Энергетическая основа движения

У разрядников и  лиц, занимающихся оздоровительной  физкультурой, при тех же педагогических и фармакологических приемах  прирост работоспособности может  достичь 10—100 %.  

Это необходимо учитывать  при сопоставлении работоспособности  спортсменов различной спортивной квалификации. При планировании экспериментально-клинических  исследований получить практическое повышение  спортивной работоспособности на 1—2 % можно только в том случае, если прирост работоспособности у  тренированных экспериментальных  животных составляет 200—400 %. Принципиальные данные по соотношению процента прироста работоспособности у тренированного человека и экспериментальных животных приведены в таблице 1.11.

Соотношение прироста работоспособности спортсменов  различной квалификации и экспериментальных  животных в тесте «бег на тредбане со ступенчатоповышающейся физической нагрузкой "до отказа"», % 

Эти многочисленные экспериментально-клинические данные, позволяющие оценить "силу" действия самых различных фармакологических  препаратов (допинговой и недопинговой структу- ры), а также других неспецифических воздействий на организм спортсмена, получены в результате анализа обследования тысяч спортсменов и десятков тысяч экспериментальных животных.  

По мере эволюции всего живого, появляются произвольные формы движения, которые управляются  самим организмом и нуждаются  в автономных источниках энергии.  

Движение формируется  в мозгу, а реализуется на периферии, что подразумевает неразрывное  единство многоступенчатой системы  регуляции в управлении движением, а также энергообеспечения, доставки продуктов метаболизма к работающим мышцам, освобождения от отработанных веществ и их элиминация из организма. Именно эта многоступенчатая система  и служит объектом действия (точкой приложения) фармакологических препаратов, которые являются средствами, корригирующими ее функциональное состояние.  

Как видно из таблицы 1.11, прирост работоспособности уменьшается  как между тренированными мышами и крысами, так и в зависимости  от квалификации тренированных спортсменов.  

Изучение фактической  эффективности действия биологически активных веществ на спортивную работоспособность  включает ряд стадий, которые следуют  одна за другой и могут служить  показателем перспективности практического  применения того или иного препарата  в спортивной, военной и космической  медицине, поскольку выявлен ряд  показателей, которые с очевидностью свидетельствуют о том, следует  ли продолжать дальнейшие, иногда дорогостоящие, исследования. Это прежде всего:

исключение приема допинга перед исследованием;

антропометрические  измерения структуры и массы  тела;

тип питания с  преобладанием или недостатком  тех или иных ингредиентов (в спорте этому уделяется особое внимание);

видовые и половые  различия (поэтому в спорте проводится не только допинговый, но и половой  контроль) как у людей, так и  у животных;

генетическая предрасположенность  к выполнению той или иной работы: скоростной, силовой, на выносливость, координацию, психической устойчивости в зависимости от преобладания быстро- или медленносокращающихся мышечных волокон в структуре мышц — чемпионами мира по выносливости (стайеры) являются перелетные птицы, особенно гуси, которые могут преодолеть расстояние более 2500 км, а лучшими спринтерами являются гепарды, которые в течение нескольких секунд могут развить скорость более 110 км ч-1;

тип нервной и  гормональной систем, определяющий предпочтение той или иной спортивной деятельности (отсюда и создана классификация  родственных видов спорта);

резервные и наличные возможности коры надпочечников (освобождение кортизола, соотношения СТГ —  кортизол);

другие гормональные системы: АКТГ — кора надпочечников, гипофиз—гонады и иные гипоталамо-гипофизарные системы регуляции, детерминирующие  интенсивность метаболических процессов  СТГ, ТТГ, инсулин, эритропоэтин и др.;

фармакокинетические особенности (в связи с более  интенсивной метаболической биотрансформацией лекарств цитохромами Р-450 и др.) протекают в десятки раз активнее, поэтому длительность и сила эффекта лекарственных веществ существенно отличаются (ряд тренеров и врачей ошибочно полагают, что, воздействуя на системы биотрансформации, можно, с одной стороны, удлинить эффекты допинговых средств, если это необходимо, а с другой — наоборот, ускорить процесс элиминации допинговых компонентов и их метаболитов из организма спортсмена, чтобы они не были обнаружены в моче); именно с этой целью применяют мочегонные, а также маскирующие средства, последние чаще всего представляют собой полициклические соединения, которые при хромато-массспектрометрических исследованиях затрудняют процесс идентификации характеристических пиков примененного допинга; однако в большинстве случаев это самообман, что подтверждается многочисленными допинговыми скандалами;

фармакодинамические характеристики (величины эффективных  применяемых доз, которые обычно выше, чем фармакопейные);

фармакогенетические параметры у генетически одаренных субъектов (спортсменов высокой квалификации) могут суммироваться или нивелироваться (индивидуальной чувствительностью, системами метаболизма, что может быть причиной парадоксальных или ультрапарадоксальных реакций). Так, эффект амфетаминов далеко не во всех случаях может быть только психостимулирующим, что является классическими примерами военных времен, когда врачи в сотнях случаев констатировали парадоксальные эффекты для этой группы лекарственных веществ.  

Таким образом, очевидно, прирост работоспособности спортсменов  обратно пропорционально зависит  от их спортивной квалификации. Это, скорее всего, определяется степенью адаптации  каждого из них к доведенным до предела границам адаптации к  физической нагрузке в каждом конкретном виде спорта.  

Не следует ожидать  от спортсмена высокой квалификации резкого прироста работоспособности  от любого педагогического приема или  вновь изобретенного допинга.  

Из приведенного выше следует, что заключение о фактической  эффективности лекарственного средства может быть объективным при проведении до исследования и после него допинговой экспертизы методом хромато-массспектрометрии повышенной разрешающей способности на наличие или отсутствие психостимуляторов, анаболических стероидов, гормонов пептидной структуры и других препаратов, запрещенных Медицинской комиссией МОК. Названные группы препаратов могут принудительно повышать работоспособность спортсменов и, таким образом, влиять на конечный результат исследования. 
 
 
 

Анаэробный  и аэробный типы энергообеспечения 

Гликолиз  в анаэробных условиях при достаточно интенсивной нагрузке способен действовать  как цельная замкнутая система. Данная система может обеспечить столько мышечной работы, сколько  имеется «исходного материала» - гликогена. Он является достаточно эффективным  источником энергии в отношении  выброса энергии на 1 моль потребляемого  О2 (кислорода): во время его распада  появляется 6,2 моль АТФ. Следовательно, для длительной и интенсивной  мышечной деятельности необходимы обширные запасы гликогена и высокая интенсивность  деятельности гликолитических ферментов.  

Отмечается, что многие тренированные спортсмены обладают возможностью активизировать процессы гликолиза в мышечных тканях ног  и усиливать их в 2000 раз. Запасы гликогена  в мышечной ткани начинают расходоваться  под воздействием нервных и гормональных стимулов. Например, гормон адреналин весьма эффективно активизирует для ресинтеза АТФ использование гликогена.  

С помощью тренировок возможно достижение увеличение анаэробного  гликолиза в тысячи раз. Следовательно, человеческий организм имеет отличный механизм для производства энергии, который способен дополнять при  недлительных нагрузках путь креатинфосфата при регенерации АТФ. Однако даже при учете деятельности двух этих сильнейших механизмов человеческий организм может выполнять нагрузку не дольше двух-трех минут. По истечении этого времени начинаются процессы окислительного фосфорилирования.  

При работе мышц в  течение более длительного времени  главную роль играют промежуточные  и красные волокна мышц. Снабжение  мышц энергией в аэробных условиях при работе напрямую связано с  возможностями систем окисления. И  в красных волокнах их активность наиболее высока ввиду того, что  красные мышечные волокна содержат в себе большое количество митохондрий. Отмечается также еще одно различие аэробного и анаэробного энергообеспечения  мышечной работы. В условиях отсутствия кислорода гликолиз проходит в закрытой системе, а это значит, что высвобождение  энергии напрямую связано с ее наличием в мышечных волокнах в форме  гликогена. А окислительное фосфорилирование позволяет мышце получать энергию из центральных депо – в этом случае система энергоснабжения имеет открытый вид.  

Следует также отметить, что окислительное фосфорилирование подразумевает также использование источников энергии, поступающих извне непосредственно во время мышечной деятельности, как пример можно использовать применение углеводных добавок в марафонском беге. Наряду с жирами, которые используются при достаточно длительных нагрузках, гликоген также используется при нагрузках, но менее продолжительных.  

Таким образом, и  жиры, и гликоген присутствуют как  запасы в промежуточных и красных  мышечных волокнах. Помимо этого окислительное  фосфорилирование при длительной работе использует как источник энергии жир из жировой ткани и гликоген печени. Однако, жиры менее эффективны по сравнению с гликогеном в эффективности энергетического выхода на единицу используемого кислорода. Окисление жиров ведет к образованию 5,6 моль АТФ. Стоит отметить, что данный вид энергоснабжения имеет очень большие возможности, ведь природа человека такова, что он способен к длительным и интенсивным нагрузкам. Спортсмены, тренирующие выносливость знают, что интенсивная и долговременная мышечная работа снабжается энергией лучше, если использовать жиры и углеводы одновременно.  

Тем не менее, в этом утверждении присутствует определенный парадокс – углеводы способны снабжать энергией лишь 20-30 минут, тогда как  жиры в этом плане более «долгоиграющие». Вывод прост: употребление только жиров  уменьшает скорость энергетической выработки в два раза, при употреблении и углеводов и жиров данный баланс восстанавливается. Так, ученые-биохимики  считают гликоген самым лучшим источником энергии при длительных нагрузках  высокой интенсивности в аэробных условиях. Но когда нагрузка длится уже два или три часа, человеческий организм начинает применять для  энергоснабжения и жиры, и гликоген. Когда начинают расщепляться жиры, мощность работы уменьшается. Сначала  начинают использоваться триацилглицеролы, далее – свободные жирные кислоты, поступающие из крови