Какие реакции преобладают во время физической работы

Что происходит с телом во время тренировки?

Замечали, что одна лишь мысль о предстоящем занятии может взбудоражить? Этому есть объяснение.

Как тренировки влияют на организм?

Спорт сказывается не только на фигуре, но и на самочувствии. Причём изменения в организме начинаются не через недели или месяцы тренировок, а непосредственно перед, до и после нагрузки. Мало кто задумывается о метаморфозах, которые происходят внутри человека во время физической активности.

Когда мы тренируемся, в работу включаются не только мышцы, но и гормоны, которые положительно влияют на эмоциональное состояние. В спорте, как и в жизни, важен баланс, говорит эксперт. Тренировки должны быть умеренными — слишком объёмные и тяжёлые занятия, наоборот, приводят к дисбалансу.

Что происходит с телом во время тренировок?

По словам мастера спорта по боксу, физическая активность влияет на всю систему организма, в том числе и эндокринную. Силовые и кардионагрузки буквально приводят тело в чувство — это связано с выработкой определённых гормонов.

Соматотропин — гормон роста
Первый гормон, который вырабатывается во время физической нагрузки. Он влияет на рост мышечных волокон и делает опорно-двигательный аппарат более устойчивым к травмам. В возрасте после 25 лет синтез соматотропина снижается, и спорт — отличный способ вернуть его уровень в норму, говорит эксперт.

Тестостерон — «мужской» гормон
Ещё один гормон, который вырабатывается во время тренировки. По словам диетолога, он отвечает за ресинтез и восстановление мышечных белков, повреждённых во время упражнений.

Дофамин — гормон радости
Наверняка всем знакомо чувство счастья и удовлетворения после тренировки — за это отвечает дофамин. Основная его задача — создавать ощущение довольства, любви и привязанности. Он вырабатывается в ответ на любые физические нагрузки.

Адреналин и кортизол — гормоны стресса
Во время тренировок вырабатывается и адреналин, который влияет на обмен глюкозы и на жиросжигание. Но его действие длится недолго — всего несколько минут. Тем не менее за это время происходят важные процессы: все системы организма включаются в работу, повышаются скоростные и силовые достижения, а жировые отложения сжигаются.

Также в ответ на силовые нагрузки вырабатывается кортизол — гормон, который способствует распаду тканей. Он также выделяется при стрессе и низком уровне сахара в крови.

Инсулин и глюкагон — гормоны для контроля сахара
По словам эксперта, инсулин «загоняет» глюкозу в клетки, а глюкагон, наоборот, выводит её в кровь. Оба гормона играют важную роль в функционировании организма. Первый повышает выносливость и работоспособность, помогает похудеть, а второй способствует усвоению глюкозы клетками, в том числе в скелетных мышцах и жировых тканях.

Силовые и кардионагрузки — один из способов отрегулировать эндокринный фон. Они буквально приводят организм в чувство: резкое повышение уровня отдельных гормонов быстро приводит в тонус внутренние органы.

«Фитнес благотворно влияет на гормональный фон, если вы тренируетесь в меру, —  объясняет Артем Насонов, врач-реабилитолог «Лечебно-восстановительного центра» в Москве. — Многое зависит от того, каков гормональный статус в период восстановления после тренировки. Это как лакмусовая бумажка для организма. Если статус анаболический (преобладают гормоны синтеза), он благотворно влияет на рост мышц, снижение веса, общее самочувствие. Если вы загнали себя в катаболический режим (режим распада мышц и других тканей), план тренировок стоит серьезно пересмотреть».

Чтобы не перегрузить организм, дозируйте нагрузку в соответствии с вашей физической формой. При чрезмерном увеличении фитнесом вы будете ощущать упадок энергии и настроения.  «Гормоны контролируют ряд физиологических реакций в организме, включая энергетический обмен, рост тканей, уровень гидратации, синтез и деградацию мышечного белка, настроение, — поясняет Роман Пристанский, диетолог, нутрициолог, генеральный директор ELEMAX. — Они отвечают как за наращивание новых мышц, так и за сжигание жира».

Какие конкретно гормоны во время тренировки активизируются и на какие физиологические функции они влияют?

Гормон роста — соматотропин

Анаболический пептидный гормон гипофиза стимулирует клеточный рост, повышает минерализацию костей, стимулирует жировой обмен и поддерживает иммунитет. «Он запускает регенерацию, рост и гипертрофию мышечных волокон, —  говорит Григорий Жежа, врач ЛФК и спортивной медицины клиники «СпортМедика», —  также отвечает за многие процессы метаболизма в сухожилиях, мышцах и хрящевой ткани. Вырабатывается регулярно во время циклических тренировок».

Такие образом, гормон роста укрепляет опорно-двигательный аппарат, делает его более устойчивым к травмам. После 25 лет его выработка снижается, и фитнес — отличный способ вернуть ее в норму. Но бег, плавание, велосипед и другие тренировки на выносливость — не единственный способ. «Организм вырабатывает гормон роста во время циклов быстрого сна, — напоминает Роман Пристанский. — Его синтез также стимулируют высокоинтенсивные физические нагрузки, такие как тяжелая силовая тренировка».

Тестостерон

Мужской половой гормон в норме присутствует и у женщин, просто в намного меньшей концентрации. Силовые упражнения дают его взрывной выброс: рост мышц и силы происходит в основном благодаря ему.

«Тестостерон отвечает за ресинтез и восстановление мышечных белков, поврежденных физическими упражнениями, — объясняет Роман Пристанский, — он играет важную роль в росте скелетных мышц. Тестостерон работает со специфическими рецепторами и вырабатывается в ответ на упражнения, которые повреждают мышечные белки».

Естественная выработка тестостерона у женщин никогда не приблизится к мужской. Именно поэтому в норме у представителей разных полов так велика разница в силе. А мужеподобность некоторых спортсменок — результат применения запрещенных препаратов.

Адреналин

Еще один гормон надпочечников, который выделяется в ответ на стресс. «Его выбросу способствуют любые интенсивные тренировки, — рассказывает Артем Насонов. — Он благотворно влияет на обмен глюкозы и жиросжигание». Правда, действует адреналин в организме недолго, всего несколько минут. Зато в это время все системы организма вступают в работу, давая максимальный результат. На адреналине повышаются скоростные и силовые достижения, сгорают жиры.

Дофамин

Гормон и нейромедиатор, который вырабатывается в головном мозге. Основная задача дофамина — создавать ощущение удовлетворения, любви и привязанности. Он активно вырабатывается в ответ на физические упражнения.

Бред Рой, исполнительный директор Регионального медицинского центра Калиспелла (США), в своей статье в научном журнале «Health & Fitness Journal» 2017-го года рассмотрел, какие гормоны вырабатываются во время спорта. По его словам, дофаминовая зависимость побуждает тренироваться слишком часто и приводит к перетренированности. Опасность подстерегает тех, кто тренируется больше пяти раз в неделю, особенно дважды в день.

Инсулин

Гормон поджелудочной железы вырабатывается в ответ на повышение уровня глюкозы в крови. Он способствует усвоению глюкозы клетками, в том числе в скелетных мышцах и жировых тканях. Таким образом, инсулин может способствовать набору как мышц, так и жира.

«Во время физических упражнений симпатическая нервная система подавляет высвобождение инсулина, — говорит Роман Пристанский. — Соответственно, важно избегать продуктов с высоким содержанием сахара (включая спортивные напитки) перед тренировкой, потому что это приведет к накоплению углеводов (гликогена) вместо использования их для физической активности». Подождите, пока тело не начнет потеть, прежде чем использовать какие-либо спортивные напитки или энергетические гели.

Если соблюдать это правило — не допускать предтренировочного выброса инсулина — этот гормон не помешает вам худеть и поможет набрать мышечную массу.

Глюкагон

Гормон-антагонист инсулина: тот заводит глюкозу в клетки, а глюкагон — наоборот, выгоняет ее из клеток в кровь. Как и инсулин, он вырабатывается поджелудочной железой, в ответ на низкий уровень глюкозы в крови. Глюкагон стимулирует печень разложить гликоген до глюкозы, но есть у него и дополнительная задача.

«Помимо повышения уровня глюкозы в крови глюкагон стимулирует высвобождение свободных жирных кислот из жировой ткани, — говорит Роман Пристанский, — что важно для поддержания физической активности». Таким образом, глюкагон повышает выносливость и работоспособность, а также помогает похудеть.

Кортизол

Кортизол — гормон надпочечников, который относится к катаболическим, то есть способствует распаду тканей. По словам Романа Пристанского, он вырабатывается в ответ на стресс, низкий уровень сахара в крови и физические упражнения. Кортизол расщепляет триглицериды и белок для получения глюкозы во время длительных тренировок.

«Вы наверняка слышали, что длительные тренировки разрушительно влияют на мышцы, — рассказывает Артем Насонов. — Это связано с тем, что уровень кортизола растет в первые минуты занятия (организм срочно пытается снабдить себя энергией), затем снижается и опять стабильно растет примерно на 45-й минуте. Впрочем, если кардионагрузки имеют интенсивность вполовину от максимального потребления кислорода, он почти не повышается. Добиться аналогичного результата можно, заменив нагрузку коротким силовым уроком».

Избежать разрушения мышечного белка довольно просто: употребляйте спортивное питание или сладкие напитки во время тренинга, если планируете тренироваться существенно дольше 45 минут. А после любой тренировки обязательно употребляйте достаточное количество белка (в целом в сутки должно быть 1,2-2 г протеина на 1 кг вашего веса).

Полезное влияние физических упражнений на эндокринную систему проявляется при тренировках умеренной интенсивности с периодическим включением взрывных интервалов. А вот слишком объемные и тяжелые занятия и плохое питание, наоборот, приводят к дисбалансу.

Гормоны играют крайне важную роль в работе человеческого организма. Эти вещества стимулируют работу определенных клеток и систем организма. Гормоны производятся эндокринными железами и определенными тканями.

 Из широкого спектра гормонов особую важность имеют анаболические и катаболические гормоны. Катаболизм – это процесс метаболического распада клеток и тканей, а также разложения сложных структур с выделением энергии в виде тепла или в виде аденозинтрифосфата. Катаболические процессы обеспечивают высвобождение большого количества энергии.

Анаболические процессы противоположны катаболическим. Под анаболическими процессами подразумевают процессы создания клеток и тканей, а также веществ, необходимых для работы организма. Течение регенеративных процессов и анаболизм мышечной ткани во многом зависят от уровня гормона роста, инсулина и тестостерона в плазме крови.

Физическая активность  существенно повышает концентрацию множества гормонов в плазме крови и не только непосредственно в момент нагрузки. С начала выполнения упражнения (напр. около максимальной мощности), за первые 4-10 минут концентрация различных гормонов и продуктов метаболизма меняется самопроизвольно. Так с началом упражнения растет концентрация молочной кислоты в крови. А концентрация глюкозы начинает меняться обратно пропорционально концентрации молочной кислоты. При увеличении времени нагрузки в крови растет уровень соматотропина.

Другие исследования продемонстрировали, что у людей преклонного возраста (65-75 лет) после занятий на велотренажере уровень тестостерона увеличивался на 40%. Специалисты геронтологии полагают, что именно сохранение нормальной концентрации тестостерона обеспечивает бодрое, энергичное состояние в преклонные годы и, вероятно, увеличивает продолжительность жизни.

 Секрецию гормонов и их попадание в кровь при физических упражнениях можно представить в виде каскада реакций. Физическое напряжение как стресс провоцирует выделение в структурах мозга либеринов, которые, в свою очередь, запускают производство тропинов гипофизом. Через кровь тропины проникают в эндокринные железы, где и осуществляется секреция гормонов.

Катаболизм обусловлен наличием в крови множества факторов, участвующих в высвобождении энергии. Один из этих факторов – кортизол. Этот гормон помогает при стрессах. Однако слишком высокий уровень кортизола нежелателен: начинается расщепление клеток мышц, нарушается доставка в них аминокислот. Совершенно ясно, что в таких условиях при попадании в организм протеинов они не смогут принять участие в анаболизме, а будут либо интенсивно выбрасываться с мочой, либо превращаться печенью в глюкозу. Еще одна отрицательная роль кортизола проявляется в его воздействии на сахаридный метаболизм в период отдыха после упражнения, когда спортсмен желает скорее восстановить силы. Кортизол ингибирует скопление гликогена в мышечной ткани. Увы, кортизол производится в человеческом организме во время тяжелых тренировок. Интенсивные тренировки, высокая физическая нагрузка – это всё стресс. Кортизол выполняет одну из главных ролей при стрессах.

Устранить катаболический эффект кортизола можно с применением анаболических стероидов. Но этот метод – крайне вреден для здоровья. Побочные явления столь опасны, что спортсмену следует найти другие эффективные анаболики, легальные и не вызывающие побочных эффектов. Получение организмом большого количества сахаридов в результате анаболической активности инсулина также благоприятствует быстрому восстановлению. Выяснилось, что и в данном случае эффект достигается ингибированием активности кортизола. Концентрация инсулина обратно пропорциональна концентрации кортизола в крови. Инсулин является полипептидным гормоном и необходим в объединении путей энергоснабжения. Анаболизм инсулина затрагивает мышечную, жировую ткань и печень. Инсулин стимулирует образование гликогена, алифатических кислот и протеинов. Также инсулин ускоряет гликолиз.

Сам механизм анаболизма инсулина состоит в ускорении попадания глюкозы и свободных аминокислот в клетки. Однако процессы образования гликогена, активируемые инсулином, провоцируют уменьшение концентрации глюкозы в крови (основной симптом гипогликемии). Инсулин замедляет катаболизм в организме, в т.ч. разложение гликогена и нейтрального жира. Ускорение анаболизма в организме, то, чего хотят большинство культуристов, возможно и без применения допинг-средств типа анаболических стероидов.

Одним из важнейших агентов, активирующих производство протеина, является прогормон – соматомедин С. Специалисты утверждают, что образование этого вещества стимулируется соматотропином и осуществляется в печени и мышечной ткани. Производство соматомедина С в определенной степени зависит от объёма аминокислот, получаемых организмом. Гормоны с анаболическим эффектом после физических упражнений выполняют еще одну задачу. В результате исследований было выяснено, что при физических нагрузках волокна мышц повреждаются. Под микроскопом на специально подготовленных образцах мышечной ткани можно увидеть частые надрывы и полные разрывы волокон мышц. Факторов столь деструктивного эффекта нагрузки несколько. Первые гипотезы специалистов были связаны с деструктивным эффектом катаболических гормонов. Позже также было обосновано деструктивное воздействие свободных окислителей.

 Эндокринная система управляет всеми видами метаболизма и, в зависимости от ситуации, может активировать резервные силы организма. Она же контролирует восстановление после тяжелых физических упражнений. Причем реакции гормональных систем сильно отличаются в соответствии со степенью нагрузки (большой или умеренной мощности).

 При нагрузке умеренной мощности и долгой тренировке увеличивается уровень гормона роста и кортизола, падает уровень инсулина и увеличивается уровень трииодтиронина.

Нагрузке большой мощности сопутствует увеличение концентрации гормона роста, кортизола, инсулина и Т3. Гормон роста и кортизол обуславливают развитие специальной работоспособности, и поэтому увеличение их концентрации во время разных тренировочных циклов сопровождается улучшением спортивных показателей спортсмена.

 В результате многих исследований  специалистов было выяснено, что у профессиональных бегунов на сверхдальние дистанции в спокойном состоянии обнаруживается низкая или нормальная концентрация гормона роста. Однако при марафоновском забеге уровень гормона роста в крови сильно увеличивается, что обеспечивает высокую работоспособность на продолжительный срок. Гормон роста (соматотропин) – гормон, отвечающий за анаболизм в организме (рост, развитие, увеличение веса тела и различных органов). В организме взрослого человека воздействие гормона роста на функции роста в большей степени теряется, а на анаболические функции (образование протеина, сахаридный и жировой обмены) остается. Это и является причиной запрета соматотропного гормона как допинга.

Другим немаловажным гормоном адаптации служит кортизол, который отвечает за сахаридный и протеиновый метаболизм. Кортизол контролирует работоспособность путем катаболического процесса, при котором печень снабжается гликогеном и кетогенными аминокислотами. Вместе с катаболическим процессом (остановка производства протеина в лимфоидной и соединительной тканях) осуществляется сохранение концентрации глюкозы в плазме крови спортсмена на достаточном уровне. Данный гормон также запрещен в качестве допинга. Инсулин управляет концентрацией глюкозы и ее перемещением через мембраны мышечных и других клеток. Уровень инсулина в норме – 5-20 мкед/мл. Нехватка инсулина снижает работоспособность вследствие уменьшения количества глюкозы, доставляемой в клетки.

Выделение инсулина стимулируется при упражнениях большой мощности, что обеспечивает высокую проницаемость клеточных мембран для глюкозы (стимулируется гликолиз). Работоспособность достигается благодаря сахаридному обмену. При умеренной мощности упражнений уровень инсулина падает, что приводит к переходу с сахаридного метаболизма на липидный, что столь востребовано при продолжительной физической активности, когда резервы гликогена частично израсходованы.

Тиреоидные гормоны тироксин и трииодтиронин управляют основным метаболизмом, расходом кислорода и окислительным фосфорилированием. Изменение уровня тиреоидных гормонов определяет предел работоспособности и выносливости человека (возникает дисбаланс между получением кислорода и фосфорилированием, замедляется окислительное фосфорилирование в митохондриях мышечных клеток, замедляется ресинтез аденозинтрифосфата). Обследования бегунов на сверхдальние дистанции продемонстрировали связь между работоспособностью и соотношением гормона роста и кортизола.

Обследование эндокринной системы определенного спортсмена позволяет определить его возможности и готовность выдержать физическую нагрузку с лучшими показателями. Другим существенным аспектом предсказания специальной работоспособности служит выявление способностей коры надпочечников производить кортизол в ответ на раздражение адренокортикотропным гормоном. Повышенное производство кортизола говорит о способности спортсмена работать в оптимальном режиме.

Спортивная работоспособность разных полов существенно зависит от тестостерона. Этот гормон обуславливает агрессию, темперамент и целеустремленность при исполнении задания. Гормональные средства (тестостерон и его вариации, анаболические стероиды, гормон роста, кортикотропин, гонадотропный гормон, эритропоэтин) искусственно увеличивают работоспособность человека, и поэтому считаются допингом и запрещены к употреблению в соревнованиях и на тренировках.

Статья подготовлена главным врачом ГУЗ «ОВФД»
Николаевой И.В.

В первой части разберемся, какие процессы происходят в организме во время физических нагрузок и чего ожидать от регулярных тренировок. Это поможет с большей осознанностью подойти к тренировкам.

Зачем знать теорию 👇

🧃 Правильно есть перед тренировкой. Если вы знаете, какая энергия нужна мышце в зависимости от ваших задач, вы будете кормить свои мышцы правильно.

😬 Понимать, что нормально, а что — нет. Тренировка — это всегда нагрузка на организм и его последующая адаптация. Если мы знаем, чего ждать, мы будем меньше бояться нагрузки, но не дадим ей стать некомфортной.

⛰ Не стоять на месте. Поговорим о том, что нужно непрерывно наращивать нагрузку и не сдаваться, ведь потерять результаты можно очень быстро.

❄️ Выстраивать активность осознанно. Обсудим типы мышц, их работу и расположение. Расскажем, что каждый из нас лучше приспособлен к своему виду нагрузок: нужно лишь его найти.

😮‍💨 Дышать глубоко. Узнаем, зачем нашим мышцам кислород, что глубокое дыхание делает с организмом и как увеличить объем легких и снизить риск болезней.

Наш организм — сложная машина, в которой каждую секунду происходят миллионы процессов. Хотя все проходит без нашего участия, на многие процессы легко повлиять и повернуть их в нужную сторону.

⚖️ Войти в равновесие. Тело всегда стремится к равновесию — это называется гомеостаз. Гомеостаз — стремление сбалансировать себя и внешнюю среду.

Например 👇

🍬 Мы поели и в нашей крови много сахара. Выделяется инсулин, чтобы снизить его уровень.

🥵🥶 На улице жарко. Чтобы снизить температуру тела, мы потеем и выделяем лишнюю воду. Когда она испаряется с тела, его температура снижается. В холод мы, наоборот, дрожим. Мышцы сокращаются и выделяют энергию в виде тепла, которая помогает согреться. Это называется терморегуляцией.

⚖️ ❌ Выйти из равновесия. Когда мы лежим на диване, равновесие почти идеально. Но когда мы тренируемся, привычное равновесие внутренней среды нарушается. И это хорошо, ведь телу приходится адаптироваться к новым условиям. А это значит, что ему придется приложить много сил и стать сильнее.

Например, вот, что происходит во время тренировки 👇

💪 Мышцы сокращаются и потребляют больше кислорода. Сердце начинает чаще биться и качать больше крови, чтобы доставить кислород и энергию к мышцам. Наш пульс поднимается.

😮‍💨 Мы чаще и глубже дышим, чтобы забрать больше кислорода.

🩸 У нас ограниченное количество крови. Поэтому одни сосуды расширяются, чтобы доставить к мышцам больше крови. В органах, которые сейчас не нужны, сосуды сужаются.

👅 Мы не готовы переваривать пищу, поэтому в органы пищеварения поступает меньше крови, а во рту пересыхает. Вот причина, почему лучше не есть перед тренировкой.

🧠 В мозг поступает меньше крови, поэтому во время тренировки тяжелые мысли оставляют нас. Организм занят другим.

🧪 Выделяется гормон адреналин. Раньше он помогал нам спасаться от хищников, а сейчас делает тренировку активной, а мир после нее — полным красок.

👉 Такая реакция организма называется краткосрочной адаптацией.

Когда мы занимаемся регулярно, наш организм начинает воспринимать одинаковую физическую нагрузку как что-то нормальное и привыкает к ней. Теперь надо подумать о долгосрочных эффектах.

Вот основные принципы 👇

⛰ Перегрузка. Если мы регулярно бегаем по полчаса, организм адаптируется и эти полчаса бега становятся новой зоной комфорта. Чтобы развиваться, нужно постоянно давать себе новые стимулы: бегать быстрее или дольше. Тогда адаптация будет идти постоянно: сосуды будут расти, мышцы — эффективнее потреблять энергию, а жир — уходить.

🏃‍♂️🔛 🏋️‍♀️ Специфичность. Заниматься одним видом спорта — не значит справляться с любой нагрузкой. Если вы ходите на силовые тренировки в спортзал, ваша выносливость не растет. А если вы бегаете — жать штангу лучше вы не начнете. Один вид спорта — один навык.

🔻 Обратимость. Любой навык со временем пропадает. К сожалению, нельзя дойти до определенного уровня и заморозить его. Чтобы остаться в форме, нужно заниматься постоянно и поддерживать нагрузку. Чем больших высот мы достигаем, тем быстрее мы теряем этот уровень.

❄️ Индивидуальность. Хотя некоторые виды спорта становятся модными и ими начинают заниматься все, не все смогут достичь вершины и получить медаль. У каждого из нас есть генетическая предрасположенность и сильные стороны: быстрый рост мышц, гибкость или выносливость. Поэтому не стоит сравнивать себя с другими и переживать. Лучше найти свою сильную сторону и работать на нее.

Биохимические
изменения в организме при утомлении и
в период отдыха после мышечной работы.

Вопросы к данной
теме, на которые необходимо обратить
внимание:

1. Биохимические
   основы утомления. Виды и фазы.

2. Причины утомления
   при работе в различных зонах мощности.

3. Особенности
   протекания биохимических процессов в
   период отдыха.

4. «Срочное» и
   «отставленное» восстановление. Этапы.

5. Суперкомпенсация
   биохимических субстратов в клетке и
   ее роль для тренировочного процесса.

6. Гетерохронизм
   восстановления.

Утомление – это
состояние организма, возникающее
вследствие напряженной или длительной
мышечной деятельности, и характеризующееся
снижением работоспособности. Это
защитная реакция организма, которая
предотвращает развитие в организме
чрезмерных, опасных и даже не совместимых
с жизнью биохимических сдвигов. Причины
утомления зависят от характера нагрузки
и индивидуальных особенностей организма.
Основными факторами, вызывающими
развитие этого состояния при кратковременной
и интенсивной нагрузке являются:

• гипоксия;

• накопление
  токсичных метаболитов;

• нарушение параметров
  гомеостаза;

• снижение активности
  ключевых ферментов («утомление
  ферментов»);

• снижение скорости
  процессов энергообразования;

• снижение скорости
  синтеза АТФ;

• нарушение
  целостности функционирующих структур
  из-за недостаточности их пластического
  обеспечения или сдвигов параметров
  внутренней среды;

• снижение уровня
  энергетических ресурсов в работающих
  мышцах и в организме в целом;

• изменение нервной
  и гормональной регуляции и др.

Причины утомления
зависят не столько от состояния мышц,
сколько от состояния центральной нервной
системы. Вследствие значительного и
длительного возбуждения, связанного с
посылкой двигательных импульсов и
переработкой афферентных сигналов,
поступающих от работающих мышц,
расщепление АТФ в нервных клетках
начинает преобладать над ее ресинтезом,
и баланс богатых энергией фосфорных
соединений нарушается.

Уменьшение отношения
АТФАДФ в нервной клетке приводит к
снижению ее специфической функциональной
активности и развитию в ней защитного
охранительного торможения. Развитие
охранительного торможения связано
также и с повышением содержания в нервных
клетках γ-аминомасляной кислоты (ГАМК)
– которая является нейромедиатором
торможения. Состояние утомления
характеризуется снижением скорости
синтеза АТФ, а также нарушением синтеза
ацетилхолина в синаптических образованиях,
вследствие чего нарушается нервно-мышечная
проводимость.

Таким
образом, утомление является защитной
реакцией организма, предохраняющей его
от чрезмерного функционального истощения,
опасного для жизни. Охранительное
торможение, которое развивается вслед
за утомлением, способствует запуску
процессов восстановления в ЦНС, мышцах
и других органах.

В
таблице 5 приведены основные результаты
экспериментальных исследований по
выявлению ведущих факторов утомления
при выполнении упражнений в различных
зонах относительной мощности и предельной
продолжительности.

Отдых
– активный процесс, который протекает
с затратой энергии. Чем интенсивнее
процессы в период работы, тем интенсивнее
протекает восстановление при отдыхе.
В периоде отдыха ликвидируются те
биохимические изменения в мышцах и
других органах и тканях организма,
которые были вызваны мышечной
деятельностью. Если во время физической
нагрузки доминируют катаболические
процессы, необходимые для энергообеспечения,
то во время отдыха преобладают процессы
анаболизма.

Процессы
восстановления различных веществ и
структур организма в период отдыха
после мышечной нагрузки протекают с
различной скоростью и завершаются в
разное время. Это явление получило
название гетерохронизма.
Быстрее всего восстанавливаются резервы
О₂.
и КФ, затем внутримышечные запасы
гликогена и гликогена печени, резервы
жиров и в последнюю очередь разрушенные
при работе белковые структуры.

Так,
нормальное содержание гликогена прежде
всего восстанавливается в головном
мозге, затем в миокарде, еще позднее –
в скелетных мышцах и, наконец, в печени.
Ресинтез гликогена в мозге, миокарде и
скелетных мышцах может происходить за
счет внутренних ресурсов организма
путем образования углеводов из веществ
неуглеводной природы и из части
образовавшейся во время работы молочной
кислоты или путем перераспределения
углеводов в организме. В последнем
случае расщепление гликогена печени
продолжается и во время отдыха, а
поступающий в кровь сахар задерживается
головным мозгом, миокардом и скелетными
мышцами и используется для ресинтеза
гликогена.

После
окончания работы потребление кислорода
продолжает оставаться повышенным по
сравнению с состоянием покоя. Этот
излишек кислородного потребления
получил название кислородного долга.
Кислородный долг всегда выше кислородного
дефицита, и чем выше интенсивность и
продолжительность нагрузки, тем
значительнее это различие. Так как
анаболические процессы нуждаются в
затратах энергии в форме АТФ, то период
отдыха характеризуется высокой
интенсивностью аэробного синтеза АТФ,
что необходимо для активно идущих
пластических процессов. В мышцах после
работы имеется избыток АДФ, АМФ,
нефосфорилированного креатина и
неорганического фосфата. В крови и
тканях содержится большое количество
недоокисленных веществ, являющихся
субстратами аэробного окисления –
главным субстратом аэробного окисления
становятся сначала молочная кислота,
а затем липиды и продукты их неполного
окисления (кетоновые тела). Поэтому
процессы ресинтеза АТФ приобретают
перевес, и происходит не только
восстановление, но и сверхвосстановление
источников энергии.

После
синтеза и компенсации энергетических
запасов организма (КФ, гликогена мышц
и печени, жировых запасов), значительно
усиливаются процессы синтеза структурных
липидов (фосфолипидов), белков, клеточных
структур (мембран) и органелл. Таким
образом, по окончании физической нагрузки
все вещества, которые были израсходованы
на продуцирование энергии и те клеточные
структуры и органеллы, которые были
нарушены за время работы, восполняются.
В определенный момент отдыха запасы
всех расходуемых в процессе работы
веществ превышают дорабочий уровень.
Это явление получило название
суперкомпенсация,
или
сверхвосстановление.
В период отдыха повышается концентрация
гормонов анаболического действия,
которые активизируют процессы синтеза
белков-ферментов, контролирующих
восстановление энергетических запасов
и структурных компонентов клетки и
организма.

Суперкомпенсация
явление проходящее – после фазы
значительного превышения исходного
уровня содержание вновь синтезированных
веществ постепенно снижается, возвращаясь
к норме. Чем больше расход энергии и
структурных веществ при работе, тем
быстрее происходит их синтез и тем
значительнее превышение исходного
уровня в фазе суперкомпенсации. Но из
этого правила есть исключения. При
чрезмерно напряженной работе, связанной
с очень большим расходом веществ и
накоплением продуктов распада, скорость
восстановительных процессов может
снизиться, а фаза суперкомпенсации
будет достигнута в более поздние сроки
и выражена в меньшей степени.

Длительность
фазы свервосстановления зависит от
продолжительности выполнения работы
и глубины вызываемых ею биохимических
сдвигов в организме. После мощной
кратковременной работы это состояние
наступает очень быстро и так же быстро
завершается. Например, восстановление
КФ наблюдается уже на 3-4 минуте отдыха
и завершается через 1,5-2 часа после
завершения нагрузки; восстановление
АТФ идет еще быстрее. При выполнении
длительных упражнений суперкомпенсация
содержания КФ наступает только через
12 минут и продолжается в течение
нескольких часов. Превышение исходного
уровня гликогена в мышцах животных
после кратковременной интенсивной
работы наступает уже после 1 часа отдыха,
а через 12 часов уровень гликогена
становится дорабочим, исходным. После
же работы большой длительности,
суперкомпенсация наступает только
через 12 часов, но зато повышенный, сверх
исходного, уровень гликогена в мышцах
сохраняется более трех суток. В последнюю
очередь восстанавливаются белки. Этап
белкового восстановления носит название
анаболического восстановления.

Таблица
5

Ведущие факторы утомления при выполнении
упражнений

различной мощности и предельной
продолжительности