Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → біохімія людини
««   ЗМІСТ   »»

БІОХІМІЧНІ ОСНОВИ СПОРТИВНОЇ ПІДГОТОВКИ

Біохімічний межа рекордів

Біохімічні фактори спортивних успіхів

Всі спортивні дії пов'язані з м'язовою діяльністю. При цьому у кожної людини є верхня межа здатності виконати ту чи іншу задачу, пов'язану з м'язовим зусиллям. При спробі зробити більше заважає втома, тому доводиться сповільнювати або припиняти виконання елемента. Відповідно і якість, і координація руху погіршуються. На відмінностях в фізичних здібностях учасників засновані спортивні змагання, коли кожен учасник прагне досягти граничних результатів.

Цей висновок можна застосувати до всіх дій, пов'язаних із зусиллям, швидкістю, витривалістю і умінням.

Обмеження в здійсненні того чи іншого елемента різноманітні. Але кожен може поліпшити виконання необхідного елемента на своєму рівні при відповідному навчанні.

Ключами до успіху в спорті є вроджений рівень здібностей (генетика) і вміння навчатися - удосконалювати відпрацьовується рух в процесі тренувань.

Ці два фактори - генетика і здатність навчатися, по суті, визначені біохімічної структурою організму.

Генетичний матеріал - дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) -діктует формування ферментів. Ферменти, в свою чергу, управляють метаболізмом всіх інших хімічних речовин, з яких складаються наші клітини і тканини (див. Гл. 12).

З позицій біохімії людський організм не більше ніж збори органічних речовин, які взаємодіють один з одним, щоб забезпечувати структуру і функції тіла.

Структура визначає зростання, масу, зовнішній вигляд і інші фізичні характеристики кожної людини. Функція не менш важлива, оскільки вона визначає силу, швидкість, витривалість і навички індивідуума.

Природа мислення або навіть такого простішого атрибута людини, як пам'ять, безсумнівно, має біохімічну основу.

Фізіологія і патологія також не більше ніж фізичні прояви внутрішньої біохімії. В кінцевому рахунку і психологія потрапляє в ту ж категорію.

Розуміння реакції організму при виконанні того чи іншого елемента важливо для атлета, який прагне виконати його найкращим чином.

Існує безліч різних видів спорту. Це дає великі можливості як для тих, хто просто хоче брати участь в місцевих змаганнях, так і для тих, хто хоче конкурувати на найвищому рівні.

Учасник місцевих змагань отримує не тільки користь в результаті вдосконалення фізичного і розумового стану, а й емоційне задоволення від безпосередньої участі.

Розуміння реакції організму при здійсненні вправ також дуже важливо в розвитку успішних програм фізичної культури, які спрямовані на боротьбу зі зростаючою поширеністю хвороб, обумовлених гіподинамією - сидячим способом життя.

Знання біохімії як хімії життя фундаментально для всіх перерахованих аспектів. Воно стане ще більш необхідним в зв'язку з тим, що наука розвивається від простого опису явищ, заснованого на спостереженні, до детального розуміння механізмів, які контролюють функції організму в цілому.

У командних спортивних змаганнях мало можливостей встановлювати рекорди. Стандарти, за якими проводиться оцінка досягнень учасників в таких змаганнях, швидше за відносні, ніж абсолютні.

Мета командних змагань - перемогти супротивника. Однак навіть для таких змагань зберігаються докладні звіти про дії команди в цілому і індивідуальних діях гравців. Виняткові здібності видатних гравців мають загальне визнання.

Хокеїсти Старшинова, футболіст Пеле всесвітньо відомі за статистикою забитих ними голів. Але набагато більш вони знамениті завдяки своїй блискучій техніці. Молоде покоління знає видатних гравців тільки за фільмами або телевізійних передач. З часів, коли не було кіно, збереглися лише фотографії чемпіонів при виконанні ними окремих прийомів.

У бігових видах світові рекорди почали реєструвати з 1886 р Одна миля була подолана за 4 хвилини і 12 секунд. Це невисокий результат в порівнянні з сьогоднішніми досягненнями. Але техніка бігу першого рекордсмена заслуговує на високу оцінку, якщо враховувати низьку якість доріжок того часу.

Для спортивних змагань, де результат вимірюється, можна зафіксувати зростання світових рекордів за весь період розвитку відповідного виду спорту.

Однак і тут минулі і сучасні рекорди не завжди можна порівняти, так як в деяких видах спорту змінилися правила або обладнання, що унеможливлює порівняння досягнень різних років.

Наприклад, довжина і маса списи були змінені, коли відстані, досягнуті копьеметателя, настільки зросли, що стали перевищувати межі стадіону.

Заміна в стрибках з жердиною дерев'яного жердини на алюмінієвий, а потім на стеклопластіковий також зробила непридатним порівняння рекордів різних років.

Однак у багатьох видах спорту не відбулося фундаментальних змін. Хоча предметом обговорення могло б бути поява синтетичних бігових доріжок і поліпшених моделей спортивного взуття. Виникає питання, наскільки це змінило швидкість бігу при інших рівних умовах.

У спринті на 100 м чоловічий рекорд завжди був вище, ніж жіночий. На старті спринту на 100 м учасники повинні швидко реагувати на постріл стартера і розвивати високу потужність, відштовхуючись від колодок. Під час бігу по доріжці вони повинні максимально довго підтримувати пікову швидкість і сповільнюватися, наскільки можливо, пізніше, в кінці бігу.

Час пробігу дистанції може скорочуватися при більш швидкої реакції, кращу здатність розвивати потужність в активних м'язах, підвищеної витривалості (опір втоми) і при поєднанні цих якостей.

Зростання світових рекордів в спринті на 100 м для чоловіків (1) і жінок (2) с. 1912 по 2000 р

Рис 13.1. Зростання світових рекордів в спринті на 100 м для чоловіків (1) і жінок (2) с. 1912 по 2000 р

На рис 13.1 показано, як поліпшувалися досягнення в спринті на 100 м для чоловіків і жінок з 1912 р (початок офіційної реєстрації рекордів в цьому виді). Вивчення графіків на рис. 13.1 дозволяє зробити ряд висновків.

Такий аналіз даних для чоловіків показує, що немає ніяких ознак зниження темпу поліпшення рекордів (з коефіцієнтом кореляції (достовірності) 0,944, т. Е. Високим ступенем достовірності). З цього аналізу випливає, що світові рекорди чоловіків на 100 м складуть 9,56 з в 2020 р і 8,95 з в 2100 р

Однак ці дані можна аналізувати по-іншому, застосовуючи нелінійне наближення, щоб більш точно описати рекордні результати. З такого аналізу слід, що має місце поступове уповільнення темпу поліпшення результатів.

Тільки час покаже, яке з цих пророцтв ближче до істини. Більшість попередніх прогнозів виявилися неправильними, як показали подальші досягнення. Але з великою часткою ймовірності можна стверджувати, що ніякої чоловік або жінка не зможе коли-небудь пробігти 100 м за 8 с. Якщо це так, то остаточний межа повинен знаходиться десь між поточним рекордом і 8-секундної відміткою.

Широко поширена думка, що поліпшення рекордів будуть прогресивно зменшуватися. Однак в ряді випадків це не підтверджується. Справа в тому, що навіть якщо темп зростання досягнень сповільнюється, методи вимірювання стають точнішими і час пробігу може бути виміряна в сотих або навіть тисячних частках секунди.

Наприклад, 100 років тому судді нс могли визначити переможця в академічному веслуванні, якщо навіть перший човен була приблизно на 2 м попереду, коли вони перетнули фінішну лінію. Сучасна автоматична реєстрація часу електронним приладом і аналіз сповільненій відеозйомки дозволяє суддям оголошувати переможцем команду при різниці фінішу в 30 см.

Фактори, що обмежують фізичні можливості людини, становлять інтерес для дослідників, чиї наукові інтереси пов'язані зі спортом. На деякі з запитань надходять вчені-соціологи, які розглядають ці чинники з позицій можливості участі в спорті. Має місце ослаблення соціальних обмежень, які виключали більшість жінок з участі в напруженій фізичній діяльності. Це пояснює низьку відправну точку і швидший прогрес жіночих досягнень в спорті (рис 13.1).

Однак глибоке розуміння і вирішення проблем спорту досягається при спільній роботі біологів, фізіологів, біохіміків, фахівців з харчування. При цьому кожен з фахівців має своє уявлення про причини, що обмежують фізичні можливості людини.

Зростання світових рекордів в марафоні для чоловіків (1) і жінок (2) з часу їх офіційної реєстрації

Мал. 13.2. Зростання світових рекордів в марафоні для чоловіків (1) і жінок (2) з часу їх офіційної реєстрації

У марафоні, де дистанції багаторазово перевищують спринтерські, олімпійські досягнення також істотно покращилися за минулі роки. Тут порівняння проводити простіше, так як відстань давно було стандартизовано і рекорди фіксувалися (рис. 13.2).

У цьому виді змагань сила і потужність спортсмена відіграють незначну роль в порівнянні з витривалістю. Під витривалістю розуміють здатність наполегливо працювати протягом тривалих періодів часу, не піддаючись втоми. У змаганнях на довгі дистанції витривалість є ключовим фактором.

У марафоні швидкість може бути істотна в ривку на фініші, але вона мала в порівнянні зі спринтом. Для витривалості у всіх випадках важливі такі фізіологічні характеристики, як здатність серцево-судинної системи забезпечити постачання киснем робочих м'язів, а також здатність організму регулювати температуру тіла, щоб запобігти перегріванню.

Енергетичний метаболізм на довгих дистанціях залишається життєво необхідним процесом для успішного пробігу, як і в спринті.

Вуглеводи - особливо важливі речовини-енергоносії (біопаливо) при фізичних навантаженнях, тому організм повинен зберігати обмежені запаси цього важливого ресурсу, використовуючи, де можливо, замість вуглеводів жир як паливо для енергообепеченія життєдіяльності.

М'язи спортсменів, які працюють на витривалість, особливо пристосовані до забезпечення енергією і до витривалості за рахунок окислення (спалювання) жирів. Ця здатність зростає в результаті тренувань.

Втома може бути пов'язана з кінетикою біохімічних процесів енергозабезпечення життєдіяльності, коли швидкість утворення переносників енергії (А ГФ, НАДН і ін.) Менше швидкості її споживання працюючими м'язами.

На спринтерських дистанціях навіть кращі досягнення жінок посередні в порівнянні з кращими досягненнями чоловіків. Але кращі атлети-жінки були б попереду чоловічого населення на відкритих змаганнях. Однак малоймовірно, що жінки-чемпіонки будуть коли-небудь перемагати чемпіонів-чоловіків. Це, принаймні частково, обумовлено дією чоловічого гормону тестостерону на ріст м'язів і агресивність. Обидва ці фактори важливі при необхідності прояви потужності і сили.

Є також інші фізіологічні та біохімічні відмінності між представниками чоловічої та жіночої статі, що дозволяють стверджувати, що чоловіки-чемпіони завжди будуть перемагати жінок-чемпіонок.

Зростання світових рекордів в піднятті важких предметів у чоловіків (/) і жінок (2) з початку їх офіційної реєстрації

Мал. 13.3. Зростання світових рекордів в піднятті важких предметів у чоловіків (/) і жінок (2) з початку їх офіційної реєстрації

У важкій атлетиці, пов'язаної з підйомом тягарів, використовується просте обладнання. Тут можливо проводити адекватне порівняння рекордів в різні роки, хоча правила виконання рухів кілька змінювалися. Зростання рекордів, безсумнівно, вказує на велику продуктивність і силу м'язів сучасних чемпіонів, ніж у їх попередників (рис. 13.3).

При вирішенні проблем, пов'язаних з поліпшенням спортивних досягнень, виникає природне запитання щодо меж людських можливостей в різних спортивних дисциплінах.

В основі сили, потужності, витривалості і техніки виконання фізичних вправ лежать біохімічні процеси, перебіг яких визначається головним чином генетикою людини і його адаптацією до навчання в ході тренувань. Велику роль відіграють і інші чинники: психологічний стан, здатність сприймати вказівки тренера, графік змагань, боязнь травмування. Слід враховувати також, що поліпшення рекордів могло бути пов'язано із застосуванням заборонених препаратів - наркотиків, анаболіків (стероїди, гормон росту, еритропоетин) і різних стимуляторів.

Фактор, що лімітує при виконанні того чи іншого елемента залежить від виду спорту. У видах, які потребують сили і потужності, критичним фактором є здатність м'язів створювати необхідне зусилля. Ця здатність залежить в значній мірі від біохімічних взаємодій між молекулами білків актину і міозину в м'язовому елементі - саркомере. В результаті таких взаємодій м'язові волокна стискаються або розтягуються. Чим більше цих скорочуються білків в м'язі, тим більше силове зусилля може бути виконано.

Для виконання роботи м'язи повинні забезпечуватися енергією, джерелом якої є аденозілтріфосфат (АТФ), запасені в клітинах м'яза - миоцитах. Чим швидше виконується робота, тим більше повинен бути запас АТФ. З точки зору біохіміка втома - результат недостатньої швидкості надходження енергії від АТФ до м'язових волокон.

Очевидно, що в спринті швидкість яку здійснюють роботи (потужність) повинна бути більше, ніж на середніх дистанціях. При цьому максимально досяжна потужність знижується в міру подолання дистанції. Існує оптимум для витрати м'язових запасів АТФ між досягненням максимальної потужності і здатністю підтримувати швидкість на всій дистанції.

Знання біохімії спорту дозволяє простежити метаболічні шляхи накопичення і витрати АТФ. зрозуміти, де знаходиться оптимум межі досягнень в різних видах змагань і як досягти його за допомогою тренувань, дієти і інших методик.

Біохімічні процеси в організмі в кінцевому рахунку визначають всі фактори, що обмежують виконання того чи іншого елемента, але ці процеси не повинні розглядатися окремо.

Щоб поліпшити результати в спорті, спочатку необхідно зрозуміти всі фактори. які визначають межу можливих досягнень.

Можливо, що недостатнє надходження АТФ - фундаментальна причина втоми. Але здатність виробляти АТФ може бути обмежена також фізіологічними механізмами, наприклад здатністю серцево-судинної системи постачати робочі м'язи киснем і живильними речовинами. Тому біохімічні обмеження і не можуть розглядатися безсистемно.

У тих видах спорту, де техніка виконання є ключовим фактором, важливу роль відіграє центральна нервова система. Мозок повинен керувати діями м'язів координовано, так як техніка виконання включає передачу сигналів від мозку по нервових волокнах безпосередньо до м'язів. Але всі ці процеси - також, по суті, біохімічні реакції.

Тренування може покращувати фізіологічні функції. Це здійснюється спрямованої стимуляцією синтезу і розщеплення білків в різних тканинах. Фізіологічний ефект, зокрема, проявляється в збільшеній здатності серця прокачувати кров по колам кровообігу. Такий ефект теж обумовлений біохімічними змінами в серці і кровоносних судинах.

Спеціальні дієти також можуть покращувати спортивні результати. Але і цей вплив здійснюється через біохімію організму. Спецхарчування може стимулювати збільшення доставки енергії для м'язів і надходження молекул, украй необхідних для клітинної функції або модуляції змін в синтезі нових білків у відповідь на тренування.

Розуміння наукових основ досягнення високих результатів дозволяє планувати тренування та змагання так, щоб спортсмен міг досягти кращих результатів зі зменшеним ризиком травмування та захворювання.

У міру того як спортивні досягнення поліпшувалися, розвивалися наукові підходи до забезпечення ці успіхів. У наш час провідні спортсмени та команди підтримуються медиками і вченими різного профілю, включаючи фізіологів, біомеханіка, біохіміків і дієтологів.

Серед медиків, які забезпечують підтримку команди, мережа лікарі загальної практики, кардіологи, фізіотерапевти, травматологи та ін. Кожному з цих фахівців знання наукових основ спортивних досягнень дозволяє краще планувати тренування та змагання.

Багато факторів внесли вклад в розвиток нашого розуміння меж спортивних досягнень, і робота численних вчених забезпечила сталий поступ у цьому напрямку.

Іноді відбуваються ривки завдяки впровадженню нових ідей або нової техніки, яка дає нову інформацію. Але зазвичай має місце повільне і стійке накопичення нової інформації. Вченим, діяльність яких пов'язана зі спортом, тепер доступний широкий діапазон біохімічних методів. Застосування цих методів, розроблених для використання в біохімічних лабораторіях і в клінічній медицині, гарантує, що спортивна наука буде і далі розвиватися. Щоб поліпшити результати в спорті, спочатку необхідно зрозуміти всі фактори, які визначають межу можливих досягнень.

Питання до розд. 13.1

  1. Біотехнологія та генетична інженерія - генетика
    Видатні досягнення біотехнології в кінці XX ст. залучили до неї увагу не тільки широкого кола науковців, а й усієї світової громадськості. Не випадково XXI ст. запропоновано вважати століттям біотехнології. Біотехнологія - міждисциплінарна область знань, що базується на мікробіології, біологічної
  2. Біосинтез вуглеводів з двовуглеродних з'єднань (ацетил-коа) - біохімія
    Біосинтез глюкози з ацетил-КоА відбувається у вищих рослин і мікроорганізмів, що вирощуються на середовищі, в якій єдиним джерелом вуглецю служить етанол або ацетат. Перетворення здійснюється за допомогою реакцій так званого глиоксилатного циклу (рис. 20.4). У тваринних клітинах відсутні два
  3. Біосинтез сечовини, орнітіновий цикл синтезу сечовини - біохімія частина 2.
    Головний шлях екскрекції азоту у ссавців відбувається в складі сечовини, що представляє собою інертне, водорозчинне, нетоксичний речовина: Як зазначалося раніше, сечовина синтезується в печінці, потім надходить у кров і екскретується нирками. На частку сечовини доводиться 80-90% виділяється
  4. Біосинтез нуклеотидів - біохімія частина 2.
    Майже всі організми здатні синтезувати піримідинові і пуринові нуклеотиди dc novo з простих сполук. Першим продуктом нуклеотидной природи пуринового шляху є і11озі11-5-монофосфат (ІМФ), що перетворюється потім в усі інші пуринові нуклеотиди. Структурним попередником всіх піримідинових нуклеотидів
  5. Біосинтез гема - біохімія частина 2.
    В даний час з'ясовано основні реакції освіти тетрапір- ролів, що є безпосередніми попередниками гема і хлорофілу. За допомогою мічених атомів було показано, що в синтезі гема в безклітинних екстрактах еритроцитів птахів беруть участь два вихідних реагенту: амінокислота гліцин і сукцинил-КоА
  6. Біосинтез (анаболізм) рибонуклеотидів - біохімія людини
    Рибонуклеотиди і дезоксірібо- нуклеотиди є мономерами ДНК, яка знаходиться в хромосомах і мітохондріях і відповідає за зберігання, передачу, трансформацію і реалізацію спадкової інформації. Практично всі живі організми, за винятком деяких видів бактерій, мають здатність синтезувати потрібні
  7. Біологічне значення хромосомного рівня організації генетичного матеріалу - біологія. Частина 1
    Виникнення хромосомної організації спадкового матеріалу в еукаріотичної клітці тісно пов'язано з великим його обсягом у порівнянні з прокариотичної кліткою. Розподіл основної маси генетичного матеріалу в обмеженій кількості ядерних структур - хромосом - забезпечує впорядкованість його просторової
  8. Біохімічний метод - біологія. Частина 1
    На відміну від цитогенетичного методу, який дозволяє вивчати структуру хромосом і каріотипу в нормі і діагностувати спадкові хвороби, пов'язані зі зміною їх числа і порушенням організації, спадкові захворювання, обумовлені генними мутаціями, а також поліморфізм за нормальними первинним продуктам
© 2014-2021  ibib.ltd.ua