• Первая система называется АТФ-ФК, или фосфатной, и обеспечивает организм энергией в течение 10 секунд. Система АТФ-ФК задействуется при коротких интенсивных нагрузках, например стометровом спринте. Этот механизм не требует кислорода для производства аденозинтрифосфата. Сперва он использует имеющиеся в мышцах запасы АТФ (их хватает примерно на 2–3 секунды), после чего начинает распадаться фосфокреатин (ФК), а энергия от его распада идет на ресинтез АТФ до тех пор, пока запасы ФК не истощатся (еще 6–8 секунд). Фосфокреатин содержится в мышцах и служит всегда готовым к использованию и транспортабельным запасным источником энергии. После того как ресурсы АТФ и ФК оказываются исчерпаны, для дальнейшей выработки АТФ организм переходит либо к аэробному механизму, либо к гликолизу.
• Гликолиз – это доминирующая энергетическая система, используемая для тяжелых физических нагрузок продолжительностью от 30 секунд до 2 минут, таких как бег на 400 или 800 м; она представляет собой второй по скорости способ ресинтеза АТФ.
Во время гликолиза глюкоза – либо содержащаяся в крови, либо преобразованная из гликогеновых запасов – расщепляется в ходе последовательности химических реакций, образуя пировиноградную кислоту.
Из каждой молекулы глюкозы, расщепленной до пировиноградной кислоты, образуются две молекулы пригодной к использованию АТФ. Полученного объема аденозинтрифосфата достаточно для обеспечения энергией напряженного спринта в течение 40 секунд. Следовательно, посредством этого механизма вырабатывается совсем не много энергии, однако преимущество здесь в быстроте ее получения.
Во время физических упражнений спортсмен последовательно проходит все перечисленные метаболические процессы. В начале занятий в ходе анаэробного метаболизма, обусловленного кислородным дефицитом, производится АТФ. По мере учащения дыхания и сердцебиения в организм поступает больше кислорода, и до достижения лактатного порога за выработку энергии отвечает аэробный метаболизм.
Лактатный порог
Лактат, или молочная кислота, – это уникальный продукт метаболизма, вырабатываемый в процессе нагрузок. Он отражает уровень тренированности организма. В состоянии покоя уровень молочной кислоты составляет 1 ммоль/л. Во время активных действий мышцы используют глюкозу в качестве источника энергии. Как вам уже известно, молекула глюкозы преобразуется в молекулу пировиноградной кислоты, которая в сочетании с кислородом служит источником энергии в форме АТФ.
Чем выше интенсивность упражнений, тем меньше кислорода, и в этих условиях пировиноградная кислота расщепляется на молочную кислоту и ионы водорода, которые повышают уровень кислотности в мышцах. Поначалу организм способен противодействовать этому процессу, предотвращая накопление молочной кислоты и ионов водорода и быстрое наступление усталости. Однако по мере увеличения интенсивности нагрузки сопротивляемость организма кислотности падает, в результате чего происходит повышение концентрации молочной кислоты в крови. Момент, называемый лактатным порогом, наступает, когда уровень молочной кислоты в крови достигает 4 ммоль/л и появляется прекрасно знакомое всем жжение в мускулах и усталость. Хотя повышение кислотности обусловлено именно увеличением числа ионов водорода, порог называется лактатным, поскольку в лаборатории в ходе теста на нагрузку измеряется именно уровень лактата.
Многие любят тренироваться именно «на пороге», поскольку он задает подходящую максимальную скорость, которую спортсмены, занимающиеся упражнениями на выносливость, могут поддерживать длительное время (обычно больше 20–30 минут, его полезно знать, чтобы определить свой порог, не тратя деньги на лабораторный тест на нагрузку). Тренировки, специально разработанные для повышения лактатного порога, помогут значительно улучшить финишное время. Он также считается одним из лучших показателей выносливости. Как правило, спортсмены, чей лактатный порог проявляется на более высокой скорости, будут быстрее в соревновании на выносливость, поскольку для них характерен более высокий уровень толерантности к накоплению ионов водорода и отсрочка усталости. Следовательно, тренировки «на пороге» практически всегда улучшают результативность в беге в случае спортивных мероприятий на выносливость.
Питание энергетических систем организма
Те или иные вещества преобразуются в АТФ в зависимости от интенсивности и продолжительности физической активности. Углеводы выступают основным источником энергии при умеренных и высоких нагрузках, жиры – при невысоких. Последние служат хорошим источником энергии при тренировках выносливости, поскольку способны с участием кислорода продуцировать энергию на протяжении нескольких часов или даже дней, но совершенно не подходят для высокоинтенсивных нагрузок, например спринтовых интервалов, или даже сохранения темпа бега, который ниже лактатного порога.