ОБРАЗОВАНИЕ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ И ВО ВРЕМЯ МАРАФОНСКОГО ЗАБЕГА

Многие люди не знают, что наш организм и в состоянии покоя вырабатывает очень небольшое количество молочной кислоты. Такие небольшие количества молочной кислоты могут быть легко удалены из организма, однако они служат объяснением того, почему всегда имеются следы лактата в крови у человека.

Во время марафонского бега количество молочной кислоты, образуемой в секунду мышцами спортсмена (и выделяемого в кровь) увеличивается, когда спортсмен делает ускорение. Вплоть до определенной скорости бега, которая будет выше у элитных спортсменов, организм может выделять в кровь всю молочную кислоту. Обычно она поглощается другими мышцами или другими мышечными волокнами той же самой мышцы, которая вырабатывает эту субстанцию, а также сердцем, печенью или почками. Таким образом, уровень лактата в крови всегда остается близким к базальной величине.

С увеличением скорости бега количество лактата, поступающего в кровь, будет превышать количество лактата, которое может быть поглощено. Тогда его уровень будет выше базальной величины. Ранее мы уже упоминали, что в крови у марафонцев содержится около 2 миллимолей лактата. Это вовсе не означает, что у них в состоянии покоя образуется в два раза большее количество лактата. У бегунов-марафонцев образуется гораздо большее количество лактата, чем этот показатель, но их организм способен поглотить большую часть его.

Молочная кислота представляет собой во многих отношениях ненужную субстанцию, мешающую организму. Тем не менее, ее молекулы содержат энергию, поэтому важно, чтобы рабочие мышцы учились использовать этот источник энергии.

ОБРАЗОВАНИЕ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ

Молочная кислота вырабатывается мышцами и затем выделяется в кровь, где можно измерить ее концентрацию. Она присутствует как в мышечных волокнах, так и в крови в виде двух ионов, соответственно одной молекулы и одного электрически заряженного атома. Первый ион — это отрицательно заряженный ион лактата (LА^-). Уровень этой субстанции в крови может быть, в частности, измерен. Второй ион — это положительно заряженный ион водорода (Н⁺). Именно второй ион вызывает большой дискомфорт, т.к. повышает уровень молочной кислоты в мышцах. Более того, он даже может нарушить надлежащую работу мышц. Уменьшение работоспособности мышц мы ощущаем после бега с высокой скоростью. Оно вызвано, большей частью, как раз повышением уровня молочной кислоты. Когда этот уровень превысит определенную величину, в мышечных волокнах происходят разные изменения (например, изменение митохондрий), которые могут сохраняться в течение нескольких часов (даже дней у индивидов, не привыкших выполнять нагрузки, связанные с образованием молочной кислоты). Восстановительные механизмы организма человека постепенно реконструируют состояние до нагрузки, в ряде случаев состояние, которое позволяет индивиду переносить высокий уровень молочной кислоты в крови.

Возвращаясь к тому, что происходит в организме спортсмена непосредственно после образования молочной кислоты, заметим, что ионы водорода служат помехой не только мышцам, но и мозгу как только они поступят в кровь, они достигают и ликвора (жидкость, окружающая мозг) Именно поэтому образование большого количества молочной кислоты негативно влияет на ясность ума, координацию и рефлекторные реакции. Все эти эффекты могут быть отчасти вызваны аммиаком, который также образуется в мышцах.

УРОВЕНЬ ЛАКТАТА В КРОВИ

Ниже перечислены общепринятые показатели уровня лактата в крови. Заметьте, что при использовании разных методов измерения могут иметься незначительные расхождения в полученных показателях.

• около 1 ммоль/л: в состоянии покоя и при беге в медленном темпе;
• около 2 ммоль/л: во время марафонского бега в постоянном темпе или со скоростью на уровне аэробного порога;
• около 4 ммоль/л: у большинства бегунов это будет показатель, измеренный при беге со скоростью на уровне анаэробного порога или же при беге со скоростью, которую спортсмен в состоянии поддерживать в течение одного часа при беге в постоянном темпе по ровной поверхности;
• около 18—20 ммоль/л: у спортсменов высокого класса после достижения лучшего личного результата на дистанции 400м или 800м; у элитных спортсменов этот показатель может быть больше 25 ммоль/л;

АНАЭРОБНЫЙ ПОРОГ И АЭРОБНЫЙ ПОРОГ

Энрико Арселли (1996) дает следующее определение анаэробного порога:

«Самая высокая интенсивность, при которой еще сохраняется равновесие между количеством производимой и поглощаемой молочной кислоты. Если спортсмен не превысил анаэробный порог, то количество образуемого мышцами и выделяемого в кровь лактата увеличивается, однако организм в состоянии удалить его. Таким образом, имеется лишь небольшое повышение или вообще не имеется повышения уровня лактата в крови, сохраняющегося постоянным даже в случае, если нагрузка длится в течение нескольких минут. Интенсивность, при которой существует это равновесие, обозначается как анаэробный порог и соответствует, в среднем, концентрации лактата в крови около 4 ммоль на литр крови».

Разработаны различные тесты для определения анаэробного порога у спортсмена. Этот показатель выражается в л/мин или мл/кг/мин — также, как и показатель МПК.

Ранее было упомянуто (см. параграф 1.2.3), что наиболее вероятно, что спортсмен с высоким показателем МПК достигнет хороших результатов в марафонском беге. Однако здесь существует высокая корреляция между средней скоростью на дистанции 42,195 км и анаэробным порогом, которая увеличивается в случае, когда скорость бега соответствует анаэробному порогу. Этот показатель известен под названием скорость на уровне анаэробного порога, на которую влияют и другие факторы:

• как правило, скорость на уровне анаэробного порога увеличивается прямо пропорционально МПК; у элитных марафонцев она превышает 20 км/ч;
• скорость на уровне анаэробного порога возрастает по мере уменьшения энергостоимости бега;

Корреляция между скоростью на уровне аэробного порога, которая соответствует уровню лактата в крови 2 ммоль/л, и средней скоростью будет еще более тесной в марафоне. Скорость на уровне аэробного порога будет, очевидно, ниже, чем скорость на уровне анаэробного порога, которая соответствует, в среднем, уровню лактата в крови 4 ммоль/л.

Типы мышечных волокон

Наши мышцы состоят из волокон разного типа. Они располагаются близко друг с другом вроде побегов аспарагуса, и подобно им разнятся по диаметру и цвету. Обычно различают следующие типы мышечных волокон:

• тип I — известны под названием «медленные, красные или медленноcокращающиеся волокна (SТ)», так как больше всего пригодны для продолжительных усилий. Они содержат большое количество митохондрий, окружены густой сетью капилляров и способны потреблять большое количество кислорода в минуту. Вследствие этого они используют аэробную систему для образования энергии, требуемой для выполнения мышечной работы;
• тип II — известны под названием «быстрые, белые или быстросокращающиеся волокна (FT)», так как больше всего пригодны для краткосрочных усилий, однако обладают низкой выносливостью. Они используют анаэробную лактатную систему, которая способствует образованию молочной кислоты. Эти волокна имеют два подтипа:
• тип IIa — известны под названием «быстрые окислительные или быстросокращающиеся окислительные волокна (FTO)», поскольку они могут потреблять значительное количество кислорода. С этой точки зрения адекватная тренировка может сделать их весьма сходными с волокнами типа I. Тренировка на выносливость оказывает наибольшее влияние на эти волокна, способствуя увеличению в них запасов жира;
• тип IIb — известны под названием «быстрые гликолитические или быстропереключающиеся гликолитические волокна (FTG)», поскольку они используют гликолиз, т.е. анаэробную систему, которая способствует образованию молочной кислоты. Эти волокна неспособны производить энергию за счет аэробной системы (с участием кислорода).

Еще одним типом мышечных волокон, который часто упоминается, являются промежуточные волокна или подтип IIc. Они занимают промежуточное положение между типом I и типом II.

Характеристики мышечных волокон индивида большей частью заданы генетически. Однако считают, что тренировка может привести к существенным изменениям. В частности, продолжительная тренировка с аэробной направленностью и достаточной интенсивностью, согласно ряду исследователей, трансформирует часть волокон типа IIb в волокна типа IIa, часть волокон типа IIa а в волокна типа IIc, часть волокон типа IIc (промежуточные волокна) в волокна типа I (см. рис. 1) Следует отметить, что такие изменения происходят, главным образом, с помощью метаболизма, т.е. содержания энзимов, которое преимущественно соответствует той или иной энергетической системе. Однако эти изменения носят и структурный характер, поскольку модифицируются некоторые характеристики сократительных белков. Такие модификации будут, с большой долей вероятности, обратимыми в случае, если тренировка прерывается, к примеру, из-за травмы спортсмена (см. рис. 1).

Бег с разной скоростью

Бег приводит к возникновению ряда специфических состояний в организме индивида, которые значительно различаются в зависимости от того, с какой скоростью он бежит. Рассмотрим случай с двумя бегунами на средние или длинные дистанции, показывающими спортивные результаты разного уровня:

• один — это элитный бегун, пробегающий дистанцию 1500м за 3.33 или марафонскую дистанцию за 2:10. На промежуточных дистанциях (5000м, 10000м, полумарафон) он показывает адекватные результаты;
• другой — это бегун среднего класса, пробегающий дистанцию 1500 м примерно за 3.55 или марафонскую дистанцию за 2: 25.

Теперь представим себе, как реагирует их организм, когда они бегут с разной скоростью (рассмотрим 6 скоростей, обозначенные индексами от "А" до "F"), сохраняя постоянный темп бега до тех пор, пока они в состоянии это делать. У элитного бегуна скорость, очевидно, всегда будет выше, чем у бегуна среднего класса.

Таблица 1
БЕГ С РАЗНОЙ СКОРОСТЬЮ

· Скорость "А" — очень медленная, равная примерно 4,45 мин/км у элитных спортсменов и 5,15 у спортсменов среднего уровня. Уровень мышечной силы довольно низкий. Задействованы только мышечные волокна типа 1 (медленные). Энергозапрос низкий. Мышцы используют смесь липидов и сахаров, где процент липидов выше у тех индивидов, которые привыкли к очень длительным тренировочным нагрузкам. Молочная кислота образуется в незначительном количестве. Уровень лактата в крови близок к базальной величине (1 ммоль/л), а иногда и ниже, поскольку медленные волокна используют лактат. Спортсмены,

• которые привыкли к длительным тренировочным нагрузкам;
• мышцы которых приучены к потреблению большого количества липидов;
• которые принимают с регулярным интервалом питание,

могут сохранять эту скорость очень длительное время. Производимое рабочими мышцами в единицу времени тепло будет довольно легко удаляться, за исключением, когда имеются особые погодные условия — жаркое солнце и высокая влажность воздуха.

· Скорость "В" — все еще довольно медленная (4.00 мин/км у элитных спортсменов и 4.30 у спортсменов среднего уровня). Несмотря на увеличение скорости, ситуация существенно не меняется. Задействованы только волокна типа 1 (медленные). Молочная кислота образуется по-прежнему в небольшом количестве. Уровень лактата в крови близок к базальной величине (1 ммоль/л). Спортсмены, которые привыкли к длительным тренировочным нагрузкам, могут сохранять эту скорость очень длительное время. При этой скорости используется более высокий процент углеводов по сравнению со скоростью "А". При беге со скоростью "А" тренированные спортсмены получают большую часть необходимой энергии из липидов. В данном случае требуемая энергия, скорее всего, образуется в равной мере за счет липидов и углеводов. Процент липидов, очевидно, превышает 50% у специализирующихся в беге на длинные дистанции и будет меньше 50% у других спортсменов. Этот факт служит одной из причин того, что для индивидов, не привыкших к сжиганию липидов, свойственно использовать гликоген на ранней стадии. Вследствие этого у них понижена автономность.

· Скорость "С" — близка к скорости на уровне аэробного порога. Это соответствует уровню лактата в крови, в среднем, 2 ммоль/л (мы считаем это эквивалентным 3.05 мин/км у элитных спортсменов и 3.25 у спортсменов среднего уровня). Такой темп бега способствует образованию молочной кислоты в значительно большем количестве, чем в состоянии покоя. Существует равновесие между выделяемым в кровь и поглощаемым количеством молочной кислоты. Такое равновесие типично для ситуации, когда уровень лактата в крови равняется 2 ммоль/л. Здесь задействован небольшой процент волокон типа II (быстрые волокна), в особенности, быстросокращающихся окислительных волокон (FТО). Тренированные марафонцы получают около 75% требуемой энергии из углеводов, а для бегунов на средние дистанции характерна тенденция к увеличению этого процентного показателя. Запасы гликогена в мышцах расходуются быстрее, что не позволяет спортсмену сохранять этот темп в течение длительного времени. Марафонцы могут сохранять скорость бега на уровне аэробного порога на протяжении всей дистанции 42,195 км, а бегуны на средние дистанции — не могут.

· Скорость "D" — близка к скорости на уровне анаэробного порога (мы считаем это эквивалентным 2.53 мин/км у элитных спортсменов и 3.10 у спортсменов среднего уровня). Это дальнейшее повышение скорости способствует вовлечению в работу большего процента волокон типа II (быстрые), большей частью быстросокращающихся окислительных волокон (FТО). Образование молочной кислоты в единицу времени также возрастает, но все еще сохраняется равновесие (максимально возможное) между выделяемым в кровь и поглощаемым количеством молочной кислоты. Уровень лактата в крови равняется, в среднем, около 4 ммоль/л. Тренированные спортсмены могут сохранять такой темп бега в течение примерно одного часа, а не привыкшие к таким нагрузкам индивиды сжигают большее количество гликогена в минуту, истощая тем самым запасы гликогена.

· Скорость "Е" — близка к результату на дистанции 5000 м (2.38 мин/км у элитных спортсменов и 2.55 у спортсменов среднего уровня). Здесь существует существенное различие в интенсивности нагрузки. Одна лишь аэробная система не в состоянии удовлетворить эноргозапрос. Поэтому участвует анаэробная система, способствуя образованию довольно существенного количества молочной кислоты. Выделяемое в кровь количество молочной кислоты превышает количество, которое может быть удалено из крови. Уровень лактата в крови возрастает с каждой минутой. В конце работы (или сразу после ее завершения) уровень лактата в крови значительно выше уровня анаэробного порога. Задействован определенный процент волокон типа II (быстрые), как быстросокращающихся окислительных волокон (FТО), так и быстрых гликолитических или быстро переключающихся гликолитических волокон (FТG). Максимальная продолжительность этого типа усилий соответствует, в среднем, времени, необходимому индивиду, чтобы пробежать дистанцию 5 км. Постепенное повышение концентрации ионов водорода приводит к повышению уровня молочной кислоты до тех пор, пока мышцы не прекратят работу с такой интенсивностью. Иными словами, спортсмен не может сохранять этот темп. Он должен либо замедлить скорость, либо прекратить бег. Опытные спортсмены умеют распределять свои силы таким образом, что концентрация лактата достигает у них максимума на финишной прямой.

· Скорость "F" — близка к результату на дистанции 1000 м (2.22 мин/км у элитных спортсменов и 2.37 у спортсменов среднего уровня). Энергозапрос в единицу времени возрастает пропорционально увеличению скорости бега. Поскольку мы говорим здесь о двух тех же самых условных спортсменах, у которых аэробная система не в состоянии выработать большее, чем указанное количество топлива (АТФ) в единицу времени, то большее количество энергии должно быть произведено за счет анаэробной лактатной системы. Молочная кислота будет образовываться быстрее, поэтому кислотность мышц будет увеличиваться (рН будет уменьшаться), причем значительно быстрее, чем при скорости "Е". Кислотный уровень является фактором, ограничивающим продолжительность приложения мышечных усилий, соответствующих этой скорости. Здесь задействован значительно больший процент быстрых гликолитических волокон (FТG), а также быстросокращающихся окислительных волокон (FТO) и медленносокращающихся волокон (SТ).

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: