Zużycie tlenu (OC) jest wskaźnikiem odzwierciedlającym stan funkcjonalny układu sercowo-naczyniowego i oddechowego.
Wraz ze wzrostem intensywności procesów metabolicznych podczas wysiłku fizycznego konieczne jest znaczne zwiększenie zużycia tlenu. Stawia to zwiększone wymagania w zakresie funkcjonowania układu sercowo-naczyniowego i oddechowego.
Na początku dynamicznej pracy z submaksymalną mocą zużycie tlenu wzrasta i po kilku minutach osiąga stan ustalony. Układ sercowo-naczyniowy i oddechowy włączany jest do pracy stopniowo, z pewnym opóźnieniem. Dlatego na początku pracy zwiększa się niedobór tlenu. Utrzymuje się do końca obciążenia i stymuluje aktywację szeregu mechanizmów zapewniających niezbędne zmiany w hemodynamice.
W stanie ustalonym zużycie tlenu przez organizm jest w pełni zaspokojone, ilość mleczanu we krwi tętniczej nie wzrasta, a wentylacja płuc, częstość akcji serca i ciśnienie atmosferyczne również się nie zmieniają. Czas do osiągnięcia stanu ustalonego zależy od stopnia obciążenia wstępnego, intensywności, pracy sportowca. Jeśli obciążenie przekracza 50% maksymalnej mocy tlenowej, stan ustalony następuje w ciągu 2-4 minut. Wraz ze wzrostem obciążenia wzrasta czas na ustabilizowanie poziomu zużycia tlenu, przy czym następuje powolny wzrost wentylacji płuc, tętna. W tym samym czasie rozpoczyna się gromadzenie się kwasu mlekowego we krwi tętniczej. Po zakończeniu obciążenia zużycie tlenu stopniowo maleje i powraca do początkowego poziomu ilości tlenu zużywanego ponad podstawową przemianę materii w okresie rekonwalescencji, tzw. dług tlenowy (OD).
Dług tlenowy składa się z 4 składników:
Tlenowa eliminacja produktów metabolizmu beztlenowego (początkowa KD)
Zwiększenie długu tlenowego mięśnia sercowego i mięśni oddechowych (w celu przywrócenia początkowej częstości akcji serca i częstości oddechów)
Zwiększenie zużycia tlenu przez tkanki w zależności od chwilowego wzrostu temperatury ciała
Uzupełnianie tlenu w mioglobinie
Wielkość długu tlenowego zależy od wielkości wysiłku i treningu sportowca. Przy maksymalnym obciążeniu trwającym 1–2 minuty osoba nieprzeszkolona ma dług w wysokości 3–5 litrów, a sportowiec ma 15 litrów i więcej. Maksymalny dług tlenowy jest miarą tzw. wydolności beztlenowej. Należy pamiętać, że CA charakteryzuje raczej całkowitą wydajność procesów beztlenowych, czyli całkowitą ilość pracy wykonanej przy maksymalnym wysiłku, a nie zdolność do rozwinięcia maksymalnej mocy.
Maksymalne zużycie tlenu
Zużycie tlenu wzrasta proporcjonalnie do wzrostu obciążenia, jednakże dochodzi do granicy, przy której dalszemu wzrostowi obciążenia nie towarzyszy już wzrost AC. Poziom ten nazywany jest maksymalnym zużyciem tlenu lub limitem tlenu.
Maksymalny pobór tlenu to maksymalna ilość tlenu, która może zostać dostarczona do pracujących mięśni w ciągu 1 minuty.
Maksymalne zużycie tlenu zależy od masy pracujących mięśni i stanu układów transportu tlenu, wydolności oddechowej i sercowej oraz krążenia obwodowego. Wartość BMD jest powiązana z częstością akcji serca, objętością wyrzutową, różnicą tętniczo-żylną – różnicą zawartości tlenu pomiędzy krwią tętniczą i żylną (AVR).
MPK = HR * WOK * AVRO2
Maksymalne zużycie tlenu określa się w litrach na minutę. W dzieciństwie wzrasta proporcjonalnie do wzrostu i masy ciała. U mężczyzn osiąga maksymalny poziom w wieku 18-20 lat. Począwszy od 25-30 roku życia systematycznie maleje.
Średnio maksymalne zużycie tlenu wynosi 2-3 l/min, a dla sportowców 4-7 l/min
Aby ocenić stan fizyczny osoby, określa się puls tlenowy - stosunek zużycia tlenu na minutę do częstości tętna w tej samej minucie, czyli liczby mililitrów tlenu dostarczanego w jednym uderzeniu serca. Wskaźnik ten charakteryzuje wydajność pracy serca. Im mniejszy jest wzrost tętna tlenowego, tym wydajniejsza jest hemodynamika, tym niższa częstość akcji serca dostarczana jest wymagana ilość tlenu.
W spoczynku PK wynosi 3,5-4 ml, a przy intensywnej aktywności fizycznej, której towarzyszy zużycie tlenu 3 l / min, wzrasta do 16-18 ml.
11. biochemiczna charakterystyka pracy mięśni o różnej mocy (strefa mocy maksymalnej i submaksymalnej)
Strefy mocy względnej pracy mięśni
Obecnie przyjmuje się różne klasyfikacje siły działania mięśni. Jedną z nich jest klasyfikacja BC. Farfela, wychodząc z założenia, że siła wykonywanego wysiłku fizycznego wynika ze stosunku pomiędzy trzema głównymi szlakami resyntezy ATP, które funkcjonują w mięśniach podczas pracy. Według tej klasyfikacji wyróżnia się cztery strefy względnej mocy pracy mięśni: moc maksymalną, submaksymalną, wysoką i umiarkowaną.
Pracuj w strefie maksymalna moc może trwać 15-20 s. Głównym źródłem ATP w tych warunkach jest fosforan kreatyny. Dopiero pod koniec pracy reakcję fosforanu kreatyny zastępuje glikoliza. Przykładem ćwiczeń fizycznych wykonywanych w strefie maksymalnej mocy jest sprint, skoki w dal i wzwyż, niektóre ćwiczenia gimnastyczne, podnoszenie sztangi itp.
Pracuj w strefie moc submaksymalna trwa do 5 minut. Wiodącym mechanizmem resyntezy ATP jest glikolityczny. Na początku pracy, aż do osiągnięcia maksymalnego tempa glikolizy, tworzenie ATP następuje pod wpływem fosforanu kreatyny, a pod koniec pracy glikoliza zaczyna być zastępowana przez oddychanie tkankowe. Praca w strefie mocy submaksymalnej charakteryzuje się największym długiem tlenowym – do 20 litrów. Przykładami aktywności fizycznej w tej strefie mocy są biegi średniodystansowe, pływanie na krótkich dystansach, kolarstwo torowe, jazda na łyżwach sprinterskich itp.
12. biochemiczna charakterystyka pracy mięśni o różnej mocy (strefa dużej i średniej mocy)
Pracuj w strefie duża moc ma maksymalny czas trwania do 30 minut. Praca w tej strefie charakteryzuje się w przybliżeniu takim samym udziałem glikolizy i oddychania tkankowego. Szlak kreatynowo-fosforanowy resyntezy ATP funkcjonuje dopiero na samym początku pracy, dlatego też jego udział w całkowitej podaży energii tej pracy jest niewielki. Przykładami ćwiczeń w tej strefie mocy jest bieganie przez 5000 godzin, jazda na łyżwach długodystansowych, narciarstwo biegowe, pływanie na średnich i długich dystansach itp.
Pracuj w strefie umiarkowana moc trwa ponad 30 minut. Dostarczenie energii do pracy mięśni odbywa się głównie drogą tlenową. Przykładem działania takiej mocy jest bieg maratoński, lekkoatletyka przełajowa, chód wyścigowy, kolarstwo szosowe, narciarstwo długodystansowe, turystyka piesza itp.
W sportach acyklicznych i sytuacyjnych siła wykonywanej pracy zmienia się wielokrotnie. Tak więc dla piłkarza bieganie z umiarkowaną prędkością występuje na zmianę z bieganiem na krótkich dystansach w szybkości sprinterskiej; można też spotkać takie segmenty gry, gdy moc pracy jest znacznie zmniejszona. Takie przykłady można podać w odniesieniu do wielu innych sportów.
Jednak w wielu dyscyplinach sportowych nadal dominują obciążenia fizyczne związane z określoną strefą mocy. Tak więc praca fizyczna narciarzy jest zwykle wykonywana z dużą lub umiarkowaną mocą, a przy podnoszeniu ciężarów stosuje się obciążenia maksymalne i submaksymalne.
Dlatego w przygotowaniu sportowców konieczne jest stosowanie obciążeń treningowych rozwijających szlak resyntezy ATP, który jest wiodącym w zaopatrzeniu w energię pracy w charakterystycznej dla tego sportu strefie mocy względnej.
Fundacja Wikimedia. 2010 .
Zobacz, co „dług tlenowy” znajduje się w innych słownikach:
dług tlenowy- rus dług tlenowy (m), dług tlenowy (g) eng dług tlenowy fra dette (f) d oxygène deu Sauerstoffschuld (f) spa deuda (f) de oxígeno … Bezpieczeństwo i higiena pracy. Tłumaczenie na język angielski, francuski, niemiecki, hiszpański
dług tlenowy- deguonies skola statusas T sritis Kūno kultūra ir sportas apibrėžtis Laikinas deguonies stygius, pasireiškiantis po fizinio krūvio. Atsiradimo priežastys: kraujo ir audinių deguonies atsargų atkūrimas, padidėjęs vegetacinių sistemų aktyvumas,… … Sporto terminų žodynas
Ilość tlenu potrzebna do utlenienia niecałkowicie utlenionych produktów przemiany materii nagromadzonych w organizmie podczas intensywnej pracy mięśni... Wielki słownik medyczny
Główną funkcją układu mięśniowego ludzi i zwierząt jest aktywność ruchowa. Mięśnie zapewniają ruch ciała w przestrzeni lub jego poszczególnych części względem siebie, tj. produkować pracę. Ten typ pana są nazywane ... ... Encyklopedia medyczna
Gałąź fizjologii badająca wzorce przebiegu procesów fizjologicznych i cechy ich regulacji podczas ludzkiej aktywności zawodowej, czyli procesu pracy w jego fizjologicznych przejawach. F. t. rozwiązuje dwa główne zadania: ... ...
Hill (Hill) Archibald Vivien (ur. 26 września 1886 w Bristolu, Anglia), angielski fizjolog, członek Royal Society of London (od 1918, w latach 1935–45 sekretarz). Absolwent Uniwersytetu w Cambridge (1907). W latach 1914‒19 wykładał chemię fizyczną w Cambridge… Wielka encyklopedia radziecka
I (Hill) Archibald Vivien (ur. 26 września 1886 w Bristolu, Anglia), angielski fizjolog, członek Royal Society of London (od 1918, w 1935 45 sekretarz). Absolwent Uniwersytetu w Cambridge (1907). W 1914 roku wykładał chemię fizyczną w … … Wielka encyklopedia radziecka
I Oddychanie (respiratio) to zespół procesów zapewniających dopływ tlenu z powietrza atmosferycznego do organizmu, jego wykorzystanie w biologicznym utlenianiu substancji organicznych i usuwaniu dwutlenku węgla z organizmu. W rezultacie… … Encyklopedia medyczna
I (sanguis) to płynna tkanka transportująca substancje chemiczne (w tym tlen) w organizmie, dzięki czemu następuje integracja procesów biochemicznych zachodzących w różnych komórkach i przestrzeniach międzykomórkowych w jeden układ ... Encyklopedia medyczna
- (Hill, Archibald Vivian) (1886 1977), angielski fizjolog, który w 1922 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (wraz z O. Meyerhofem) za badania metabolizmu węglowodanów i wytwarzania ciepła w mięśniach. Urodzony 26 września 1886 w ... ... Encyklopedia Colliera
Wraz ze wzrostem aktywności fizycznej zużycie tlenu wzrasta aż do indywidualnego maksimum (IPC).
U osób nieprzeszkolonych MIC wynosi zwykle 3–4 l/min lub 40–50 ml/min/kg; u dobrze wytrenowanych sportowców MIC osiąga 6-7 l/min lub 80-90 ml/min/kg. Z powodu zmęczenia nie można utrzymać maksymalnego zużycia tlenu przez dłuższy czas (do 15 minut).
Podczas pracy wzrasta zapotrzebowanie na tlen. Rycina 14 przedstawia dostępność tlenu:
A - lekka praca;
B - ciężka praca;
B - wyczerpująca praca.
Zapotrzebowanie na tlen (O 2 -zapotrzebowanie) - ilość tlenu niezbędna organizmowi do pełnego zaspokojenia potrzeb energetycznych powstających w pracy w wyniku procesów oksydacyjnych.
Dochód tlenu (dochód O 2) - ilość tlenu zużyta do tlenowej resyntezy ATP podczas pracy. Dochód tlenu jest ograniczony przez MPC (ryc. 14 B) i szybkość realizacji tlenowych procesów dostarczania energii.
Zatem podczas pracy z dużą mocą zapotrzebowanie na tlen może przewyższać podaż tlenu (rys. 14 C). W tym przypadku do niedobór tlenu (niedobór O 2) - różnica między zapotrzebowaniem na tlen a dochodem tlenu utrzymuje się przez całą operację i prowadzi do znacznego długu tlenowego.
W warunkach niedoboru tlenu aktywowane są beztlenowe reakcje resyntezy ATP, co prowadzi do gromadzenia się w organizmie produktów rozpadu beztlenowego, przede wszystkim mleczanu. Podczas pracy, w której możliwy jest stan stacjonarny, część mleczanu może zostać wykorzystana w trakcie pracy ze względu na wzmożone reakcje tlenowe, podczas których mleczan jest wykorzystywany, przekształcany do pirogronianu i utleniany. Pozostała część jest eliminowana po pracy [Holloshi D.O., 1982].
Jeśli stan ustalony nie nastąpi, wówczas stężenie mleczanu w trakcie pracy stale wzrasta, co prowadzi do odmowy pracy. W takim przypadku mleczan jest eliminowany pod koniec pracy. Procesy te wymagają dodatkowej ilości tlenu, dlatego przez pewien czas po zakończeniu pracy jego zużycie w dalszym ciągu wzrasta w porównaniu do poziomu spoczynkowego [Volkov N.I., Nessen E.N., Osipenko A.A., Korsun, 2000].
Dług tlenowy (O 2 -dług) - ilość tlenu niezbędna do utlenienia produktów przemiany materii zgromadzonych w organizmie podczas intensywnej pracy mięśni przy niedostatecznej podaży energii tlenowej, a także do uzupełnienia rezerwy tlenu zużywanej podczas wysiłku fizycznego.
Zaopatrzenie w energię beztlenową odbywa się na dwa sposoby:
Fosforan kreatyny (bez tworzenia mleczanu);
Glikolityczny (z tworzeniem mleczanu).
1- „mleczanowa” część długu tlenowego;
2- „mleczanowa” część długu tlenowego
Ryc.14. Powstawanie i eliminacja długu tlenowego
podczas pracy z różną mocą [wg N.I. Wołkow 2000]
Dlatego dług tlenowy ma dwie frakcje:
- alaktyczny dług O 2 - ilość O 2 niezbędna do resyntezy ATP i fosforanu kreatyny oraz uzupełnienia tlenu bezpośrednio w tkance mięśniowej;
- mleczan О 2 -dług - ilość О 2 niezbędna do usunięcia kwasu mlekowego nagromadzonego podczas pracy.
A jeśli alaktyczny dług O 2 zostanie wyeliminowany wystarczająco szybko, w pierwszych minutach po zakończeniu pracy, wówczas eliminacja mleczanu długu O 2 może trwać do dwóch godzin.
Wnioski metodyczne:
1. Dług tlenowy mleczanu powstaje podczas każdej pracy i jest szybko eliminowany, w ciągu 2-3 minut.
2. Dług tlenowy mleczanu znacząco wzrasta w przypadku przekroczenia wartości zapotrzebowania tlenowego MIC.
3. Niewystarczający czas odpoczynku pomiędzy powtórzeniami obciążeń o zwiększonej mocy przekłada proces dostarczania energii na „kanał” glikolityczny.
Cechy adaptacji mięśni
Do pracy nad wytrzymałością
Mięśnie szkieletowe w przekroju poprzecznym stanowią mozaikę włókien szybkich, pośrednich i wolnych. Biały by to zrobił 
ścisłe włókna są większe, ale niezbyt jednolite pod względem grubości. Nie są tak dobrze zaopatrzone w naczynia włosowate, jest w nich niewiele mitochondriów. W rezultacie nie przystosowują się do długotrwałej pracy, a ich rola w zwiększaniu wytrzymałości jest bardzo mała. Wręcz przeciwnie, czerwone, wolne włókna są zwykle otoczone obfitą siecią naczyń włosowatych, a liczba mitochondriów jest bardzo duża. Ponadto włókna czerwone są znacznie cieńsze (3-4 razy). Włókna typu pośredniego to szybkie włókna czerwone, posiadające wyraźną zdolność do wytwarzania energii zarówno w warunkach beztlenowych, jak i tlenowych.
Pod wpływem treningu wytrzymałościowego włókna mięśniowe pośrednie nabywają właściwości włókien wolnych przy odpowiednim spadku właściwości włókien mięśniowych szybkich. Za pomocą metod immunohistochemicznych umożliwiających oznaczenie miozyny „szybkiej” i „wolnej” stwierdzono, że włókna typu pośredniego zawierają oba rodzaje miozyny i ich stosunek może zmieniać się podczas treningu. Jednakże takich zmian nie wykrywa się w czerwonych wolnych i białych szybkich włóknach. Przybliżona zawartość włókien czerwonych wolnych w mięśniu szerokim zewnętrznym uda u łyżwiarzy wszechstronnych wynosi około 56%, łyżwiarzy długodystansowych około 75% [Meyerson F.Z., 1986]. Efektywność dostarczania tlenowego na poziomie obwodowym w dużej mierze zależy od potencjału oksydacyjnego mięśni, który z kolei jest zdeterminowany rozwojem układu mitochondrialnego.
Siła układu mitochondrialnego mięśni szkieletowych, decydująca zarówno o zdolności do resyntezy ATP, jak i wykorzystania pirogronianu, jest ogniwem ograniczającym intensywność i czas pracy mięśni. Najważniejszym warunkiem zwiększenia poziomu wytrzymałości siłowej jest zdolność mitochondriów do wykorzystania pirogronianu jako substratu energetycznego, zapobiegając jego przemianie w mleczan i późniejszemu gromadzeniu się mleczanu. Jednocześnie szybkość tworzenia pirogronianu w szybkich włóknach glikolitycznych jest w przybliżeniu taka sama jak szybkość jego wykorzystania we włóknach „aerobowych” i w tym przypadku całkowity efekt może wynikać z jednoczesnego działania włókien jednego i inny typ. Jest to korzystne zarówno z mechanicznego, jak i metabolicznego punktu widzenia [Meyerson F.Z., Pshennikova M.G., 1988].
Brak przerostu wolnych włókien mięśniowych nie oznacza braku w nich procesów adaptacyjnej biosyntezy. Podczas treningu wytrzymałościowego preferowana jest synteza białek mitochondrialnych, i to nie tylko we włóknach wolnych, ale także pośrednich. W przypadku dostaw energii oksydacyjnej metabolizm zachodzi poprzez błony mitochondrialne. W konsekwencji, im większa jest całkowita powierzchnia błon mitochondrialnych, tym wydajniejsze są procesy oksydacyjne. Przy różnej intensywności i objętości aktywności fizycznej biosynteza mitochondriów przebiega w różny sposób.
1. Hipertrofia- wzrost objętości mitochondriów - następuje podczas „awaryjnej” adaptacji do gwałtownie zwiększonych obciążeń. Jest to szybki, ale nieefektywny sposób. Choć zwiększa się całkowita powierzchnia błon mitochondriów, zmienia się ich struktura, pogarszając ich funkcjonowanie.
2. Rozrost- wzrost liczby mitochondriów. Objętość mitochondriów nie zmienia się, ale zwiększa się całkowita powierzchnia błon. Tę skuteczną opcję długotrwałej adaptacji do ćwiczeń aerobowych osiąga się poprzez długotrwały trening.
Jednocześnie całkowita powierzchnia błon mitochondrialnych może wzrosnąć jeszcze bardziej w wyniku powstawania Chrystus- fałdy na wewnętrznej błonie mitochondriów.
Ryż. 15. Zwiększanie odległości rozproszonych
w przerośniętych mięśniach
Jeśli trening siłowy powoduje przerost pośrednich i szybkich włókien mięśniowych, to wolne włókna mięśniowe pod wpływem obciążeń wytrzymałościowych nie tylko nie przerostują, ale mogą również zmniejszyć swoją grubość, co prowadzi do wzrostu gęstości mitochondriów i naczyń włosowatych oraz zmniejszenia w rozproszonych odległościach.
Zatem podczas długotrwałej pracy, gdy decydujące znaczenie ma dostarczanie tlenu, substratów energetycznych i usuwanie produktów przemiany materii, przerost mięśni będzie niekorzystnie wpływał na wytrzymałość.
Okoliczność ta kieruje poszukiwaniem sposobów zwiększenia wydolności tlenowej wysoko wytrenowanych sportowców od centrum do peryferii, czyli od układu krążeniowo-oddechowego do układu nerwowo-mięśniowego.
Wnioski metodyczne:
1. Zmniejszenie objętości mięśni przyczynia się do wzrostu wytrzymałości.
2. Wzrost wytrzymałości jest bezpośrednio związany z rozwojem układu mitochondrialnego we włóknach mięśniowych.
W spoczynku średni wydatek energetyczny człowieka wynosi około 1,25 kcal/min, czyli 250 ml tlenu na minutę. Wartość ta różni się w zależności od wielkości ciała pacjenta, jego płci i warunków środowiskowych. Podczas ćwiczeń zużycie energii może wzrosnąć 15-20 razy.
Przy spokojnym oddychaniu młodzi dorośli zużywają około 20% całkowitego wydatku energetycznego. Do wprowadzenia i wypuszczenia powietrza z płuc potrzeba mniej niż 5% całkowitego zużycia tlenu (P.D. Sturkie, 1981). Praca mięśni oddechowych i wydatek energii na oddychanie wraz ze wzrostem wentylacji płuc występuje tutaj w większym stopniu niż minimalna objętość oddychania.
Wiadomo, że praca mięśni oddechowych polega na pokonywaniu oporu przepływu powietrza w drogach oddechowych oraz oporu sprężystego tkanki płucnej i klatki piersiowej. Z obserwacji wynika, że elastyczność zmienia się także w związku z napełnieniem płuc krwią, trening zwiększa liczbę naczyń włosowatych w płucach, bez zauważalnego wpływu na tkankę pęcherzykową (J. Minarovjech, 1965).
Podczas wysiłku fizycznego wentylacja płuc, równoważnik wentylacji, tętno, tętno tlenowe, ciśnienie krwi i inne parametry zmieniają się wprost proporcjonalnie do intensywności obciążenia lub stopnia jego wzrostu, wieku sportowca, jego płci i sprawności .
Przy dużym wysiłku fizycznym osoby o bardzo dobrym stanie funkcjonalnym są w stanie wykonywać pracę dzięki wyłącznie tlenowym mechanizmom wytwarzania energii.
Po zakończeniu obciążenia zużycie tlenu stopniowo maleje i powraca do pierwotnego poziomu. Ilość tlenu zużywana w stopniu przekraczającym podstawową przemianę materii w okresie rekonwalescencji nazywana jest długiem tlenowym. Dług tlenowy spłaca się na cztery sposoby:
1) tlenowa eliminacja metabolizmu beztlenowego („prawdziwy dług tlenowy”); zwiększone zużycie tlenu przez mięsień sercowy i mięśnie oddechowe (do czasu przywrócenia początkowej częstości akcji serca i oddychania);
zwiększone zużycie tlenu przez tkanki, w zależności od chwilowego wzrostu temperatury i zawartości w nich katecholamin;
uzupełnienie mioglobiny tlenem.
Wielkość długu tlenowego na koniec pracy uzależniona jest od wielkości wysiłku i sprawności podmiotu. Przy maksymalnym obciążeniu trwającym 1-2 minuty u osoby nieprzeszkolonej może rozwinąć się dług tlenowy wynoszący 3-5 litrów, u wysoko wykwalifikowanego sportowca - 15 litrów lub więcej. Maksymalny dług tlenowy jest miarą tzw. wydolności beztlenowej. Dług tlenowy charakteryzuje całkowitą wydajność procesów beztlenowych, czyli całkowitą ilość pracy wykonanej przy maksymalnym wysiłku.
Udział produkcji energii beztlenowej znajduje odzwierciedlenie w stężeniu kwasu mlekowego we krwi. Kwas mlekowy powstaje bezpośrednio w mięśniach podczas ćwiczeń, ale zanim przedostaje się do krwi, zajmuje trochę czasu. Dlatego najwyższe stężenie kwasu mlekowego we krwi obserwuje się zwykle w 3-9 minucie okresu rekonwalescencji. Obecność kwasu mlekowego obniża pH krwi. Po wykonaniu dużych obciążeń obserwuje się spadek pH do 7,0.
U osób w wieku 20-40 lat o przeciętnej sprawności fizycznej waha się od 11 do 14 mmol/l. U dzieci i osób starszych jest zwykle niższa. W wyniku treningu stężenie kwasu mlekowego przy standardowym (tym samym) obciążeniu wzrasta w mniejszym stopniu. Jednakże u wysoko wytrenowanych sportowców, po maksymalnej (zwłaszcza wyczynowej) aktywności fizycznej, stężenie kwasu mlekowego czasami przekracza 20 mmol/l. W stanie spoczynku mięśni stężenie kwasu mlekowego we krwi tętniczej waha się w granicach 0,33-1,1 mmol/l. U sportowców, w związku z przystosowaniem układu krążeniowo-oddechowego do wysiłku fizycznego, niedobory tlenu w początkowej fazie pracy są mniejsze.
W proces pracy mięśni pochłania zapasy tlenu, fosfageny (ATP i CRF), węglowodany (glikogen mięśniowy i wątrobowy, glukozę we krwi) oraz tłuszcze. Po pracy są przywracane. Wyjątkiem są tłuszcze, których odzysk może nie nastąpić.
W procesy regeneracyjne zachodzące w organizmie po pracy znajdują swoje odbicie energetyczne w zwiększonym (p „w porównaniu ze stanem przed pracą) zużyciu tlenu – długu tlenowego (patrz ryc. 12). Zgodnie z pierwotną teorią A. Hulla ( 1922), dług tlenowy to nadmierne spożycie O2 powyżej poziomu spoczynkowego przed treningiem, które dostarcza organizmowi energii na powrót do stanu przedwysiłkowego, w tym na przywrócenie zapasów energii zużywanych w trakcie pracy oraz eliminację kwasu mlekowego. zużycia O2 po pracy maleje wykładniczo: przez pierwsze 2-3 minuty bardzo szybko (szybki lub mleczanowy składnik długu tlenowego), a następnie wolniej (powolny lub mleczanowy składnik długu tlenowego), aż osiągnie (po 30-60 minut) o stałej wartości zbliżonej do wartości wstępnej.
P Po pracy z wydajnością do 60% MIC dług tlenowy niewiele przekracza deficyt tlenowy. Po bardziej intensywnym wysiłku dług tlenowy znacznie przewyższa deficyt tlenowy, a im większy, tym większa jest moc pracy (ryc. 24).B Szybka (alaktyczna) składowa długu O2 związana jest głównie z wykorzystaniem O2 do szybkiej regeneracji wysokoenergetycznych fosfagenów zużywanych podczas pracy pracujących mięśni, a także z przywróceniem prawidłowej zawartości O2 we krwi żylnej oraz z nasycenie mioglobiny tlenem.
M Powolny (mleczanowy) składnik długu O2 jest powiązany z wieloma czynnikami. W dużej mierze wiąże się to z pooperacyjną eliminacją mleczanu z krwi i płynów tkankowych. W tym przypadku tlen wykorzystywany jest w reakcjach oksydacyjnych, które zapewniają resyntezę glikogenu z mleczanu we krwi (głównie w wątrobie i częściowo w nerkach) oraz utlenianie mleczanu w sercu i mięśniach szkieletowych. Ponadto długotrwały wzrost zużycia O2 wiąże się z koniecznością utrzymania wzmożonej aktywności układu oddechowego i sercowo-naczyniowego w okresie rekonwalescencji, wzmożonym metabolizmem i innymi procesami, które spowodowane są długotrwałą wzmożoną aktywnością układu współczulnego. układu nerwowego i hormonalnego, podwyższona temperatura ciała, która również powoli spada przez cały okres rekonwalescencji.
Przywrócenie zapasów tlenu. Tlen występuje w mięśniach w postaci wiązania chemicznego z mioglobiną. Zapasy te są bardzo małe: każdy kilogram masy mięśniowej zawiera około 11 ml O2. W rezultacie całkowite rezerwy tlenu „mięśniowego” (w przeliczeniu na 40 kg masy mięśniowej u sportowców) nie przekraczają 0,5 litra. W procesie pracy mięśniowej można ją szybko spożyć, a po pracy szybko zregenerować. Szybkość przywracania zapasów tlenu zależy wyłącznie od jego dostarczenia do mięśni.
Z raz po zaprzestaniu pracy krew tętnicza przepływająca przez mięśnie ma wysokie napięcie cząstkowe (zawartość) O2, dzięki czemu przywrócenie O2-mioglobiny następuje prawdopodobnie w ciągu kilku sekund. Zużyty tlen w tym przypadku stanowi pewną część szybkiego długu tlenowego, który obejmuje również niewielką ilość O2 (do 0,2 l), który uzupełnia jego normalną zawartość we krwi żylnej.
T Dzięki temu w ciągu kilku sekund po zaprzestaniu pracy przywracane są „rezerwy” tlenu w mięśniach i krwi. Częściowe napięcie O2 w powietrzu pęcherzykowym i krwi tętniczej nie tylko osiąga poziom sprzed pracy, ale także go przekracza. Szybko przywraca się także zawartość O2 we krwi żylnej wypływającej z pracujących mięśni oraz innych czynnych narządów i tkanek organizmu, co świadczy o ich wystarczającym zaopatrzeniu w tlen w okresie po pracy.Nie ma zatem fizjologicznego powodu stosowania oddychania po pracy czystym tlenem lub mieszanką o dużej zawartości tlenu, aby przyspieszyć procesy regeneracji.
Odzyskiwanie fosfagenów (ATP i CRF). Fosfageny, zwłaszcza ATP, regenerują się bardzo szybko (ryc. 25). Już w ciągu 30 s po zaprzestaniu pracy aż do 70% spożytych fosfagenów zostaje przywróconych, a ich całkowite uzupełnienie kończy się w ciągu kilku minut i to niemal wyłącznie dzięki energii metabolizmu tlenowego, czyli dzięki tlenowi zużywanemu w poście faza długu O2. Rzeczywiście, jeśli bezpośrednio po pracy kończyna robocza zostanie zawiązana opaską uciskową i w ten sposób pozbawia mięśnie tlenu dostarczanego z krwią, wówczas przywrócenie CRF nie nastąpi.Jak większe zużycie fosfagenów na. czas pracy, tym więcej O2 potrzeba do ich przywrócenia (do przywrócenia 1 mola ATP potrzeba 3,45 litra O2). Wartość szybkiej (alaktycznej) frakcji długu O2 jest bezpośrednio związana ze stopniem ubytku fosfagenów w mięśniach pod koniec pracy. Dlatego wartość ta wskazuje ilość fosfagenów zużytych podczas operacji.
Na nieprzeszkoleni mężczyźni, maksymalna wartość szybkiej frakcji długu O2 sięga 2-3 litrów. Szczególnie duże wartości tego wskaźnika odnotowano wśród przedstawicieli sportów szybkościowo-siłowych (do 7 litrów u sportowców wysoko wykwalifikowanych). W tych sportach zawartość fosfagenów i tempo ich zużycia w mięśniach bezpośrednio determinują maksymalną i utrzymaną (zdalną) moc ćwiczenia.
Odzysk glikogenu. Według początkowych pomysłów R. Margarii i wsp. (1933) glikogen spożyty w czasie pracy jest resyntetyzowany z kwasu mlekowego w ciągu 1-2 godzin po pracy. Tlen zużyty w tym okresie regeneracji określa drugą, wolną lub mleczanową, frakcję długu O2. Jednak obecnie ustalono, że odbudowa glikogenu w mięśniach może trwać do 2-3 dni.
Z Tempo odzyskiwania glikogenu oraz ilość jego rezerw możliwych do odzyskania w mięśniach i wątrobie zależy od dwóch głównych czynników: stopnia zużycia glikogenu w czasie pracy oraz charakteru diety w okresie rekonwalescencji. Po bardzo znaczącym (ponad 3/4 początkowej zawartości), aż do całkowitego wyczerpania się glikogenu w pracujących mięśniach, jego regeneracja w pierwszych godzinach przy normalnym odżywianiu jest bardzo powolna, a jego osiągnięcie zajmuje do 2 dni poziom przed pracą. Przy diecie bogatej w węglowodany (ponad 70% dziennej zawartości kalorii) proces ten przyspiesza - już w ciągu pierwszych 10 godzin w pracujących mięśniach odbudowuje się ponad połowa glikogenu, pod koniec dnia jest on całkowicie przywrócona, a w wątrobie zawartość glikogenu jest znacznie wyższa niż zwykle. W przyszłości ilość glikogenu w pracujących mięśniach i wątrobie będzie nadal wzrastać i 2-3 dni po „wyczerpującym” obciążeniu może 1,5-3 razy przekroczyć wartość przedpracy - zjawisko superkompensacji (patrz Rys. 21, krzywa 2).
Na codzienne intensywne i długie sesje treningowe, zawartość glikogenu w pracujących mięśniach i wątrobie znacznie zmniejsza się z dnia na dzień, ponieważ przy normalnej diecie nawet codzienna przerwa między treningami nie wystarczy, aby w pełni przywrócić glikogen. Zwiększenie zawartości węglowodanów w diecie sportowca może zapewnić całkowite przywrócenie zasobów węglowodanów w organizmie do kolejnej sesji treningowej (ryc. 26). Na eliminacja kwasu mlekowego. W okresie rekonwalescencji kwas mlekowy jest usuwany z pracujących mięśni, krwi i płynu tkankowego, a im szybciej, tym mniej kwasu mlekowego powstaje podczas pracy. Ważną rolę odgrywa także tryb po pracy. Tak więc po maksymalnym obciążeniu całkowite wyeliminowanie nagromadzonego kwasu mlekowego zajmuje 60-90 minut w warunkach całkowitego odpoczynku - siedzenia lub leżenia (regeneracja bierna). Jeśli jednak po takim obciążeniu wykonywana jest lekka praca (aktywna regeneracja), wówczas eliminacja kwasu mlekowego następuje znacznie szybciej. U osób nieprzeszkolonych optymalna intensywność obciążenia „regenerującego” wynosi również około 30-45% IPC (na przykład jogging). u dobrze wytrenowanych sportowców - 50-60% IPC, o łącznym czasie trwania około 20 minut (ryc. 27).Z Istnieją cztery główne sposoby eliminacji kwasu mlekowego: 1) utlenianie do CO2 i SO (eliminuje to około 70% całego nagromadzonego kwasu mlekowego); 2) konwersja do glikogenu (w mięśniach i wątrobie) oraz glukozy (w wątrobie) – około 20%; 3) konwersja do białek (poniżej 10%); 4) usuwanie z moczem i potem (1-2%). Podczas aktywnej regeneracji zwiększa się ilość kwasu mlekowego wydalanego tlenowo. Chociaż utlenianie kwasu mlekowego może zachodzić w różnych narządach i tkankach (mięśniach szkieletowych, mięśniu sercowym, wątrobie, nerkach itp.), większość z nich utlenia się w mięśniach szkieletowych (zwłaszcza w ich wolnych włóknach). To wyjaśnia, dlaczego lekka praca (w którą zaangażowane są głównie wolne włókna mięśniowe) przyczynia się do szybszej eliminacji mleczanu po dużych obciążeniach.
W Znaczna część wolnej (mleczanowej) frakcji długu O2 jest związana z eliminacją kwasu mlekowego. Im intensywniejsze obciążenie, tym większy ten ułamek. Dla osób niewytrenowanych osiąga maksymalnie 5-10 litrów, dla sportowców, szczególnie przedstawicieli sportów szybkościowo-siłowych, sięga 15-20 litrów. Jego czas trwania wynosi około godziny. Wielkość i czas trwania frakcji mleczanowej długu O2 zmniejszają się wraz z aktywnym odzyskiwaniem.