5.1. Физиологические аспекты выносливости алактатной направленности
В скелетных мышцах человека выявлено три вида анаэробных процессов, в ходе которых осуществляется восстановление АТФ: креатинфосфокиназная реакция, миокиназная реакция и анаэробный гликолиз.
Самым мощным и самым быстрым анаэробным путем восстановления АТФ является креатинфосфокиназная реакция.
Креатинфосфокиназная реакция легко включается в процесс восстановления АТФ и служит своеобразным буфером, предотвращающим резкое снижение концентрации АТФ в мышцах. Метаболическая емкость этой реакции невелика и определяется содержанием КрФ в мышце (0,02-0,06 моля на грамм мышечной ткани, или 0,5–1,5 % от веса мышцы). Через 6–8 с работы максимальной интенсивности запасы КрФ снижаются настолько, что эта реакция теряет свою доминирующую роль в качестве основного источника восстановления АТФ. Скорость этой реакции через 30 с после начала интенсивного упражнения составляет уже около 50 % от ее максимального значения.
Как показано в работах Н.И. Волкова, распад фосфогенов при мышечной работе пропорционален мощности выполняемого упражнения. Уже к 12–15 с напряженной мышечной работы запасы фосфогенов в работающих мышцах снижаются с 17,6 до 8,7 ммоль. Вместе с этим снижается и мощность выполняемой работы.
Креатинфосфокиназная реакция имеет наибольшее значение в энергетическом обеспечении начальных этапов напряженной мышечной работы и при резких увеличениях мощности по ходу упражнения. Алактатный анаэробный механизм является основным в энергетическом обеспечении кратковременных упражнений максимальной интенсивности. Основное количество КрФ возобновляется за 5–8 мин восстановления. Креатинфосфат, затраченный на старте продолжительной работы, может частично восстанавливаться по ходу ее выполнения.
Как известно, скелетные мышцы человека представляют собой совокупность волокон разного типа (быстрых белых и медленных красных). Доказано, что у борцов в икроножных мышцах более 60 % от общего состава волокон приходится на долю быстросо-кращающихся волокон. Эти волокна отличаются более высокой АТФ-азной активностью и способностью развивать мощность в четыре раза более высокую, чем в медленносокращающих-ся волокнах. Следовательно, можно утверждать, что значение максимальной скорости отражает способность к развитию максимальной мощности в алактатном анаэробном процессе, где используется энергия расщепления АТФ и КрФ.
Заметное образование молочной кислоты в результате гликолитических реакций обнаруживается в скелетных мышцах только после того, как в ходе работы в значительной мере будут использованы наличные резервы КрФ. Скорость образования молочной кислоты при работе максимальной мощности тем выше, чем больше процент быстросокращающихся волокон в составе мышц, несущих основную нагрузку. При достижении определенных концентраций лактата и снижения внутриклеточного рН в мышцах обнаруживается падение АТФ-азной активности и уменьшение скорости ресинтеза АТФ в креатинфосфокиназной реакции.
Н.В. Яружным было установлено, что при выполнении упражнений максимальной мощности начало быстрого накопления молочной кислоты в крови точно совпадает с моментом начала падения максимальной мощности выполняемого упражнения. Этим значением определяется алактатная анаэробная емкость, а относительная величина скорости развития утомления здесь будет отражать эффективность использования внутриклеточных запасов АТФ и креатинфосфата.
Следует заключить, что к числу наиболее важных факторов, определяющих результат в упражнениях максимальной интенсивности, прежде всего относится высокий уровень развития мощности и силы специфических мышечных групп, а также тех биоэнергетических свойств организма, от которых в наибольшей степени зависит проявление специальной выносливости, в частности, алактатной и гликолитической анаэробной емкости. Важность анаэробного алактатного процесса в этой последовательности явления определяется тем фактом, что креатинфосфатный механизм, использующийся для быстрого восстановления АТФ, предоставляет необходимое время для развертывания более сложному гликолитическому процессу.
По мере исчерпания емкости алактатного анаэробного источника, который ограничивается внутримышечными запасами АТФ и КрФ, в действие вступает анаэробный гликолитический процесс. Гликолизом называется начальный этап расщепления углеводов, заканчивающийся образованием пировиноградной (в аэробных условиях) или молочной (в анаэробных условиях) кислот. Гликолиз протекает в саркоплазме мышечных клеток, и его ключевыми ферментами являются гексокиназа и фосфорилаза. Активаторами этих ферментов служат АДФ и неорганический фосфат, концентрация которых может увеличиваться при мышечной работе.