. В начальный момент отдыха, когда сохраняется повышенное потребление кислорода, снабжение кислородом окислительных систем мышц возрастает.
Кроме молочной кислоты окислению подвергаются и другие накопившиеся во время работы метаболиты: янтарная кислота, глюкоза; а на более поздних этапах восстановления и жирные кислоты.
Отставленное восстановление длится долгое время после окончания работы. Прежде всего, оно затрагивает процессы синтеза израсходованных во время мышечной работы структур, а так же восстановления ионного и гормонального равновесия в организме.
В период оставленного восстановления происходит накопление запасов гликогена в мышцах и печени; эти восстановительные процессы происходят в течение 12-48 часов. Попавшая в кровь молочная кислота поступает в клетки печени, где происходит сначала синтез глюкозы, а глюкоза является непосредственным строительным материалом для гликогенсинтетазы, катализирующей синтез гликогена.
Процесс резинтеза гликогена носит фазный характер, в основе которого лежит явление суперкомпенсации. Суперкомпенсация (свервосстановление) – это превышение запасов энергетических веществ в период отдыха их дорабочего уровня.
Суперкомпенсация – явление проходимое. Снизившееся после работы содержание гликогена во время отдыха возрастает не только до исходного, но и до более высокого уровня. Затем происходит снижение до начального (дорабочего) уровня и даже немного ниже , а далее следует волнообразное возвращение к исходному уровню.
Длительность фазы суперкомпенсации зависит от продолжительности выполнения работы и глубины вызываемых ею биохимических сдвигов в организме. Мощная кратковременная работа вызывает быстрое наступление и быстрое завершение фазы суперкомпенсации: при восстановлении внутримышечных запасов гликогена фаза суперкомпенсации обнаруживается через 3-4 часа, а завершается через 12 часов. После длительной работы умеренной мощности суперкомпенсация гликогена наступает через 12 часов и заканчивается в период от 48 до 72 часов после окончания работы.
Закон суперкомпенсации справедлив для всех биологических соединений и структур, которые в той или иной мере расходуются или нарушаются при мышечной деятельности и ресинтезируются во время отдыха. К ним относятся: креатинфосфат, структурные и ферментные белки, фосфолипиды, клеточные оргонеллы (митохондрии, лизосомы).
После ресинтеза энергетических запасов организма значительно усиливаются процессы ресинтеза фосфолипидов и белков, особенно после тяжелой силовой работы, которая сопровождается значительным их распадом. Восстановление уровня структурных и ферментных белков происходит в течение 12-72 часов.
При выполнении работы, связанной с потерей воды, в восстановительный период следует заполнить запасы воды и минеральных солей. Основным источником минеральных солей служат продукты питания.
Для того, чтобы ускорить восстановление мышц после силовой тренировки поможет как спортивный массаж и специальные упражнения на растяжку, так и умеренное кардио и методика активного восстановления, заключающаяся в проведении в дни отдыха легкого и короткого силового тренинга. Главной задачей станет вымывание токсинов и улучшение питания мышечных тканей.
Список литературы
 Мищенко В.С. Функциональные возможности спортсменов. -Киев "Здоровья", 1990.-С.200.
Восстановительные процессы после тренировочных и соревновательных нагрузок: Учебное пособие.-Смоленск, 1978.-С.83.
Васильев В.Н. Утомление и восстановление сил.-М.:Знание,1984.-С.64
 Биохимические пути повышения эффективности спортивной тренировки: Учебное пособие. Киев, 1975.-С.68.
Яковлев Н.Н. Биохимия спорта. М., Физкультура и спорт, 1974.-С.288.
Черемисинов В.Н. Биохимия. Учебное пособие.- М.: ТВТ Дивизион, 2018.-С.368