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

Биохимия спорта
Биохимическая характеристика процессов восстановления при мышечной деятельности
Последовательность восстановления энергетических запасов после мышечной работы

Общие закономерности динамики биохимических процессов в период от­дыха после мышечной работы наиболее полно проявляют свое действие в ходе восстановления затраченных при работе энергетических субстратов, в частности при восстановлении внутримышечных запасов фосфагенов (АТФ + КрФ) и гликогена.

Как уже отмечалось (см. главу 16), между интенсивностью выполняе­мого упражнения и скоростью исчерпания внутримышечных запасов фос­фагенов существует линейная зависимость. Такая же зависимость связы­вает показатели интенсивности выполняемого упражнения со скоростью восполнения запасов фосфагенов после работы. Максимальные значения скорости восстановления внутримышечных запасов фосфагенов зафикси­рованы сразу после окончания упражнения и составляют порядка 20— 25 ммоль ⋅ л^-1⋅ мин^-1. В момент окончания работы запасы КрФ в мышцах могут быть снижены на 70—90 % от исходного уровня. Темпы их возвра­щения к дорабочему уровню зависят от скорости аэробного ресинтеза АТФ, и этот процесс обычно разделяется на две фазы. Первая, быстро протекающая, фаза с константой "половинного времени" около 22 с рас­пространяется на первые 3—4 мин восстановления и в ней ресинтезируется примерно 60 % использованного за время работы КрФ ("половинное время" — это время, за которое запасы КрФ в работающих мышцах уве­личиваются на 50 % их исходного уровня). Вторая медленно протекающая фаза восстановления внутримышечных запасов КрФ имеет константу половинного времени более 3 мин. В обычных условиях при таких кинетичес­ких характеристиках полное восстановление запасов КрФ достигается на 5—8-й минутах с момента окончания упражнения. Следует отметить, что скорость восполнения запасов фосфагенов в мышцах во многом зависит от условий протекания процесса восстановления. Так, например, при окклюзии (прекращении кровотока при наложении жгута), когда скорость аэробного ресинтеза АТФ сильно снижена, уровень фосфагенов в работа­ющих мышцах в течение всего периода окклюзии остается на низком уровне, при этом не наблюдается сколько-нибудь выраженной фазы суперкомпенсации (рис. 159).

Рис. 159 Восстановление запасов КрФ во время отдыха после истощающего упражнения:

1 — быстрая фаза восстановления; 2 — медленная фаза восстановления (черные точки, соединенные штриховой линией, — данные опытов с выключенным кровообращением)

Скорость восстановления запасов фосфагенов в мышцах обнаружива­ет тесную связь со скоростью оплаты быстрой фракции кислородного дол­га. Это означает, что чем большее количество имеющихся запасов КрФ бу­дет использовано при работе, тем больше кислорода необходимо доста­вить в работающие мышцы в период отдыха после работы, чтобы обес­печить восстановление запасов креатинфосфата. Как показано на рис. 160, большая часть АТФ, необходимой для обеспечения процесса восстановле­ния запасов КрФ в работающих мышцах, образуется за счет аэробного окислительного распада углеводов и жиров в цикле Кребса и в дыхатель­ной цепи митохондрий. Некоторое ее количество может быть получено от анаэробного гликолиза, еще протекающего параллельно с окислительными превращениями в работающих мышцах в первые минуты восстановления.

В отличие от процесса восполнения запасов фосфагенов в период от­дыха после работы, реставрация внутримышечных резервов гликогена, ис­пользованных во время упражнения, происходит в течение многих часов и даже дней. На процессы восстановления внутримышечных запасов углево­дов заметное влияние оказывают тип выполняемого упражнения, его ин­тенсивность и продолжительность, а также характер и объем углеводного питания в период отдыха после работы. На рис. 161 показан ход восста­новления внутримышечных углеводных ресурсов после выполнения в тече­ние 20 мин истощающего упражнения. Из приведенных данных видно, что в фазе срочного восстановления (в течение первого часа отдыха после окончания упражнения) степень восполнения внутримышечных углеводных ресурсов даже в условиях диеты с высоким содержанием углеводов отно­сительно невелика. Достижение выраженной суперкомпенсации по содер­жанию гликогена в мышцах требует не менее 2—3 сут. Ограничения в приеме углеводов в период отдыха после работы или введение режима полного голодания в этот период отрицательно сказываются на темпах и абсолютных размерах восполнения углеводных ресурсов. Для ресинтеза гликогена в мышцах после работы могут использоваться как внутренние субстраты, в частности молочная кислота и глюкоза, образовавшаяся из веществ неуглеводной природы, так и дополнительные количества углево­дов, которые вводятся с пищей.

Рис. 160 Источники энергии, обеспечивающие ресинтез АТФ в период отдыха после мышечной работы

Рис. 161 Влияние приема углеводов с пищей на восстановление запасов гликогена в мышцах в период отдыха после работы: 1 — диета с высоким содержанием углеводов; 2 — белково-жировая диета; 3 — без пищи

Исходя из того факта, что между размерами внутримышечных резер­вов гликогена и временем работы до появления первых признаков утом­ления существует линейная зависимость, разработаны и широко исполь­зуются в спортивной практике специальные приемы для повышения угле­водных резервов организма. Общая картина изменения запасов гликогена в печени после тяжелой мышечной работы в течение нескольких дней пре­бывания на безуглеводной диете и быстрого "углеводного насыщения" за день до соревнования показана на рис. 162.

Рис. 162 Изменение содержания гликогена в печени в период углеводного голодания и углеводного насыщения накануне соревнований