Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимия спорта
Биохимическая характеристика процессов восстановления при мышечной деятельности
Динамика биохимических процессов восстановления после мышечной работы

В период отдыха после работы биохимические изменения, произошедшие в мышцах и других органах во время выполнения упражнения, постепенно ликвидируются. Наиболее выраженные изменения обнаруживаются в сфе­ре энергетического обмена. В процессе работы в мышцах и других тканях снижается содержание энергетических субстратов (КрФ, гликогена, а при длительной работе — и липидов) и повышается содержание продуктов внутриклеточного метаболизма (АДФ, АМФ, Н₃РО₄, молочной кислоты, ке­тоновых тел и т. п.). Накопление продуктов "рабочего" метаболизма и уси­ление гормональной активности стимулируют окислительные процессы в тканях в период отдыха после работы, что способствует восстановлению внутримышечных запасов энергетических веществ, приводит в норму вод­но-электролитный баланс организма и обеспечивает индуктивный синтез белков в органах, подвергнутых воздействию нагрузки.

Как следует из табл. 31, процессы восстановления в период отдыха после мышечной работы протекают с различной скоростью и завершают­ся в разное время (явление гетерохронизма). Быстрее всего восстанавли­ваются резервы О₂ и КрФ в работавших мышцах, затем — внутримышеч­ные запасы гликогена и гликогена печени и в последнюю очередь — ре­зервы жиров и разрушенные при работе белковые структуры.

Интенсивность протекания восстановительных процессов и сроки вос­полнения энергетических запасов организма зависят от интенсивности их расходования во время выполнения упражнения (правило Энгельгардта). Интенсификация процессов восстановления приводит к тому, что в опре­деленный момент отдыха после работы запасы энергетических веществ превышают их дорабочий уровень. Это явление получило название супер­компенсация, или сверхвосстановление (рис. 156).

Данное явление преходяще: после фазы значительного превышения исходного уровня содержание энергетических веществ постепенно воз­вращается к норме. Чем больше расход энергии при работе, тем быстрее происходит ресинтез энергетических веществ и тем значительнее превы­шение исходного уровня в фазе суперкомпенсации. Следует, однако, от­метить, что это правило применимо лишь в ограниченных пределах. При чрезмерно напряженной работе, связанной с очень большим расходом энергии и накоплением продуктов распада, скорость восстановительных процессов может снизиться, а фаза суперкомпенсации будет достигнута в более поздние сроки и выражена в меньшей степени.

ТАБЛИЦА 31 Время, необходимое для завершения восстановления биохимических процессов в период отдыха после напряженной мышечной работы

Длительность фазы суперкомпенсации во времени зависит от общей продолжительности выполнения работы и глубины вызываемых ею биохимических сдвигов в организме. После мощной кратковременной работы эта фаза наступает быстро и столь же быстро завершается. На­пример, при восстановлении внутримышечных запасов КрФ она обнаруживается уже на 3—4-й минуте отдыха и завершается через 1,5—2 ч после завершения упражнения; восстановление АТФ происходит еще быстрее, поскольку осуществляется за счет энергии аэробного метабо­лизма (рис. 157). При выполнении длительных упражнений, когда имеет место выраженный ацидоз из-за усиления гликолиза в работающих мышцах, суперкомпенсация содержания КрФ наступает только через 12 мин после окончания упражнения и продолжается в течение несколь­ких часов (рис. 158). Причины явления суперкомпенсации связаны с по­вышением концентрации гормонов анаболического действия в период отдыха после работы и индукцией ими синтеза белков-ферментов, кон­тролирующих процессы восстановления энергетических ресурсов в ске­летных мышцах.

Рис. 156 Суперкомпенсация при восстановлении энергетических ресурсов в период отдыха после истощающей работы:

1 — фаза истощения; 2 — фаза восстанов­ления; 3 — фаза сверхвосстановления; 4 — фаза утрачен­ного состояния

Рис. 157 Восстановление внутримышечных запасов КрФ после кратковременных упражнений высокой интенсивности

Рис. 158 Восстановление внутримышечных запасов КрФ после выполнения кратковременных (1) и длительных (2) упражнений высокой интенсивности, сопровождающихся развитием выраженного ацидоза в работающих мышцах: а, б — соответственно pH и внутримышечная концентрация КрФ в период восстановления у спортсменов высокой квалификации