Александр Тимурович Марьянович Современные физиология и биохоимия хоккея

Источники энергии и пути ее превращения в организме. Энергия в человеческом организме получается путем утилизации пищевых веществ. Содержащаяся в этих веществах энергия сначала превращается в энергию макроэргических связей в молекуле аденозинтрифосфата (АТФ), а уже АТФ отдает энергию мышцам.

В молекуле АТФ связи между кислотными остатками (фосфатами) содержат в себе значительное количество энергии. В организме есть специальный белок – фермент АТФаза, которая отщепляет от АТФ один (концевой) фосфат. В результате АТФ превращается в аденозиндифосфат (АДФ). Высвободившаяся энергия передается в том числе и мышцам.

Рассмотрим на примере глюкозы использование пищевых веществ – источников энергии. Первый этап утилизации глюкозы называется гликолиз (что в переводе означает “расщепление глюкозы”). В ходе его молекула глюкозы превращается в молекулу пирувата (пировиноградной кислоты), давая при этом энергию для синтеза всего лишь двух молекул АТФ. Если в тканях недостаточно кислорода для окисления пирувата, он превращается в лактат (молочную кислоту). Это хорошо известное тренерам вещество накапливается в крови до тех пор, пока нагрузка на организм не снизится и не поступит достаточное количество кислорода. Тогда лактат превратится назад в пируват; пируват даст начало ацетилкоэнзиму А, а тот претерпит многочисленные превращения, составляющие суть так называемого цикла Кребса. Процесс закончится образованием в митохондриях еще 36-ти молекул АТФ.

Таким образом, полное использование одной молекулы глюкозы дает организму 38 молекул АТФ. Однако глюкоза – не единственный источник ацетилкоэнзима А, он может образовываться и из жирных кислот. Окисление одной молекулы жирной кислоты дает энергию для образования 138-ми молекул АТФ.

Повторю: гликолиз происходит без поглощения кислорода, это анаэробное (в буквальном переводе – “безвоздушное”) дыхание; цикл Кребса и процессы, происходящие в митохондриях, возможны только в кислородной среде (аэробное дыхание). Соотношение вкладов анаэробного и аэробного процессов в физическую работоспособность человека очевидно: из одной молекулы глюкозы без использования кислорода организм получает 2 молекулы АТФ, а при использовании кислорода – 38 молекул. Таким образом, анаэробные процессы высвобождают только чуть более 5% энергии, содержащейся в глюкозе, а аэробные – остальные 95%.

Анаэробная мощность организма спортсмена определяется его способностью мобилизовать максимальное количество мышечных волокон и с помощью гликолиза снабдить их достаточным количеством АТФ. Однако при кратковременных мышечных нагрузках этот путь является главным: кровь не успевает доставлять к мышцам необходимое количество кислорода, и большая часть энергии получается анаэробным путем.

Изменения, происходящие в организме хоккеиста представлены на таблице.

Когда хоккеист прекращает работу или значительно снижает ее интенсивность, он устраняет несоответствие между потребностью мышц в кислороде и возможностями кардио-респираторной системы по его доставке. Лактат превращается обратно в пируват, а тот (через стадию ацетилкоэнзима А) окисляется в цикле Кребса до СО₂, который выводится легкими в окружающую среду. Так происходит погашение кислородного долга. Компенсация долга растягивается на несколько минут.

Только половина химической энергии, содержащейся в пище, идет на образование АТФ, вторая половина сразу же превращается в тепло и рассеивается в окружающей среде. Синтезированные молекулы АТФ доносятся кровью до мышц и там половина запасенной в них энергии используется в мышечном сокращении, а половина опять-таки превращается в тепло. В результате на выполнение внешней работы (в том числе и во время игры) человек может затратить не более 25% всей энергии, полученной им из пищи, остальные 75% уходят в тепло. Все же коэффициент полезного действия (КПД) человека (около 25%) во много раз выше, чем КПД, например, паровоза (примерно 4%).

• 
  нагрузки, обеспечиваемые анаэробным путем;
  
• 
  нагрузки, обеспечиваемые аэробным и анаэробным путями;
  
• 
  нагрузки, обеспечиваемые аэробным путем.
  

Во время матча в организме хоккеиста поддерживается довольно высокий уровень обмена энергии, обеспечиваемый почти исключительно аэробными процессами. При выходе игрока на лед уровень обмена энергии возрастает дополнительно, но пока еще сохраняет преимущественно аэробный характер. Во время выполнения игроком ТТД, он достигает максимума. Такие 5–7 секундные “всплески” обмена обеспечиваются, конечно, только анаэробным путем.

• 
  тип I – медленные, с преобладанием аэробных процессов;
  
• 
  тип Iia – быстрые, в которых сочетаются аэробные и анаэробные процессы;
  
• 
  тип Iiб – быстрые, в которых преобладают анаэробные процессы.
  

• 
  недостаток глюкозы (или гликогена);
  
• 
  недостаток кислорода для окисления глюкозы;
  
• 
  недостаточное количество митохондрий в мышечных волокнах и недостаточное количество ферментов в митохондриях, для того чтобы осуществить реакцию окисления.
  

Большее значение в практике хоккея имеет недостаточное поступление кислорода в мышечные волокна. Для увеличения доставки кислорода к мышцам происходят параллельно изменения в дыхательной и сердечно-сосудистой системах, а именно увеличиваются:

• 
  жизненная емкость легких;
  
• 
  глубина и минутный объем дыхания;
  
• 
  ударный объем и минутный объем кровообращения;
  
• 
  извлечение кислорода из единицы объема артериальной крови.
  

В лаборатории биохимии физической культуры и спорта ГосНИИ СЭП и СОТ СПб ГАФК им. П.Ф. Лесгафта совместно с РНЦ ВМиК МЗ РФ и компанией «Биолонг» создано и прошло испытания лечебно-оздоровительное средство для ванн “Биолонг”. По данным Российского научного центра оздоровительной медицины и курортологии (Москва) средство “Биолонг” обладает высокой эффективностью при нарушениях опорно-двигательного аппарата, сосудистой системы и при синдроме хронической усталости. В заключении РНЦВМиК МЗ РФ особенно подчеркивается эффективность применения “Биолонга” в качестве профилактического средства, нормализующего клеточный метаболизм и препятствующего развитию патологических состояний. Средство “Биолонг” сертифицировано. Награждено двумя золотыми медалями на престижных медицинских форумах.