Энергообеспечение мышечной деятельности: три механизма ресинтеза АТФ
Механизмы энергообеспечения мышечной работы: алактатный, гликолитический и аэробный, их мощность, ёмкость и время развёртывания, зоны относительной мощности — с таблицами.
Продолжительность и интенсивность мышечной работы определяются тем, какой механизм ресинтеза аденозинтрифосфата обеспечивает её энергией. Именно соотношением трёх механизмов объясняется, почему предельная работа длится либо десять секунд, либо несколько часов, но не десять минут на предельной мощности.
Ниже рассматривается характеристика трёх механизмов и соответствующих им зон относительной мощности работы.
В двух словах
Энергообеспечение мышечной деятельности осуществляется тремя механизмами ресинтеза АТФ: алактатным (креатинфосфатным), гликолитическим (лактатным) и аэробным (окислительным). Механизмы различаются мощностью, ёмкостью и временем развёртывания и включаются последовательно по мере продолжения работы.
Смежные вопросы рассмотрены в материалах о максимальном потреблении кислорода и видах выносливости.
Общие положения
Непосредственным источником энергии для мышечного сокращения служит аденозинтрифосфат (АТФ). Его запасы в мышце ограничены и обеспечивают работу предельной мощности в течение 1–2 секунд, вследствие чего продолжение работы требует непрерывного восстановления — ресинтеза АТФ [3, 5].
Ресинтез осуществляется тремя путями, характеризуемыми тремя параметрами:
- мощность — количество энергии, производимое в единицу времени;
- ёмкость — общее количество энергии, которое может быть произведено данным путём;
- время развёртывания — период выхода механизма на максимальную мощность.
Между мощностью и ёмкостью существует обратная зависимость: чем выше мощность механизма, тем меньше его ёмкость.
Алактатный (креатинфосфатный) механизм
Осуществляется за счёт расщепления креатинфосфата, запасённого в мышце.
- Время развёртывания: 1–2 секунды.
- Время удержания максимальной мощности: 6–8 секунд.
- Общая продолжительность работы: до 15–20 секунд.
- Побочные продукты: отсутствуют, лактат не накапливается.
Обеспечивает работу максимальной мощности: спринтерский бег до 100 м, прыжки, метания, подъём предельного веса. Восстановление запасов креатинфосфата происходит быстро — в течение 3–5 минут.
Гликолитический (лактатный) механизм
Осуществляется за счёт бескислородного расщепления углеводов с образованием молочной кислоты.
- Время развёртывания: 15–20 секунд.
- Время удержания максимальной мощности: 2–3 минуты.
- Общая продолжительность работы: до 5–6 минут.
- Побочные продукты: лактат, накопление которого вызывает утомление и снижение мощности.
Обеспечивает работу субмаксимальной мощности: бег на 400–800 м, плавание на 100–200 м. Устранение лактата после предельной работы требует от 40 минут до 1,5 часов.
Аэробный (окислительный) механизм
Осуществляется за счёт окисления углеводов и жиров с участием кислорода.
- Время развёртывания: 2–4 минуты у нетренированных, 1–2 минуты у тренированных.
- Мощность: наименьшая из трёх механизмов.
- Ёмкость: практически неограниченная при достаточном поступлении субстратов.
- Побочные продукты: углекислый газ и вода, не вызывающие утомления.
Обеспечивает работу большой и умеренной мощности продолжительностью от нескольких минут до нескольких часов. Показателем возможностей механизма служит максимальное потребление кислорода.
Таблица 1 — Сравнительная характеристика механизмов энергообеспечения
| Признак | Алактатный | Гликолитический | Аэробный |
|---|---|---|---|
| Время развёртывания | 1–2 с | 15–20 с | 2–4 мин |
| Максимальная мощность | Наибольшая | Средняя | Наименьшая |
| Ёмкость | Наименьшая | Средняя | Наибольшая |
| Продолжительность работы | До 15–20 с | До 5–6 мин | Часы |
| Побочные продукты | Отсутствуют | Лактат | CO₂ и вода |
| Восстановление | 3–5 мин | 40–90 мин | Быстрое |
Как показано на рисунке 1, механизмы не сменяют друг друга скачкообразно: они функционируют одновременно, изменяется лишь соотношение их вклада.
Зоны относительной мощности
На основе преобладающего механизма энергообеспечения выделяют четыре зоны относительной мощности работы [3, 5]:
Таблица 2 — Зоны относительной мощности
| Зона | Продолжительность | Ведущий механизм | Примеры |
|---|---|---|---|
| Максимальной мощности | До 20–30 с | Алактатный | Бег 60–200 м, прыжки, метания |
| Субмаксимальной мощности | От 20–30 с до 3–5 мин | Гликолитический | Бег 400–1500 м, плавание 100–400 м |
| Большой мощности | От 3–5 до 30–40 мин | Смешанный аэробно-анаэробный | Бег 3000–10 000 м, лыжи 5–10 км |
| Умеренной мощности | Свыше 30–40 мин | Аэробный | Марафон, лыжные гонки 30–50 км |
Классификация зон относительной мощности предложена В. С. Фарфелем и используется при определении направленности тренировочной нагрузки.
Практическое следствие: воспитывая выносливость, необходимо задавать не только продолжительность работы, но и её интенсивность, поскольку именно они вместе определяют, какой механизм энергообеспечения окажется преимущественно нагруженным.
Типичные ошибки при изложении материала
- Утверждение о последовательной смене механизмов. Они работают одновременно, изменяется соотношение вклада.
- Отождествление гликолитического механизма с анаэробным. Анаэробными являются два механизма — алактатный и гликолитический.
- Отсутствие разграничения мощности и ёмкости механизма.
- Указание единой продолжительности восстановления. Креатинфосфат восстанавливается за минуты, устранение лактата требует часа и более.
- Изложение зон относительной мощности без привязки к механизмам.
Частые вопросы
Сколько механизмов энергообеспечения выделяют?
Три: алактатный (креатинфосфатный), гликолитический (лактатный) и аэробный (окислительный). Первые два относятся к анаэробным.
Почему нельзя долго работать на предельной мощности?
Алактатный механизм, обеспечивающий предельную мощность, обладает наименьшей ёмкостью: запасы креатинфосфата исчерпываются за 15–20 секунд.
Что такое зоны относительной мощности?
Классификация работы по продолжительности и преобладающему механизму энергообеспечения: зоны максимальной, субмаксимальной, большой и умеренной мощности.
Сколько времени восстанавливается организм после анаэробной работы?
Запасы креатинфосфата восстанавливаются за 3–5 минут, устранение накопленного лактата требует от 40 минут до 1,5 часов.
Выводы
- Ресинтез АТФ осуществляется тремя механизмами, различающимися мощностью, ёмкостью и временем развёртывания.
- Между мощностью и ёмкостью механизма существует обратная зависимость.
- Механизмы функционируют одновременно; изменяется соотношение их вклада в зависимости от длительности и интенсивности работы.
- На основе преобладающего механизма выделяют четыре зоны относительной мощности.
- Направленность нагрузки определяется совокупностью продолжительности и интенсивности работы.
Список литературы
- Матвеев Л. П. Теория и методика физической культуры. — М.: Физкультура и спорт, 1991. — 543 с.
- Зациорский В. М. Физические качества спортсмена: основы теории и методики воспитания. — М.: Физкультура и спорт, 1970. — 200 с.
- Холодов Ж. К., Кузнецов В. С. Теория и методика физического воспитания и спорта. — М.: Академия, 2003. — 480 с.
- Платонов В. Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. — Киев: Олимпийская литература, 2004. — 808 с.
- Солодков А. С., Сологуб Е. Б. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная. — М.: Спорт, 2018. — 620 с.
Смежные материалы
- Максимальное потребление кислорода — показатель возможностей аэробного механизма
- ЧСС при физической нагрузке — контроль зоны интенсивности работы
- Виды выносливости — аэробная и анаэробная выносливость
- Методы развития выносливости — параметры нагрузки по механизмам
При необходимости подготовки главы работы под требования конкретного вуза — работа на заказ.
Не хотите писать работу сами?
Напишем реферат, курсовую, диплом или презентацию под вашу тему — оплата по факту, с бесплатными правками.
Заказать работу