додати матеріал


Біохімічні основи рухових якостей спортсмена

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Реферат
з біохімії
на тему:
"Біохімічні основи рухових якостей спортсмена"
2009

До руховим якостям зазвичай відносять силу, швидкість, витривалість, координацію, гнучкість, стрибучість і т.п. Високий розвиток рухових можливостей є неодмінною умовою успішної технічної і тактичної підготовки, наявності морально-вольових якостей у спортсменів.
Розглянемо ті якості рухової діяльності, у розвитку яких суттєва роль належить біохімічним механізмам. До таких руховим якостям в першу чергу відносяться сила, швидкість і витривалість. Оскільки в структурно-морфологічних і біоенергетичних засадах сили і швидкості багато спільного, їх звичайно об'єднують у швидкісно-силові якості.
Біохімічні основи швидкісно-силових якостей
Швидкість можна визначити як комплекс функціональних властивостей організму, безпосередньо і переважно визначають час рухової дії. При оцінці прояви швидкості враховується приховане час рухової реакції, швидкість одиночного м'язового скорочення, частота м'язових скорочень.
Під силою м'язів зазвичай розуміється здатність долати зовнішній опір, або протидіяти йому за допомогою м'язових напружень.
Швидкісно-силові якості головним чином залежать від енергозабезпечення працюючих м'язів і від їх структурно-морфологічних особливостей, значною мірою зумовлених генетично.
Прояв сили і швидкості характерно для фізичних навантажень, які виконуються в зоні максимальної і субмаксимальної потужності. Отже, в енергозабезпеченні швидкісно-силових якостей переважно беруть участь анаеробні шляху ресинтезу АТФ - креатин-фосфатний і гликолитических.
Швидше за все розгортається ресинтез АТФ за рахунок креатинфосфатного реакції. Вона досягає свого максимуму вже через 1-2 с після початку роботи. Максимальна потужність цього способу утворення АТФ перевищує швидкість гликолитического і аеробного шляхів синтезу АТФ в 1,5 і 3 рази відповідно. Саме за рахунок креатинфосфатного шляху ресинтезу АТФ м'язові навантаження виконуються з найбільшою силою і швидкістю. У свою чергу, величина максимальної швидкості креатинфосфатного реакції залежить від вмісту в м'язових клітинах креатинфосфату і активності ферменту креатинкінази.
Збільшити запаси креатинфосфату і активність креатинкінази можливо за рахунок використання фізичних вправ, що призводять до швидкого вичерпання в м'язах креатинфосфату.
Для цієї мети використовуються короткочасні вправи, що виконуються з граничною потужністю.
Хороший ефект дає застосування інтервального методу тренування, що складається із серій таких вправ. Спортсмену пропонується серія з 4-5 вправ максимальної потужності тривалістю 8-10 с. Відпочинок між вправами в кожній серії дорівнює 20-30 с. Тривалість відпочинку між серіями складає 5-6 хв.
При виконанні кожної вправи в м'язах відбувається зниження запасів креатинфосфату. Під час відпочинку між вправами в м'язах включається гліколітичні шлях ресинтезу АТФ. Але оскільки в цей проміжок часу м'язи не функціонують, то які утворюються молекули АТФ використовуються для часткового відновлення запасів креатинфосфату. Досить тривалий час відпочинку між серіями дозволяє майже повністю заповнити зміст креатинфосфату. Однак суперкомпенсация не розвивається, так як відпочинок змінюється новою серією вправ.
У результаті цього в м'язах поступово відбувається вичерпання запасів креатинфосфату. Як тільки буде досягнута критична величина зниження концентрації креатинфосфату в працюючих м'язах, відразу ж зменшиться потужність виконуваних навантажень. Зазвичай такий стан досягається після 8-10 серій вправ.
Під час відпочинку після тренування спостерігається виражена суперкомпенсация креатинфосфату. Тому багаторазове застосування таких тренувань має призвести до підвищення у м'язах запасів креатинфосфату, активності креатинкінази і позитивно позначитися на розвитку швидкісно-силових якостей спортсмена.
Виконання швидкісних і силових навантажень у зоні субмаксимальної потужності забезпечується енергією в основному за рахунок гликолитического ресинтезу АТФ. Можливості цього способу отримання АТФ обумовлені внутрішньом'язовими запасами глікогену, активністю ферментів, які беруть участь у цьому процесі, і резистентністю організму до молочної кислоти, що утворюється з глікогену.
Тому для розвитку швидкісно-силових здібностей, що базуються на гліколітичної енергозабезпеченні, застосовуються тренування, які відповідають таким вимогам.
По-перше, тренування повинне призводити до різкого зниження вмісту глікогену в м'язах з подальшою його суперкомпенсації.
По-друге, під час тренування в м'язах і в крові повинна накопичуватися молочна кислота для подальшого розвитку резистентності до неї організму.
Для цієї мети можуть бути використані методи повторної і інтервальної роботи. Застосовувані вправи повинні викликати підвищення швидкості гликолитического шляху ресинтезу АТФ і призводити до посиленого утворення і накопичення лактату в працюючих м'язах і його виходу в кров'яне русло. Таким умовам відповідає виконання граничних навантажень тривалістю в кілька хвилин. У разі інтервального тренування можна використовувати серії з 4-5 таких вправ. Відпочинок між вправами усередині серії - кілька хвилин. Хороший ефект дає поступове зменшення часу відпочинку - наприклад, з 3 до 1 хв. Кожне таке вправа викликає розпад внутрішньом'язового глікогену та утворення молочної кислоти. Короткі проміжки відпочинку між вправами недостатні для усунення лактату. Відпочинок між серіями вправ, що становить 15-20 хв, також недостатній для повного усунення лактату, і тому вправи в кожній наступній серії виконуються на тлі підвищеної концентрації в м'язах молочної кислоти, що сприяє формуванню резистентності організму до підвищеної кислотності.
Проміжки відпочинку як між окремими вправами, так і між серіями вправ явно недостатні для відновлення запасів глікогену, і внаслідок цього в ході тренування в м'язах відбувається поступове зменшення вмісту глікогену до дуже низьких величин, що є обов'язковою умовою виникнення вираженої суперкомпенсації.
Структурно-морфологічні особливості м'язів, що визначають можливості прояву сили і швидкості, стосуються будови як окремих м'язових волокон, так і м'язи в цілому. Швидкісно-силові якості окремого м'язового волокна залежать від кількості скорочувальних елементів - міофібрил - і від розвитку саркоплазматичної мережі, що містить іони кальцію. Саркоплазматичний також бере участь у проведенні нервового імпульсу всередині м'язової клітини.
Зміст міофібрил і розвиток саркоплазматичної мережі неоднаково в м'язових волокнах різних типів.
У залежності від переважання тих чи інших способів утворення АТФ, хімічного складу і мікроскопічної будови виділяють три основних типи м'язових волокон: тонічні, фазіческой і перехідні. Ці типи волокон також розрізняються за своєю збудливості, часу, швидкості й силі скорочення, тривалості функціонування.
Тонічні волокна містять відносно велику кількість мітохондрій, в них багато міоглобіну, але мало скорочувальних елементів - міофібрил. Основний механізм ресинтезу АТФ у таких м'язових волокнах - аеробний. Тому вони скорочуються повільно, розвивають невелику потужність, але зате можуть скорочуватися тривалий час.
Фазіческіх волокна мають багато міофібрил, добре розвинену саркоплазматичний, до них підходить багато нервових закінчень. У них добре розвинені колагенові волокна, що сприяє їх швидкому розслабленню. У їх саркоплазмі значні концентрації креатинфосфату і глікогену, висока активність креатинкінази і ферментів гліколізу. Відносна кількість мітохондрій в білих волокнах значно менше, зміст міоглобіну в них низьке, тому вони мають бліде забарвлення. Забезпечення енергією білих м'язових волокон здійснюється за рахунок креатинфосфатного реакції і гліколізу. Поєднання анаеробних шляхів ресинтезу АТФ з великою кількістю міофібрил дозволяє волокнах даного типу розвивати високу швидкість і силу скорочення. Однак внаслідок швидкого вичерпання запасів креатинфосфату і глікогену час роботи цих волокон обмежена.
Перехідні м'язові волокна за своєю будовою і властивостями займають проміжне положення між тонічними і фазіческіх.
Навіть з такого короткого перерахування відмінностей між типами м'язових волокон випливає, що для прояву сили і швидкості більш кращі білі волокна і близькі до них за будовою перехідні волокна. Тому більш вираженими швидкісно-силовими якостями, за інших рівних умов, мають ті м'язи, в яких співвідношення між м'язовими волокнами зміщена в бік білих.
Співвідношення між волокнами різних типів у скелетних м'язах неоднакове. Так, м'язи передпліччя, двоголовий м'яз плеча, м'язи голови і інші містять переважно фізичні волокна. М'язи тулуба, пряма м'яз живота, пряма м'яз стегна в основному містять тонічні волокна. Звідси легко зрозуміти, чому зазначені групи м'язів істотно розрізняються за такими властивостями, як збудливість, швидкість, сила, витривалість.
Співвідношення між різними типами м'язових клітин у кожної людини генетично зумовлене. Однак, використовуючи фізичні навантаження певного характеру, можна цілеспрямовано викликати зміна спектру м'язових волокон. За рахунок застосування силових вправ відбувається зміщення цього спектру в бік переважання білих волокон, що мають більший діаметр порівняно з червоними та перехідними, що в підсумку призводить до гіпертрофії тренованих м'язів. Основною причиною гіпертрофії у цьому випадку є збільшення вмісту в м'язових клітинах скорочувальних елементів - міофібрил. Тому м'язова гіпертрофія, що викликається силовими навантаженнями, відноситься до міофібріллярного типу.
Фізичні навантаження, застосовувані для розвитку м'язової гіпертрофії міофібріллярного типу, на біохімічному рівні повинні призводити до пошкодження міофібрил з подальшою їх суперкомпенсації. З цією метою використовуються різні вправи з обтяженням.
Для розвитку сили часто використовується метод повторних вправ з напругою 80-90% від максимальної сили. Найбільш ефективне обтяження - 85% від максимальної сили. У цьому випадку число повторень "до відмови" зазвичай 7-8. Кожна вправа виконується серіями, кількість яких коливається від 5 до 10, з інтервалом відпочинку між ними в кілька хвилин. Швидкість виконання вправ визначається метою тренування. Для переважного збільшення м'язової маси вправи виконуються в повільному або помірному темпі. Для одночасного розвитку сили і швидкості вправи проводяться до вибухової-плавному режимі: початкова фаза руху виконується з великою швидкістю, а завершується воно якомога більш плавно. Тому в швидкісно-силових видах спортсмени в період силової підготовки повинні відмовитися від повільного виконання силових вправ, тому що в цьому випадку втрачається здатність м'язів до швидкого скорочення.
Час відновлення після швидкісно-силового тренування складає 2-3 дні. Проте, змінюючи м'язові групи, на які спрямовані навантаження, тренувальні заняття можна проводити через менші інтервали відпочинку.
Обов'язковою умовою ефективної силової підготовки є повноцінне, багате білками харчування, так як міофібрили складаються виключно з білків. Є дані про те, що розвитку м'язової гіпертрофії сприяє ультрафіолетове опромінення. Передбачається, що під впливом ультрафіолету збільшується утворення чоловічих статевих гормонів, що стимулюють в організмі синтез білків.
Біохімічні основи витривалості
Витривалість - найважливіше рухова якість, від рівня розвитку якого багато в чому залежать досягнення атлета. Витривалість можна визначити як час роботи із заданою потужністю до появи втоми.
Відповідно до характеру виконуваної роботи виділяють загальну і спеціальну витривалість. Загальна витривалість відображає здатність спортсмена виконувати неспецифічні навантаження. Такими навантаженнями, наприклад, для футболіста можуть бути крос, лижні гонки, плавання, рухливі ігри тощо, а також виконання фізичної роботи побутового характеру. Спеціальна витривалість характеризує виконання фізичних навантажень, специфічних для певного виду спорту і потребують технічної, тактичної і психологічної підготовки спортсмена.
Першорядне значення для прояву витривалості має рівень розвитку молекулярних механізмів утворення АТФ - безпосереднього джерела енергії для забезпечення м'язового скорочення і розслаблення
У залежності від способу енергозабезпечення виконуваної роботи виділяють алактатну, лактатний та аеробну витривалість. Нерідко використовуються терміни. "Алактатіий, лактатний та аеробний компоненти витривалості.
Алактатний витривалість характеризується найбільшим часом роботи в зоні максимальної потужності. Залежно від виду навантаження можна виділити швидкісну, швидкості про-силову і силову алактатну витривалість. Головним джерелом енергії при м'язовій роботі максимальної потужності є креатинфосфатного реакція. Тому розвиток алактатний витривалості обумовлено внутрішньом'язовими запасами креатинфосфату. Як вже зазначалося, більш багаті креатинфосфат білі м'язові волокна. У зв'язку з цим більшої алактатний витривалістю мають м'язи з переважанням білих волокон. Зміст креатинфосфату в м'язах можна істотно підвищити, використовуючи спеціальні вправи. Принцип побудови такого тренування в інтервальному режимі був описаний вище, при розгляді енергозабезпечення швидкісно-силових якостей.
Біохімічна оцінка алактатний витривалості може бути дана шляхом визначення добового виділення з сечею креатиніну. Цей показник характеризує загальні запаси в організмі креатинфосфату. Зростання алактатний витривалості зазвичай супроводжується збільшенням добового виділення креатиніну. Іншим критерієм, що характеризує розвиток алактатний витривалості, є алактатний кисневий борг, виміряний після завершення роботи максимальної потужності.
Лактатная витривалість характеризує виконання фізичних навантажень у зоні субмаксимальної потужності. Основним джерелом енергії при роботі з такою потужністю служить анаеробний розпад м'язового глікогену до молочної кислоти, званий гликолизом. Можливості гликолитического способу отримання АТФ в значній мірі залежать від запасів м'язового глікогену. Чим вище дорабочая концентрація глікогену в м'язах, тим довше він буде використовуватися в гліколізі. Звідси випливає, що м'язи з переважанням білих, багатих креатинфосфату і глікогеном волокон мають також і вираженої лактатної витривалістю. Іншим фактором, що визначає лактатний витривалість, є резистентність м'язових клітин і всього організму в цілому до зростання кислотності внаслідок накопичення лактату в м'язах і в крові.
Виходячи з такої залежності тренування, спрямовані на розвиток лактатної витривалості, будуються так, щоб забезпечити виконання двох завдань. По-перше, за рахунок виконуваних фізичних навантажень у м'язах має збільшуватися вміст глікогену. По-друге, тренувальні заняття повинні привести до виникнення резистентності до накопичення лактату і підвищення кислотності.
З цією метою застосовуються вправи, що викликають, з одного боку, значне вичерпання запасів м'язового глікогену, що є необхідною умовою для його подальшої суперкомпенсації, а з іншого - призводять до утворення великих кількостей молочної кислоти. Такими є фізичні навантаження субмаксимальної потужності, що виконуються в інтервальному чи повторному режимі. Тренування такого типу описана вище, при розгляді енергозабезпечення швидкісно-силових якостей. Залежно від характеру застосовуваних навантажень можна переважно розвивати силовий або швидкісний компонент лактатної витривалості.
Провідним біохімічним показником прояви лактатної витривалості при роботі є накопичення лактату в крові. Визначення концентрації молочної кислоти в крові проводять після виконання фізичної роботи субмаксимальної потужності "до відмови". Високий рівень концентрації молочної кислоти в крові свідчить про використання для отримання енергії під час роботи великих кількостей м'язового глікогену і розвитку резистентності до зростання кислотності.
Таку ж інформацію можна отримати, визначаючи в крові після субмаксимальних навантажень зміна кислотно-лужного балансу. У цьому разі високої лактатної витривалості відповідає значний зміщення водневого показника крові в кислу сторону. Ще одним показником розвитку лактатної витривалості може служити лактатний кисневий борг, виміряний після виконання роботи субмаксимальної потужності "до відмови". Чим вище значення цього показника, тим більший внесок анаеробного розпаду глікогену в енергозабезпечення виконаної роботи. У спортсменів з доброю фізичною підготовкою величини лактатного кисневого боргу можуть досягати 18-20 л.
У спортивній практиці дуже часто алактатну і лактатного витривалість об'єднують в анаеробну.
Аеробна витривалість проявляється при виконанні тривалих вправ помірної потужності, які головним чином забезпечуються енергією за рахунок аеробного окислення. Внесок анаеробного енергоутворення обмежується лише початковим періодом впрацьовування. У спортивній літературі часто під терміном "витривалість" мається на увазі саме аеробна витривалість.
Аеробна витривалість визначається трьома найголовнішими факторами: запасами в організмі доступних джерел енергії, доставкою кисню в працюючі м'язи і розвитком у працюючих м'язах мітохондріального окислення.
В якості джерел енергії зазвичай використовуються вуглеводи, жирні кислоти, кетонові тіла і амінокислоти. Внаслідок великої тривалості аеробної роботи ці енергетичні субстрати доставляються в м'язи кров'ю, так як власні енергетичні ресурси м'язових клітин витрачаються на початку роботи.
У забезпеченні м'язів джерелами енергії істотна роль належить печінки. Саме тут під час виконання тривалих навантажень відбувається розпад глікогену до глюкози, яка потім з током крові надходить до скелетні м'язи та інші органи, які беруть участь у забезпеченні м'язової діяльності. Інший процес, що протікає в печінці під час роботи, окислення жирних кислот, що супроводжується утворенням кетонових тіл, які також є важливими джерелами енергії. Крім того, в печінці під час роботи протікають і інші хімічні процеси, що сприяють виконанню м'язової роботи. У зв'язку з такою важливою роллю печінки в забезпеченні фізичної роботи в спортивній практиці застосовують гепатопротектори - фармакологічні засоби, що поліпшують функціонування печінки і прискорюють в ній процеси відновлення.
Доставка кисню в м'язи здійснюється кардіореспіраторної системою. Тому для прояву аеробної витривалості виключно важливе значення має функціональний стан серцево-судинної та дихальної систем, киснева ємність крові, обумовлена ​​кількістю еритроцитів і вмістом у них гемоглобіну.
Розвиток аеробної витривалості в значній мірі визначається також станом нервово-гормональної регуляції. Провідну роль у цій регуляції виконують наднирники, які виділяють у кров катехолстіни і глюкокортикоїди - гормони, що викликають перебудову організму, спрямовану на створення оптимальних умов для м'язової діяльності. Для прояву аеробної витривалості важлива здатність наднирників протягом тривалого часу підтримувати в кров'яному руслі підвищену концентрацію цих гормонів.
Внутрішньом'язовими чинниками, відповідальними за аеробну витривалість, є розмір і кількість мітохондрій - внутрішньоклітинних структур, в яких за участю кисню відбувається синтез АТФ, а також зміст міоглобіну - м'язового білка, що забезпечує усередині м'язових волокон перенесення кисню до мітохондрій. Як вже зазначалося, більш високим вмістом мітохондрій і міоглобіну характеризуються червоні м'язові волокна. Звідси випливає, що більш висока аеробна витривалість спостерігається в м'язах з перевагою червоних волокон.
Аеробна витривалість на відміну від анаеробної менш специфічна. Це обумовлено тим, що її у великій мірі лімітують різні внемишечние фактори: функціональний стан кардіореспіраторної системи, печінки і нервово-гормональної регуляції, киснева ємність крові, запаси в організмі легкодоступних джерел енергії. Тому спортсмен, що має гарний рівень аеробної витривалості, може проявити її не тільки в тому виді діяльності, де він пройшов спеціальну підготовку, а й в інших видах аеробної роботи. Наприклад, кваліфікований футболіст може показати хороший результат у бігу на довгі дистанції.
Багатофакторність аеробної витривалості вимагає застосування комплексу різноманітних тренувальних засобів, оскільки кожне конкретне заняття, викликаючи досить різносторонню дію на організм, все ж таки переважно вдосконалює одну яку-небудь сторону функціональних можливостей. У підсумку, тренування, спрямовані на розвиток аеробної витривалості, повинні забезпечити підвищення працездатності кардіореспіраторної системи, сприяти збільшенню кількості еритроцитів у крові і вмісту в них гемоглобіну, зростання концентрації міоглобіну в м'язових клітинах, кращому забезпеченню працюючих органів енергетичними субстратами.
З цією метою застосовуються різні варіанти повторної і інтервальної тренування, а також безперервна тривала робота рівномірною або змінної потужності.
Як приклад побудови тренувальних занять, спрямованих на розвиток аеробної витривалості, можна навести так звану циркуляторную інтервальну тренування. Цей метод полягає у чергуванні короткочасних вправ невеликої інтенсивності і тривалістю від 30 до 90 с з інтервалами відпочинку такої самої тривалості. Така робота стимулює аеробне енергозабезпечення м'язової діяльності і призводить до поліпшення показників кардіореспіраторної системи.
Для підвищення вмісту в м'язах міоглобіну може бути використана міоглобіновая інтервальна тренування. Спортсменам пропонуються дуже короткі навантаження середньої інтенсивності, чередувался з такими ж короткими проміжками відпочинку. Виконувані короткочасні навантаження в основному забезпечуються киснем, який зберігатиметься в м'язових клітинах у формі комплексу з міоглобіном. Короткий відпочинок між вправами достатній для поповнення запасів кисню.
Для збільшення кисневої ємності крові, а також для підвищення концентрації міоглобіну хороший ефект дають тренування в умовах середньогір'я.
Особливістю розвитку аеробної витривалості є можливість використання неспецифічних вправ, і в першу чергу рухливих ігор, що дозволяє зробити тренувальний процес різноманітним і цікавим.
На практиці для оцінки аеробної витривалості часто використовуються два показники: максимальне споживання кисню і поріг анаеробного обміну.
МПК є інтегральним показником, що характеризує в цілому аеробне енергоутворення в організмі. Між значенням МПК і аеробної витривалістю існує чітка кореляція: навантаження однакової інтенсивності довше можуть виконувати спортсмени з більшою величиною МПК. Під впливом тренування МПК може зрости на 40% і більше.
ПАНО також характеризує енергозабезпечення м'язової роботи за рахунок аеробного синтезу АТФ. При низьких значеннях ПАНО в організмі слабо розвинене аеробне енергозабезпечення, і тому навіть при виконанні навантажень невисокої інтенсивності організм змушений включати анаеробний спосіб отримання АТФ - гліколіз, ведучий, як Вже зазначалося, до утворення лактату і зростання кислотності. В умовах підвищеної кислотності знижується активність ферментів аеробного синтезу АТФ, погіршується постачання кисню до мітохондрій, Що в підсумку скорочує тривалість роботи.
Важливу інформацію для оцінки аеробної витривалості можна Отримати шляхом визначення вмісту та співвідношення в крові основних енергетичних субстратів в ході виконання тривалої роботи. У нетренованих людей між вмістом в крові глюкози і продуктів мобілізації жиру існують реципрокні відносини. Висока концентрація глюкози в крові перешкоджає мобілізації жиру з депо. Тому у нетренованих людей підвищення вмісту в крові жирних кислот, гліцерину і кетонових тіл спостерігається тільки на тлі зниження концентрації глюкози. У спортсменів, добре тренованих в аеробному режимі, потужна мобілізація жиру відзначається на тлі не тільки нормального, але і підвищений вміст глюкози в крові. Підвищена утилізація жиру і кетонових тіл дозволяє організму не тільки зберегти вуглеводи печінки і крові, а й уповільнити витрачання м'язового глікогену, зниження концентрації якого є одним з факторів розвитку втоми.
На закінчення необхідно відзначити, що всі компоненти витривалості поряд з розглянутими вище енергетичними та структурними факторами в значній мірі залежать від технічної, тактичної і психологічної підготовки. Хороша технічна підготовка, правильно обрана тактика дозволяє спортсменові економно і раціонально використовувати енергетичні резерви і тим самим довше зберігати працездатність. За рахунок високої мотивації, великої сили волі спортсмен може продовжувати виконання роботи навіть в умовах настання в організмі значних біохімічних і функціональних зрушень.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Спорт і туризм | Реферат
48.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Біологічні основи методу розвитку рухових якостей
Розвиток рухових якостей дітей в дошкільних закладах
Гімнастика як засіб розвитку рухових якостей підлітків
Методика розвитку рухових якостей у дітей дошкільного віку
Удосконалення розвитку рухових якостей легкоатлетів 11-12 років на етапі початкової підготовки
Методика виховання основних рухових якостей у скелелазів засобами спеціальної фізичної
Загальні основи навчання рухових дій
Біохімічні основи спадковості
Біохімічні основи стомлення
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru