Роль гормонов в развитии заболевания

Роль гормонов в мышечной деятельности

Физиология мышечной деятельности

Исправить ошибку

Основные вопросы физиологии мышц:

Нервная система

Мышечная деятельность управляется головным мозгом, а реализуется на периферии мышцами. Связь между мозгом и работающими мышцами осуществляется с помощью нервных волокон и синапсов вегетативной нервной системы (симпатической и парасимпатической).

Нарушение или ослабление этих связей влияет на точность выполнения заданий мозга, которые он посылает работающим мышцам, особенно на координацию движений.

При этом утомление и нарушение координации движений являются причиной спортивных травм спортсменов высокого класса, которые выполняют определенные упражнения автоматически (после многократных повторений в процессе тренировки).

Процесс тренировки, особенно освоение новых навыков (стиль прыжков, гимнастические упражнения, броски в борьбе и многое другое), по своей сути есть совершенствование условно-рефлекторной деятельности, доведение ее до автоматизма. Формирующийся стереотип движения является основой успеха спортсмена.

Некоторые тренеры в процессе тренировки прибегают к такому приему: чтобы спортсмен смог преодолеть неверие в свои силы, ему дают запрещенный препарат, помогающий выполнить новую сложную задачу (проплыть отрезок дистанции или пробежать стометровку с повышенной скоростью, прыгнуть в длину и др.). Таким образом вырабатывается и закрепляется новый стереотип движения.

На соревнованиях вместо запрещенного препарата спортсмен получает плацебо — схожую по форме таблетку или капсулу, не имеющую в своем составе допинга. Сформировавшаяся в центральной нервной системе (ЦНС) во время тренировки установка на победу приносит высокий результат и на соревнованиях.

Именно физиология мышечной деятельности занимается исследованием работы систем организма, которые ответственны за получение высоких результатов в спорте.

Иногда на соревнованиях запрещенные препараты используются для выполнения тактических задач. Например, в какой-то момент искусственно завышается темп бега — до уровня, который не способны выдержать участвующие в забеге спортсмены. Этот темп создает не самый сильный бегун под действием допинга.

Он пробегает половину дистанции и падает, выбывая из соревнований и не попадая, таким образом, под контроль допинговой экспертизы.

Он выполнил свою задачу: спортсмены растянулись на дистанции и будущий чемпион (в расчете на которого вся эта операция и осуществлялась) начинает набирать ход, в то время как его конкуренты уже изрядно устали.

Центральная и вегетативная нервные системы сами являются объектом влияния многих фармакологических препаратов, большинство из которых запрещены МК МОК как допинг (психомоторные стимуляторы, ингибиторы холинэстеразы, моноаминооксидазы и др.).

Головной мозг обладает высокой скоростью обмена веществ с преобладанием аэробных процессов. У взрослого человека мозг, составляющий 2 % массы тела, потребляет 20—25 % всего кислорода, поступающего в организм, и расходует в сутки 400 ккал. Мозг в состоянии покоя поглощает 90 % глюкозы крови.

Даже кратковременная гипоксия приводит к необратимым изменениям в деятельности нервных клеток (в коре мозга через 5—6 мин, в стволовой части мозга через 15—20 мин, а в спинном мозге через 20—30 мин). Основной источник энергии для мозга — глюкоза (115 г в сутки в покое), которая поступает с кровью.

Передача нервных импульсов по нейрону и в синапсах, функционирование ионных каналов и синтез нейропередатчиков осуществляются за счет энергии АТФ. Поэтому оправдано применение препаратов метаболического действия, антиоксидантов и антигипоксантов при ишемии мозга.

Функциональные ишемические состояния, переходящие в стойкую ишемию, несут опасность возникновения ишемического инсульта у спортсменов.

Эндокринная система и мышечная деятельность

Эндокринная система контролирует все виды обмена веществ и в зависимости от обстоятельств может мобилизовать резервные возможности в условиях тренировки и соревнований, то есть напрямую определяет физиологию мышечной деятельности.

Она обеспечивает восстановление после интенсивных физических нагрузок, причем ответы гормональных систем существенно различаются в зависимости от уровня нагрузок (большой или умеренной зон мощности).

При умеренной мощности и продолжительной работе имеют место повышение концентрации соматотропина и кортизола, снижение концентрации инсулина и нарастание концентрации трийодтиронина. Работа большой мощности сопровождается высоким уровнем соматотропина, кортизола, инсулина и трийодтиронина.

Первые два гормона обеспечивают развитие специальной работоспособности, а потому их прирост в процессе подготовки в микро-, мезо- и макроциклах свидетельствует о повышении спортивного результата. Установлено, что у марафонцев высокого класса в состоянии покоя наблюдаются низкие или средние показатели соматотропина.

Однако во время соревнований на 42,195 км концентрация соматотропина в крови значительно повышается, обеспечивая высокий уровень работоспособности на длительное время.

Соматотропин (СТГ, соматотропный гормон, нормальная концентрация в крови в состоянии покоя 0—6 нг-мл”1) контролирует анаболические процессы в организме (рост, развитие, масса тела и отдельных органов).

Во взрослом организме влияние на ростовые функции в значительной степени утрачивается, на анаболические (синтез белка, углеводный и жировой обмены) сохраняется.

Это и послужило основанием к запрету соматотропина как допинга МК МОК.

Другим важнейшим гормоном адаптации является кортизол, который контролирует углеводный и белковый обмены.

Кортизол влияет на работоспособность за счет катаболического механизма, при котором происходит обеспечение печени гликогеном и кетогенными аминокислотами.

В комплексе с катаболическим механизмом (ингибиция синтеза белка в лимфоидной и соединительной тканях) происходит поддержка уровня глюкозы в крови спортсменов на высоком уровне. Этот гормон также запрещен для применения как допинг МКМОК.

Инсулин (или С-пептид-фрагмент молекулы инсулина и показатель его образования) регулирует уровень глюкозы и ее транспорт через клеточные мембраны мышц и других клеток. Нормальная концентрация инсулина — 5—20 мкед*мл-1. Недостаточность инсулина лимитирует работоспособность за счет снижения проницаемости клеток для глюкозы.

Секреция инсулина повышается при нагрузках большой мощности, что приводит к увеличению проницаемости биологических мембран для глюкозы (увеличивается гликолиз). Работоспособность обеспечивается за счет углеводного обмена.

При умеренных физических нагрузках концентрация инсулина снижается, что способствует переключению с углеводного обмена веществ на липидный, что так необходимо при продолжительной работе, когда запасы гликогена значительно снижены.

Гормоны щитовидной железы тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) регулируют состояние основного обмена, потребление кислорода и окислительное фосфорилирование. Основной эффект влияния на обменные процессы (до 75 %) обеспечивает Т3.

Сдвиги концентраций гормонов щитовидной железы лимитируют работоспособность и развитие выносливости спортсменов (разобщаются дыхание с фосфорилированием и ингибируется окислительное фосфорилирование в митохондриях мышц, снижается ресинтез АТФ).

На основании обследований бегунов-марафонцев выявлена зависимость специальной работоспособности от соотношения СТГ и кортизола. Показатель корреляционного отношения равен 0,95 (р https://sportguardian.ru/article/5967/fiziologiya_mishechnoy_deyateljnosti

Функции гормонов и изменение секреции при мышечной деятельности

Некоторые спортсмены в качестве средств, стимулирующих синтез белков и, соответственно, развитие мышечной силы и мышечной массы, применяют препараты мужских половых гормонов (стероидные анаболизаторы). В начале курса приема наблюдается рост мышечной массы, а также увеличения потенции.

Однако, активность желез внутренней секреции, в частности, половых желез, зависит от содержания выделяемого этой железой гормона в крови. Если гормона в крови мало, железа усиливает свою деятельность, и уровень гормона повышается. Если гормона в крови много, как в случае искусственного его введения, железа снижает свою активность.

Если железа продолжительное время проявляла низкую активность, ее способность работать с высокой или даже нормальной активностью меняется.

Причем, восстановит утраченную способность очень трудно, а часто просто невозможно, так как железа за время вынужденного бездействия подвергается обратному развитию (клетки железы заменяются соединительной тканью, неспособной производить гормоны).

Соответственно, прием препаратов, содержащих мужские половые гормоны, для мужчин чреват развитием неизлечимой импотенцией.

У женщин прием препаратов, содержащих мужские половые гормоны, наряду с увеличением мышечной силы приводит к нарушению менструального цикла, появлению вторичных половых признаков, характерных для мужского организма (огрубление голоса, появление растительности на лице и др.), бесплодию.

Механизм действия гормонов

Пептидные гормоны взаимодействуют с белками-рецепторами, расположенными на поверхности мембран клеток-мишеней. Такое взаимодействие возбуждает активность аденилакциклазы, локализованной в той же мембране. Фермент катализирует образование циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) из АТФ:

Циклический аденозинмонофосфат является внутриклеточным посредником в передаче гормонального сигнала.

В основе молекулярного механизма действия цАМФ лежит активация протеинкиназ, чувствительных к цАМФ, который изменяет активность ряда внутриклеточных ферментов путем их фосфорилирования и таким образом регулирует многие биохимические процессы: обмен гликогена, расщепление триглицеридов, синтез белков и др. поэтому цАМФ считается одним из основных регуляторов обмена веществ.

Сходство и различие витаминов и гормонов

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Роль гормонов в обеспечении мышечной деятельности

Наибольшее значение для мышечной деятельности имеют следующие гормоны: опиоидные пептиды (эндорфины, энкефалины, динорфины), катехоламины (адреналин, норадреналин), инсулин, тиреоидные гормоны (Т3, Т4), глюкокортикоиды, половые гормоны (андрогены), а также тропные гормоны гипофиза. Установлено, что под воздействием регулярной мышечной деятельности происходит усиление синтеза вышеперечисленных гормонов соответствующими эндокринными железами. Это является важным фактором развития долговременной адаптации, обеспечивая высокую готовность тренированного организма к повторным физическим нагрузкам. Показано также, что по мере адаптации организма к мышечным нагрузкам вызываемое ими изменение концентрации гормонов в крови становится все меньшим. Выделяют 13 общих закономерностей формирования гормонального ответа на физическую нагрузку:

1. Изменение концентрации гормонов в крови может вызывать быстрые реакции, реакции умеренной интенсивности и реакции с лаг-периодом.

2. Большинство гормональных изменений зависит от интенсивности упражнения.

3. Отношения между мощностью упражнений и амплитудой изменений у различных гормонов неодинаково.

4. Механизм отдаленной активации определяет зависимость гормональных изменений от длительности работы.

5. В состоянии утомления активность гормональных систем, ответственных за мобилизацию энергетических и пластических ресурсов организма, снижается.

6. Под влиянием тренировки увеличиваются функциональные возможности эндокринной системы, изменяется количество гормональных рецепторов в тканях.

7. Гормональные изменения во время мышечной работы могут модулироваться индивидуальными особенностями различных звеньев эндокринной системы.

8. Значительное влияние на гормональные изменения оказывает эмоциональное состояние.

9. Высокий уровень гормона в крови в результате предстартового возбуждения или взаимодействия других факторов может значительно изменить эндокринный ответ на физическую нагрузку.

10. Гормональные сдвиги, возникающие при выполнении упражнений, зависят от циркадного, месячного и сезонного ритмов.

11. Важным условием модулирования многих гормональных изменений во время выполнения упражнений является обеспеченность углеводами.

12. На модулирование гормональных изменений во время выполнения упражнений оказывают влияние также условия внешней среды (температура, атмосферное давление и др.).

13. При значительной интенсивности гормональных изменений их выраженность, а иногда даже и направленность зависят от объема плазмы и скорости элиминации гормона из крови.

Контрольные вопросы

1. Какие гормоны играют важную роль в регуляции мышечной деятельности?

2. Какие существуют общие закономерности формирования гуморального ответа на физическую нагрузку?

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Выберите один правильный ответ.

16. В СОСТАВ ФЕРМЕНТА КАТАЛИЗИРУЮЩЕГО ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА, ВХОДИТ:

17. ГИПОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ МОЖЕТ ВОЗНИКНУТЬ ВСЛЕДСТВИЕ ДЕФИЦИТА ВИТАМНА В1, ПОТОМУ ЧТО:

1) нарушается окисление пирувата

2) тормозится дыхательная цепь

3) ингибируется цитратсинтаза

18. ПРИ ОКИСЛИТЕЛЬНОМ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИИ ИЗ ПИРУВАТА ОБРАЗУЕТСЯ:

19. ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ ПИРУВАТА СОПРОВОЖДАЕТСЯ ОБРАЗОВАНИЕМ:

20. ПРИ ПОЛНОМ ОКИСЛЕНИИ D-ГЛЮКОЗЫ ДО СО2 И Н2О ОБРАЗУЕТСЯ

21. НАИБОЛЬШЕЕ КОЛИЧЕСТВО АТФ ОБРАЗУЕТСЯ В ПРОЦЕССЕ:

1) окислительного декарбоксилирования пирувата

4) окисление пальмитиновой кислоты до СО2 и Н2О

22. ПРОЦЕСС, ЯВЛЯЮЩИЙСЯ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ ДЛЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ В НАЧАЛЬНЫЙ ПЕРИОД ИХ ИНТЕНСИВНОГО СОКРАЩЕНИЯ, СТИМУЛИРУЕТСЯ ГОРМОНОМ:

23. НА ДИСТАНЦИИ 5 КМ У ЛЫЖНИКА ПЕРЕД ФИНИШЕМ ПРЕОБЛАДАЮТ ПРОЦЕССЫ:

24. У СПРИНТЕРА, БЕГУЩЕГО НА 100 МЕТРОВ В ПЕРВЫЕ СЕКУНДЫ БЕГА АТФ РАСХОДУЕТСЯ ЗА СЧЕТ ПРОЦЕССОВ:

1) окисления жирных кислот

25. ПРИ АВИТАМИНОЗЕ ВИТАМИНА В1 НАРУШАЕТСЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ФЕРМЕНТА:

26. ПРИ ОКИЛЕНИИ 1 Г ЖИРА ВЫДЕЛЯЕТСЯ ЭНЕРГИЯ В КОЛИЧЕСТВЕ (КДЖ):

27. КАЖДАЯ СТАДИЯ в-ОКИСЛЕНИЯ ВЫСШИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ СОПРОВОЖДАЕТСЯ ОБРАЗОВАНИЕМ КОЛИЧЕСТВА АТФ:

28. КОЛИЧЕСТВО АТФ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПОЛНОМ ОКИСЛЕНИИ ПАЛЬМИТИНОВОЙ КИЛОТЫ ДО СО2 И Н2О:

29. КОЛИЧЕСТВО АТФ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ПОЛНОМ ОКИСЛЕНИИ ОЛЕИНОВОЙ КИЛОТЫ ДО СО2 И Н2О:

30. ГОРМОН, АКТИВИРУЮЩИЙ ЛИПОЛИЗ:

31. ПЕРВЫЕ НЕСКОЛЬКО СЕКУНД МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ ОБЕСПЕЧИВАЕТ:

1) окисление жирных кислот

32. ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ НАПРЯЖЕННОЙ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ СОДЕРЖАНИЕ МОЧЕВИНЫ В КРОВИ:

33. ПРИ ПОСТОЯННЫХ НАПРЯЖЕННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ В РАЦИОНЕ ПИТАНИЯ СОДЕРЖАНИЕ ВИТАМИНА В1 ТРЕБУЕТСЯ:

3) сохранить на прежнем уровне

34. ДЛИТЕЛЬНУЮ И ОБЪЕМНУЮ МЫШЕЧНУЮ РАБОТУ В ОСНОВНОМ ОБЕСПЕЧИВАЮТ МЕХАНИЗМЫ:

35. ПРИ ИНТЕНСИВНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ АКТИВНОСТЬ ЛИПОЛИЗА В ЖИРОВОЙ ТКАНИ:

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ

Ситуационная задача 6

У двух спортсменов после тренировки была взята кровь и определена в ней концентрация молочной кислоты. Уровень её у первого спортсмена был в 2 раза выше по сравнению с результатами обследования второго. О чём можно судить и что можно посоветовать первому спортсмену?

Ситуационная задача 7

Синтез какого количества молекул АТФ обеспечивает полное окисление до СО2 и Н2О стеариновой кислоты (С18)? По какой формуле можно рассчитать количество молекул АТФ, образующихся при полном распаде до конечных продуктов насыщенной кислоты?

Ситуационная задача 8

У спортсмена при беге на большую дистанцию происходит переключение углеводного обмена на липидный обмен. Во сколько раз увеличивается выход АТФ при окислении одного моля трипальмитата по сравнению с одним молем глюкозы?

Ситуационная задача 9

Два брата – студента вернулись вечером домой. Один поужинал и лежит на диване с книжкой. Другой отложил ужин и совершает 20-минутную пробежку. Опишите различия в обмене жиров у этих студентов.

Ответы по биохимии

Адаптация к систематической мышечной деятельности связана с совершенствованием процессов регуляции и координации функций и происходит на уровне органов и систем, тканей, клеток, внутриклеточных структур (ядер, митохондрий, рибосом), а также на уровне молекул структурных и сократительных белков, ключевых ферментов основных метаболических путей и циклов. Такой широкий спектр адаптационных изменений — от отдельной молекулы до целого органа или системы — находит свое отражение в морфологических, биохимических И функциональных особенностях, которые проявляются во всех тканях и органах тренированного физическими упражнениями организма. Для адаптационных изменений как непосредственно в мышцах, так и в других органах и тканях необходимо многократное применение физических нагрузок.

Изменений в метаболизме тренированного организма:

• повышение запасов энергетических ресурсов как в скелетных мышцах, так и в других тканях и органах;

• расширение потенциальных возможностей ферментного аппарата;

• совершенствование механизмов регуляции обмена веществ с участием нервной и эндокринной систем.

Многолетние тренировки приводят к увеличению запасов внутримышечных источников энергии — креатинфосфата, гликогена — и повышению активности ферментов гликолиза, цикла Кребса,-окисления ВЖК, электронотранспортной цепи.

Все эти изменения способствуют более быстрому и более длительному пополнению запасов АТФ. Однако в тренированном организме повышена активность ферментов, участвующих в гидролизе АТФ во время мышечного сокращения, а также ферментов, катализирующих ее ресинтез.

Тренированный человек может выполнять субмаксимальную нагрузку с меньшими изменениями метаболизма; например, с меньшей продукцией молочной кислоты, а следовательно, и с меньшим снижением рН. При таких условиях повышается интенсивность липолиза, так как низкий уровень молочной кислоты снимает ее ингибирующее действие на липазы. .

Изменения энергетического обмена, вызванные физической нагрузкой, затрагивают не только процессы расходования внутримышечных источников энергии, но и субстраты печени и жировых депо.

В процессе развития тренированности организма происходит постепенное совершенствование механизмов внутриклеточной регуляции, главным из которых является усиление синтеза специфических ферментов, что приводит к увеличению количества молекул фермента и, как следствие, к увеличению общей каталитической активности.

Усиление процесов биосинтеза различных белков происходит при активации генов, несущих информацию о структуре этих белков (миозина, актина, миоглобина, некоторых ферментов и др.).

Систематические физические тренировки приводят к выраженным и многосторонним биохимическим и морфологическим изменениям в организме. Но все эти изменения специфичны; они тесно связаны с характером, интенсивностью и длительностью физических нагрузок.

Специфичность адаптационных изменений в организме, развивающихся под влиянием тренировки, отчетливо проявляется в показателях как срочного, так и кумулятивного тренировочного эффекта, и прослеживается на всех уровнях — от молекулярного до организменного. В соответствии с характером применяемых методов тренировки преимущественное развитие получают те функциональные свойства и качества организма, которые играют решающую роль в определении уровня достижений в данном виде спорта.

Многолетние тренировки оказывают влияние и на развитие разных мышечных волокон.

При преимущественном использованиикратковременных скоростно-силовых упражнений происходят биохимические сдвиги и гипертрофия быстро сокращающихся белых волокон.

Применение продолжительных упражнений аэробного характера создает условия для развития биохимических сдвигов И гипертрофии медленно сокращающихся красных волокон.

Под влиянием упражнений на выносливость незначительно увеличивается относительная масса мышц (9%) и совсем не увеличивается толщина мышечных волокон. Не изменяется содержание миозина и миостроминов, а также поглощение катионов кальция саркоплазматическим ретикулумом.

Наблюдаются незначительные сдвиги в содержании белков миофибрилл и саркоплазматического ретикулума; но заметно увеличивается содержание белков саркоплазмы и миоглобина, количество митохондрий в мышечных волокнах и их число на единицу площади.

Происходит существенное увеличение окислительных ферментов, что говорит о повышении аэробного ресинтеза АТФ.

Под влиянием скоростных упражнений существенно увеличивается масса мышц и толщина мышечных волокон за счет увеличения содержания белков миофибрилл. Повышается содержание белков саркоплазмы, миозина и миоглобина. Значительно увеличивается содержание белков саркоплазматического ретикулума.

Числомитохондрий и их плотность возрастают, но в меньшей мере по сравнению с влиянием упражнений на выносливость. Увеличивается содержание креатинфосфата, активность креатинкиназы, фосфорилазы, ферментов гликолиза, что означает повышение возможности анаэробного ресинтеза АТФ.

Возможности аэробного ресинтеза АТФ возрастают, но в меньшей степени, чем при тренировке на выносливость.

При тренировке с использованием силовых упражнений наблюдается тот же характер биохимических сдвигов, что и при тренировке с использованием скоростных упражнений, но в большей степени.

Центральная роль в развитии утомления принадлежит нервной системе. В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нервных клетках, нарушается синтез ацетилхолина в синаптиче-ских образованиях, что приводит к нарушениям в деятельности центральной нервной системы по формированию двигательных импульсов и передаче их к работающим мышцам.

При развитии утомления работающая мышцатоже теряет свои источникиэнергии — АТФ, креатинфосфат, гликоген — в еще большей степени, чем нервные центры.

Состояние утомления характеризуется угнетением деятельности желез внутренней секреции, что приводит к уменьшению синтеза гормонов а это, в свою очередь, ведет к снижению активности ряда ферментов. Прежде всего это сказывается на активности Са2+-актомиозиновой АТФазы.

В результате снижается скрость расщепления АТФ в миофибриллах, что приводит к уменьшению мощности выполняемой работы.

В состоянии утомления снижается активность ферментов аэробного окисления субстратов, в связи с чем нарушается сопряжение реакций окисления с синтезом АТФ.

Снижение рН в мышцах отражается на скорости сократительных процессов; снижается активность Са2+-актомиозиновой АТФазы, уменьшается скорость максимального сокращения актомиозинового комплекса, увеличивается связывание катионов кальция с белками саркоплазматического ретикулума, изменяется активность ключевых ферментов гликолиза (например фосфофруктокиназы) и фосфорилазы Кроме того, внутриклеточный ацидоз приводит к усилению катаболизма мышечных белков, что сопровождается повышением содержания мочевины.

Утомление — целостная реакция организма, развивающаяся при ведущей роли центральной нервной системы. При этом, чем тяжелее работа, тем большее значение приобретают изменения происходящие в работающих мышцах. Еще раз подчеркнем, что утомление является защитной реакцией организма, предохраняющей его от чрезмерных степеней функционального истощения, опасных для жизни.

Утомление может развиваться медленно, в результате длительной работы, и быстро, в результате кратковременной и напряженной работы. Между этими формами утомления есть целый ряд биохимических различий.

Как правило, при интенсивной и кратковременной работе основной причиной утомления является развитие охранительного торможения в центральной нервной системе из-за нарушения соотношения АТФ/ДЦФ, связанного с образованием у аминомасляной кислоты.

При продолжительной работе основными причинами утомления являются процессы, приводящие к нарушению энергообеспечения мышц.

Источник статьи: http://mgormon.ru/rol-gormonov-v-myshechnoj-dejatelnost.html

Роль гормонов при мышечной работе

Железы внутренней секреции и их роль в мышечной деятельности

Гормоны как вещества высокой биологической активности, несмотря на чрезвычайно малые концентрации в крови, способны вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии. Они обладают дистанционным действием, характеризуются специфичностью, которая выражается в двух формах:

— одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некоторых органов и тканей;

— другие управляют лишь определенными изменениями в цепи обменных процессов и в активности регулирующих эти процессы ферментов.

Практически все расстройства деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспособности человека. Функция эндокринных желез регулируется центральной нервной системой. Нервное и гуморальное (через кровь и другие жидкие среды) воздействие на различные органы, ткани и их функции представляют собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма.

Роль гормонов в осуществлении мышечной активности чрезвычайно велика. Вот несколько подтверждающих примеров. При мышечной деятельности активизируется деятельность щитовидной железы и усиливается тканевое расщепление ее гормонов — тирак-сина, трийодтиронина и тирокальциотонина.

Гормон эпифиза мелатонин (угнетает развитие половых желез, предотвращая преждевременное половое развитие, участвует в регуляции электролитного и углеводного обмена) под влиянием света в дневное время продуцируется в меньшем количестве, что обусловливает цикличность активности эпифиза, соответствующую периодам дня и ночи, являясь своего рода биологическими часами организма, обеспечивающими естественный уровень работоспособности.

Под влиянием адреналина, гормона мозгового слоя надпочечников, ускоряется и усиливается деятельность сердца, повышается его возбудимость и увеличивается скорость проведения импульсов по сердечной мышце; важное значение при мышечных нагрузках имеет сокращение мышц стенок кровеносных сосудов в органах, которые являются кровяными депо, а также расслабление гладких мышц бронхов, что способствует уменьшению сопротивления движению воздуха при усиленном дыхании и что, понятным образом, увеличивает транспорт кислорода к активно работающим тканям.

С действием адреналина на обмен веществ связан известный факт повышения работоспособности утомленных мышц при его введении (например, при инъекции). Во время выполнения физических нагрузок, сопровождающихся усиленным потоотделением, продукция гормона коркового слоя надпочечников — альдостерона усиливается, в результате чего замедляется выделение с мочой натрия и калия, компенсируя этот процесс через механизм потоотделения.

Усиленное выделение альдостерона предохраняет организм от существенных изменений содержания натрия и калия в плазме крови, что имеет важное значение при длительных нагрузках на выносливость (например, при длительном беге). Таким образом, даже далеко не полный ряд примеров роли гормонов при выполнении физической нагрузки говорит о важности и высокой степени биологической активности этих веществ, которые являются продуктами деятельности эндокринной системы.

ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ И ИХ РОЛЬ В МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Гормоны как вещества высокой биологической активности, несмотря на чрезвычайно малые концентрации в крови, способны вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии. Они обладают дистанционным действием, характеризуются специфичностью, которая выражается в двух формах:

— одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некоторых органов и тканей;

— другие управляют лишь определенными изменениями в цепи обменных процессов и в активности регулирующих эти процессы ферментов.

Практически все расстройства деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспособности человека. Функция эндокринных желез регулируется центральной нервной системой. Нервное и гуморальное (через кровь и другие жидкие среды) воздействие на различные органы, ткани и их функции представляют собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма.

Роль гормонов в осуществлении мышечной активности чрезвычайно велика. Вот несколько подтверждающих примеров. При мышечной деятельности активизируется деятельность щитовидной железы и усиливается тканевое расщепление ее гормонов — тирак-сина, трийодтиронина и тирокальциотонина.

Гормон эпифиза мелатонин (угнетает развитие половых желез, предотвращая преждевременное половое развитие, участвует в регуляции электролитного и углеводного обмена) под влиянием света в дневное время продуцируется в меньшем количестве, что обусловливает цикличность активности эпифиза, соответствующую периодам дня и ночи, являясь своего рода биологическими часами организма, обеспечивающими естественный уровень работоспособности.

Под влиянием адреналина, гормона мозгового слоя надпочечников, ускоряется и усиливается деятельность сердца, повышается его возбудимость и увеличивается скорость проведения импульсов по сердечной мышце; важное значение при мышечных нагрузках имеет сокращение мышц стенок кровеносных сосудов в органах, которые являются кровяными депо, а также расслабление гладких мышц бронхов, что способствует уменьшению сопротивления движению воздуха при усиленном дыхании и что, понятным образом, увеличивает транспорт кислорода к активно работающим тканям.

С действием адреналина на обмен веществ связан известный факт повышения работоспособности утомленных мышц при его введении (например, при инъекции). Во время выполнения физических нагрузок, сопровождающихся усиленным потоотделением, продукция гормона коркового слоя надпочечников — альдостерона усиливается, в результате чего замедляется выделение с мочой натрия и калия, компенсируя этот процесс через механизм потоотделения.

Усиленное выделение альдостерона предохраняет организм от существенных изменений содержания натрия и калия в плазме крови, что имеет важное значение при длительных нагрузках на выносливость (например, при длительном беге). Таким образом, даже далеко не полный ряд примеров роли гормонов при выполнении физической нагрузки говорит о важности и высокой степени биологической активности этих веществ, которые являются продуктами деятельности эндокринной системы.

Большая советская энциклопедия

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

biohimia

23.Общие представления о биохимической адаптации организма к мышечной деятельности.

24.Мобилизация энергетических ресурсов при мышечной деятельности.

Адаптация — развивающийся в ходе жизни про­цесс, в результате которого организм приобретает устойчивость к определенному фактору окружающей среды. Сущность адаптации к физическим на­грузкам заключается в раскрытии механизмов, за счет которых нетренированный организм становится тренированным, т

Преимущества тренированного организма характеризуются тремя основными чертами:

• тренированный организм может выполнять мышечную рабо­ту такой продолжительности или интенсивности, которая не под силу нетренированному;

• тренированный организм отличается более экономным функ­ционированием физиологических систем в покое и при умеренных, непредельных физических нагрузках и способностью достигать та­кого высокого уровня функционирования этих систем, который недостижим для нетренированного организма;

• у тренированного организма повышается резистентность к повреждающим воздействиям и неблагоприятным факторам.

Адаптация организма к мышечной деятельности, как и к любому другому раздражителю, носит фазный характер. В зависимости от характера и времени реализации приспособительных изменений в организме можно выделить два этапа адаптации — срочный и долговременный.

Этап срочной адаптации — это ответ организма на однократ­ное воздействие физической нагрузки. Срочные адаптационные процессы осуществляются непосредственно во время работы мышц. Их первоочередная задача заключается в мобилизации энерге­тических ресурсов, транспорте кислорода и субстратов окисления к работающим мышцам, удалении конечных продуктов реакций энергообмена и создании условий для пластического обеспечения работы мышц.

Этап долговременной адаптации характеризуется структурными и функциональными изменениями в организме, заметно увели­чивающими его возможности. Этап долговременной адаптации раз­вивается на основе многократной реализации срочной адаптации. В процессе долговременной адаптации организма под влиянием физических нагрузок активизируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков. Это создает возможность усиленного об­разования разных клеточных структур и нарастания мощности их функционирования.Под влиянием физической нагрузки происходит увеличение сократительной активности мышц, что приводит к изменению концентрации макроэргических фосфатов в клетке. Эти процессы стимулируют синтез АТФ и восстановление нарушенного баланса макроэргов в мышце, что и составляет начальное звено срочной адаптации. Срочные адаптационные процессы, в свою очередь, приводят к усилению синтеза нуклеиновых кислот и специфичес­ких белков при воздействии на определенные структуры мышц, таких соединений, как креатин, циклический АМФ, стероидные и некоторые пептидные гормоны.

Увеличению скорости реакций, обеспечивающих энергией ра­ботающие мышцы, способствует усиленная мобилизация энер­гетических ресурсов организма. Образование энергии (в виде АТФ), необходимой для выполне­ния мышечной работы, осуществляется в результате биохимических процессов, основанных на использовании трех видов источников:

1) алактатных анаэробных; 2) лактатных анаэробных и 3) аэробных.

Возможность каждого из этих источников определяется скоростью освобождения энергии в метаболических процессах и количест­венным содержанием субстратов.

Алактатные анаэробные источники связаны с использованием АТФ и креатинфосфата, лактатные — с распадом гликогена в мыш­цах и с образованием лактата, аэробные — с окислением субстра­тов (углеводов и жиров) в присутствии кислорода Содержание АТФ и креатинфосфата, используемого в первые секунды работы, быстро снижается, после чего основным источником энергии становятся углеводы, прежде всего гликоген мышц. Гликогенолиз активируется повышением концентрации в мышцах АМФ, катионов кальция, адреналина и ацетилхолина.

Активация гликогенолиза идет на уровне повышения активности гликогенфосфорилазы. Однако при длительных упражнениях запас гликогена мышц может оказаться недостаточным; в такой ситуации начинают использоваться внемышечные источники энергии, в пер­вую очередь, гликоген печени. Гликогенолиз в печени стимулиру­ется гормонами — адреналином и клюкагоном; глюкоза, получен­ная при расщеплении гликогена в печени, кровотоком доставляется в работающую мышцу. Первый фермент гликолиза — гексокиназа — локализован на внешней мембране митохондрий; остальные гликолитические ферменты фиксированы на актиновых нитях миофибрилл, где и происходит анаэробный процесс распада глю-козо-6-фосфата до молочной кислоты. Изменение количествен­ного содержания гликогена и молочной кислоты иллюстрируют рисунки. При повышении концентрации молочной кисло­ты происходит включение аэробных процессов энергообеспечения мышечной деятельности.

Способность к длительному выполнению работы за счет тех или иных источников энергообразования определяется не только количественным содержанием конкретных субстратов, но и эф­фективностью их использования.

25.Потребление кислорода при мышечной деятельности.

27.Роль гормонов в адаптации к мышечной деятельности

При переходе от состояния покоя к интенсивной мышечной деятельности во много раз возрастает потребность в кислороде. Скорость доставки кислорода является одним из важнейших факто­ров, определяющих возможности энергообеспечения работающих мышц.

Кислород воздуха через стенки легочных альвеол и кровеносных капилляров попадает в кровь путем диффузии вследствие разни­цы парциального давления в альвеолярном воздухе и крови.

Большая часть вдыхаемого кислорода связывается в эритроци­тах с гемоглобином, который превращается в оксигемоглобин; причем, каждая молекула гемоглобина способна связать четыре молекулы кислорода:

На способность гемоглобина связывать кислород оказывает влияние температура и рН крови: чем ниже температура и выше рН, тем больше кислорода может связать гемоглобин.

Обогащенная кислородом кровь поступает в большой круг кро­вообращения. Сердце в покое перекачивает 5—6 л крови в ми­нуту, следовательно, переносит от легких к тканям 250—300 мл кислорода. Во время интенсивной мышечной работы объем пе­реносимой крови возрастает до 30—40 л/мин, а количество пере­носимого кровью кислорода — до 5—6 л/мин, т. е. увеличивается в 20 раз.

Увеличение содержания углекислого газа и повышение темпе­ратуры крови в капиллярах мышечного волокна создают условия для освобождения кислорода из оксигемоглобина. Поскольку кон­центрация свободного кислорода в тканевых капиллярах выше, чем во внутриклеточном пространстве, происходит его диффузия в мышечные клетки, где обмен кислорода осуществляет миоглобин.

Миоглобин связывает кислород и переносит его к митохонд­риям, где он используется в процессах, протекающих в аэробных условиях. Кроме того, миоглобин может депонировать кислород, а при интенсивной мышечной работе — отдавать свой кислород­ный запас.

Максималь­ный уровень потребления кислорода не может поддерживаться долгое время. При длительной работе он снижается из-за утомления. Остановимся на определениях некоторых терминов, которые будем использовать при дальнейшем изложении материала.

Кислородный приход всегда меньше кислородного запроса; в этом и состоит причина кислородного дефицита организма. В условиях кислородного дефицита происхо­дит активация анаэробных процессов ресинтеза АТФ, что приво­дит к накоплению в организме продуктов анаэробного обмена. При установлении устойчивого состояния уровень метаболитов анаэроб­ного обмена может снизиться за счет аэробных реакций; остав­шаяся часть метаболитов устраняется в восстановительный период.

Последовательность включения различных путей ресинтеза АТФ с позиций удовлетворения потребности организма в кислороде:

-первые 2—3 сек энергообеспечение мышечной деятельности осуществляется за счет расщепления АТФ мышц;

-затем начинается ее ресинтез (от 3 до 20 сек) реимущественно за счет расщепления креатинфосфата, через 30— 40 сек максимальной интенсивности достигает гликолиз;

-далее постепенно все больше превалирует аэробный механизм ресинтеза АТФ — окислительное фосфорилирование

-Мощность аэробного энергообразования оценивается величиной МПК. Систематическая физическая нагрузка приводит к увеличению числа и относительного объема митохондрий в мышечной клетке, а также к существенным изменениям в их внутренней мембране: в ней увеличивается количество крист и составляющих их ансамб­лей дыхательных ферментов; повышается активность дыхательных ферментов, что создает преимущества тренированному организму в отношении более полного использования поступающего в клетки кислорода и накопления энергии.

В основе развития тренированности организма лежит усиленный синтез структурных и ферментных белков в функционирующих клетках, приводящий через структурные преобразования к рас­ширению функциональной мощности клеточных структур, тканей, органов и всего организма. Это повышает эффективность регуля­ции обменных процессов, так как сопровождается увеличением количества молекул ферментов. Путем усиленного и целенаправ­ленного синтеза белков организм переходит от срочных адаптивных реакций в состояние долговременной адаптации.

Для значительной активации генетическо­го аппарата клетки необходимо дополнить влияние метаболитов-индукторов воздействием гормонов-индукторов.

Гормоны — специфические физиоло­гически активные вещества, вырабатываемые специальными эндокринными органами или тканями, секретируемые в кровь или лимфу и действующие на строение или функции организма вне места своего образования. Гормоны участвуют в регуляции функ­ций организма как единого целого.

. Несмотря на разную химическую природу гормоны имеют общие биологические признаки:

• дистантность действия — гормоны регулируют обмен и функ­ции эффекторных клеток на расстоянии;

• строгая специфичность биологического действия — один гор­мон нельзя заменить другим; • высокая биологическая активность — для функционирования организма достаточно очено малых количеств гормона.

По химическому строению гормоны разделяют на группы.

1. Пептидные гормоны. К пептидным относятся гормоны, яв­ляющиеся полипептидами. Они синтезируются в нейросекреторных клетках головного мозга (гипоталамусе, гипофизе), щитовидной, паращитовидной и поджелудочной железах.

2. Стероидные гормоны. К этой группе принадлежат гормоны, являющиеся производными полициклических спиртов — стеролов. Их синтез происходит в надпочечниках, семенниках, яичниках и некоторых других органах и тканях.

3. Прочие гормоны. Эту группу составляют гормоны, не относя­щиеся к первым двум категориям, и синтезируются они в щито­видной железе, надпочечниках, репродуктивных органах и в не­которых тканях.

Механизм действия пептидных гормонов. Пептидные гормоны взаимодействуют с белками-рецепторами, расположенными на поверхности мембран клеток-мишеней. Такое взаимодействие воз­буждает активность аденилатциклазы, локализованной в той же мембране. Фермент катализирует образование циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) из АТФ: Поэтому цАМФ считается одним из основных регуляторов обмена веществ.

Структура и функции пептидных гормонов.

Вазопрессин— регулирует вводно-электролитный обмен

Глюкагон— стимулирует распад гликогена и освобождение глюкозы.

Инсулин— Регулирует метаболизм углеводов, жиров, белков.

Кальцитонин— препятствует удалению кальция из костей

Паратгормон— стимулирует освобождение кальция из костей

Соматотропин – контролирует биосинтез белка.

—Механизм действия стероидных гормонов. стероидных гормонов локализованы в цитоплазме клетки. Взаимодействие стероидного гормона со спе­цифическим белком-рецептором приводит к возникновению гормонорецепторного комплекса. В создавшемся комплексе гормон меняет свою конформацию; именно такой видоизмененный гор-мон-рецепторный комплекс транслоцируется в ядро, где связы­вается со специфическим акцепторным участком хроматина, пере­водя ДНК в этом участке хроматина в транскрипционноактивное состояние. Эти процессы стимулируют синтез мРНК в ядре и по­следующий синтез определенного белка

Альдостерон— регулирует обмен натрия

Гидрокортизон и Кортикостерон — регулирует гликогенолиз и деградацию белков в скелетных мышцах.

Тестерон –регуляция сперматогенеза; общее анаболическое действие.

—Прочие гормоны. К гормонам этой группы относятся производные аминокислоты тирозина — норадреналин и адреналин — и так на­зываемые тиреоидные гормоны — тироксин и трииодтиронин.

Норадреналин и адреналин —они получили на­звание катехоламинов:

Катехоламины оказывают влияние на обмен углеводов и жиров, усиливают тканевое дыхание и газообмен, активируют интенсив­ность обмена метаболитов цикла Кребса, что.Им принадлежит важная роль в адаптации организма к систематической мышечной деятельности

Тироксин и трииодтиронин -повышение активности ферментов углеводного и липид-ного обменов, стимуляция синтеза белка, влияние на биоэнерге­тические процессы.

Изменение уровня гормонов в крови во время физических нагру­зок. Участие гормонов в адаптационных процессах обусловливает значительные изменения в секреторной активности многих эн­докринных желез. В результате этого изменяется уровень гормонов в крови, их взаимодействие с белками-рецепторами и выведение их из организма.

При выполнении длительных физических нагрузок содержа­ние катехоламинов достигает определенного уровня и сохраняет­ся на этом уровне в течение всего периода физической нагрузки. Подводя итог, можно констатировать, что достаточно интен­сивная и длительная работа обусловливает различные (в зависи­мости от тренированности) изменения в гормональном ансамбле. Это выражается в повышении уровня адреналина, норадреналина, глюкагона, соматотропина, гидрокортизона и других стероидных гормонов и снижении содержания инсулина в крови, что, без­условно, обусловливает соответствующие изменения в метабо­лизме.

27.Биохимические показатели тренированности организма.

28.Биохимические изменения в организме при утомлении.

При систематической мышечной деятельности в организме человека постепенно развиваются процессы адаптации, которые в конечном итоге затрагивают все органы и системы и позволяют выполнять физическую работу большой интенсивности и дли­тельности.

Адаптация к систематической мышечной деятельности связана с совершенствованием процессов регуляции и коорди­нации функций и происходит на уровне органов и систем, тка­ней, клеток, внутриклеточных структур (ядер, митохондрий, рибосом), а также на уровне молекул структурных и сократи­тельных белков, ключевых ферментов основных метаболических путей и циклов. Такой широкий спектр адаптационных измене­ний — от отдельной молекулы до целого органа или системы — находит свое отражение в морфологических, биохимических И функциональных особенностях, которые проявляются во всех тканях и органах тренированного физическими упражнениями ор­ганизма. Для адаптационных изменений как непосредственно в мышцах, так и в других органах и тканях необходимо много­кратное применение физических нагрузок.

Изменений в метаболизме тренированного организма:

• повышение запасов энергетических ресурсов как в скелетных мышцах, так и в других тканях и органах;

• расширение потенциальных возможностей ферментного ап­парата;

• совершенствование механизмов регуляции обмена веществ с участием нервной и эндокринной систем. Многолетние тренировки приводят к увеличению запасов внутримышечных источников энергии — креатинфосфата, гли­когена — и повышению активности ферментов гликолиза, цикла Кребса,-окисления ВЖК, электронотранспортной цепи. Все эти изменения способствуют более быстрому и более длительному пополнению запасов АТФ. Однако в тренированном организме повышена активность ферментов, участвующих в гидролизе АТФ во время мышечного сокращения, а также ферментов, катализи­рующих ее ресинтез.

Тренированный человек может выполнять субмаксимальную нагрузку с меньшими изменениями метаболизма; например, с меньшей продукцией молочной кислоты, а следовательно, и с меньшим снижением рН. При таких условиях повышается ин­тенсивность липолиза, так как низкий уровень молочной кислоты снимает ее ингибирующее действие на липазы. .

Изменения энергетического обмена, вызванные физической нагрузкой, затрагивают не только процессы расходования внутри­мышечных источников энергии, но и субстраты печени и жировых депо. В процессе развития тренированности организма происходит постепенное совершенствование механизмов внутриклеточной регуляции, главным из которых является усиление синтеза спе­цифических ферментов, что приводит к увеличению количества молекул фермента и, как следствие, к увеличению общей катали­тической активности.

Усиление процесов биосинтеза различных белков происходит при активации генов, несущих информацию о структуре этих белков (миозина, актина, миоглобина, некоторых фермен­тов и др.).

Систематические физические тренировки приводят к выражен­ным и многосторонним биохимическим и морфологическим из­менениям в организме. Но все эти изменения специфичны; они тесно связаны с характером, интенсивностью и длительностью физических нагрузок.

Специфичность адаптационных изменений в организме, раз­вивающихся под влиянием тренировки, отчетливо проявляется в показателях как срочного, так и кумулятивного тренировочного эффекта, и прослеживается на всех уровнях — от молекулярного до организменного. В соответствии с характером применяемых методов тренировки преимущественное развитие получают те функциональные свойства и качества организма, которые играют решающую роль в опре­делении уровня достижений в данном виде спорта.

Многолетние тренировки оказывают влияние и на развитие раз­ных мышечных волокон. При преимущественном использованиикратковременных скоростно-силовых упражнений происходят био­химические сдвиги и гипертрофия быстро сокращающихся белых волокон. Применение продолжительных упражнений аэробного характера создает условия для развития биохимических сдвигов И гипертрофии медленно сокращающихся красных волокон.

Под влиянием упражнений на выносливость незначительно увеличивается относительная масса мышц (9%) и совсем не увеличивается толщина мышечных волокон. Не изменяется содер­жание миозина и миостроминов, а также поглощение катионов кальция саркоплазматическим ретикулумом. Наблюдаются незна­чительные сдвиги в содержании белков миофибрилл и саркоплаз­матического ретикулума; но заметно увеличивается содержание белков саркоплазмы и миоглобина, количество митохондрий в мышечных волокнах и их число на единицу площади. Проис­ходит существенное увеличение окислительных ферментов, что говорит о повышении аэробного ресинтеза АТФ.

Под влиянием скоростных упражнений существенно увеличива­ется масса мышц и толщина мышечных волокон за счет увеличения содержания белков миофибрилл. Повышается содержание белков саркоплазмы, миозина и миоглобина. Значительно увеличивается содержание белков саркоплазматического ретикулума. Числомитохондрий и их плотность возрастают, но в меньшей мере по сравнению с влиянием упражнений на выносливость. Увеличива­ется содержание креатинфосфата, активность креатинкиназы, фосфорилазы, ферментов гликолиза, что означает повышение воз­можности анаэробного ресинтеза АТФ. Возможности аэробного ресинтеза АТФ возрастают, но в меньшей степени, чем при трени­ровке на выносливость.

При тренировке с использованием силовых упражнений наблю­дается тот же характер биохимических сдвигов, что и при трени­ровке с использованием скоростных упражнений, но в большей степени.

Утомление — состояние организма, возникающее вследствие длительной, напряженной деятельности и характеризующееся снижением работоспособности. Утомление — не патологическое состояние организма. Состояние утомления можно считать сигналом при­ближения изменений (сдвигов) в метаболизме, т. е. утомление выполняет защитную функцию.

Центральная роль в развитии утомления принадлежит нервной системе. В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нервных клетках, нарушается синтез ацетилхолина в синаптиче-ских образованиях, что приводит к нарушениям в деятельности центральной нервной системы по формированию двигательных импульсов и передаче их к работающим мышцам.

При развитии утомления работающая мышца тоже теряет свои источники энергии — АТФ, креатинфосфат, гликоген — в еще большей степени, чем нервные центры. Состояние утомления ха­рактеризуется угнетением деятельности желез внутренней секре­ции, что приводит к уменьшению синтеза гормонов а это, в свою очередь, ведет к снижению активности ряда ферментов. Прежде всего это сказывается на активности Са 2+ -актомиозиновой АТФазы. В результате снижается скрость расщепления АТФ в миофибриллах, что приводит к уменьшению мощности выполняемой работы.

В состоянии утомления снижается активность ферментов аэроб­ного окисления субстратов, в связи с чем нарушается сопряжение реакций окисления с синтезом АТФ.

Снижение рН в мышцах отража­ется на скорости сократительных процессов; снижается активность Са 2+ -актомиозиновой АТФазы, уменьшается скорость максималь­ного сокращения актомиозинового комплекса, увеличивается связывание катионов кальция с белками саркоплазматического ретикулума, изменяется активность ключевых ферментов глико­лиза (например фосфофруктокиназы) и фосфорилазы Кроме того, внутриклеточный ацидоз приводит к усилению катаболизма мышечных белков, что сопровождается повышением содержания мочевины.

Утомление — целостная реакция организма, развивающаяся при ведущей роли центральной нервной системы. При этом, чем тяжелее работа, тем большее значение приобретают изменения происходящие в работающих мышцах. Еще раз подчеркнем, что утомление является защитной реакцией организма, предохраняю­щей его от чрезмерных степеней функционального истощения, опасных для жизни.

Утомление может развиваться медленно, в результате длитель­ной работы, и быстро, в результате кратковременной и напря­женной работы. Между этими формами утомления есть целый ряд биохимических различий. Как правило, при интенсивной и кратко­временной работе основной причиной утомления является разви­тие охранительного торможения в центральной нервной системе из-за нарушения соотношения АТФ/ДЦФ, связанного с образо­ванием у аминомасляной кислоты. При продолжительной работе основными причинами утомления являются процессы, приводя­щие к нарушению энергообеспечения мышц.

29.Биохимические процессы в период отдыха после мышечной работы.

30.Роль питания спортсменов в повышении работоспособности.

Во время отдыха после мышечной работы происходит восста­новление нормальных (дорабочих) соотношений биологических соединений как в мышцах, так и в организме в целом. Если во время мышечной работы доминируют катаболические процессы, необходимые для энергообеспечения, то во время отдыха преоб­ладают процессы анаболизма.

Анаболические процессы нуждаются в затратах энергии в фор­ме АТФ, поэтому наиболее выраженные изменения обнаружива­ются в сфере энергетического обмена, так как в период отдыха АТФ постоянно тратится, и, следовательно, запасы АТФ должны восстанавливаться. Анаболические процессы в период отдыха обу­словлены катаболическими процессами, которые совершались во время работы.

Во время отдыха ресинтезируются АТФ, креатинфосфат, гли­коген, фосфолипиды, мышечные белки, приходит в норму водно-электролитный баланс организма, происходит восстановление разрушенных клеточных структур. В зависимости от общей на­правленности биохимических сдвигов в организме и времени, необходимого для репаративных процессов, выделяют два типа восстановительных процессов — срочное и отставленное восста­новление.

-Срочное восстановление длится от 30 до 90 мин после работы. В период срочного восстановления происходит устранениенакопившихся за время работы продуктов анаэробного распада, прежде всего молочной кислоты и кислородного долга.

Так как содержание АТФ в мышечных волокнах с самого начала отдыха резко возрастает, появляется возможность ресинтеза креатинфосфата. Креатинкиназная реакция, как было показано выше, обратима; в период отдыха идет обратная реакция — образование креатинфосфата.

-Отставленное восстановление длится долгое время после окончания работы.

восстановления происходит накопле­ние запасов гликогена в мышцах и печени; эти восстановитель­ные процессы происходят в течение 12—48 ч.

Процесс ресинтеза гликогена носит фазный характер, в осно­ве которого лежит явление суперкомпенсации. С

уперкомпенсация (сверхвосстанбвление) — это превышение запасов энергетических веществ в период отдыха их дорабочего уровня Суперкомпенсация — явление проходящее. Снизившееся по­сле работы содержание гликогена во время отдыха возрастает не только до исходного, но и до более высокого уровня Затем происходит понижение до начального (дорабочего) уровня и даже немного ниже, а далее следует волнообразное воз­вращение к исходному уровню. Чем больше расход энергии при работе, тем быстрее происходит ресинтез гликогена и тем значительнее превышение его исходного уровня в фазе супер­компенсации. Однако из этого правила есть исключения. При чрезмерной напряженной работе, связанной с очень большим расходом энергии и накоплением продуктов распада, скорость восстановительных процессов может снизиться, а фаза суперком­пенсации будет достигнута в более поздние сроки и выражена в меньшей степени. Мощная кратковременная работа вызывает быстрое наступление и быстрое завершение фазы су­перкомпенсации: при восстановлении внутримышечных запасов гликогена фаза суперкомпенсации обнаруживается через 3—4 ч, а завершается через 12 ч.).

Восстановление уровня структурных и ферментных белков происходит в течение 12—72 ч.При выполнении работы, связанной с потерей воды, в вос­становительный период следует восполнить запасы воды и мине­ральных солей. Основным источником минеральных солей служат продукты питания.

Питание является основным фактором обеспечения оптималь­ных условий роста и развития организма человека, повышения его трудоспособности, адаптации к условиям внешней среды. Оно оказывает определенное влияние на адекватную деятельность и длительность жизни человека.

Питание, соответствующее характеру метаболических измене­ний, вызванных мышечной деятельностью, в определенной степе­ни определяет развитие процессов адаптации организма спортсмена к выполнению нагрузок во время тренировок и соревнований. Кроме того, факторы питания могут влиять на метаболические процессы, повышая спортивную работоспособность, а в период отдыха ускорять восстановительные процессы.

основные принципы питания спортсменов:

• Снабжение организма необходимым количеством энергии, соответствующим ее расходу в процессе выполнения физических нагрузок.

• Соблюдение сбалансированности питания применительно к определенным видам спорта и интенсивности физических на­грузок.

• Выбор адекватных форм питания (продуктов, пищевых ве­ществ и их комбинаций) в период интенсивных и длительных нагрузок, непосредственной подготовки к соревнованиям, самих соревнований и последующего восстановления.

• Использование пищевых веществ для активации и регуляции внутриклеточных метаболических процессов в различных органах и тканях.

• Создание с помощью пищевых веществ необходимого мета­болического фона для биосинтеза и реализации действия гормонов, регулирующих ключевые реакции метаболизма.

• Разнообразие пищи за счет использования широкого ассор­тимента продуктов и применения разных приемов их кулинарной обработки для оптимального обеспечения организма всеми необ­ходимыми пищевыми веществами.

• Включение в рационы биологически полноценных и быстро-переваривающихся продуктов и блюд, не обременяющих пище­варительный тракт. ‘ —

• Использование пищевых факторов для повышения скорости наращивания мышечной массы и увеличения силы, а также для регулирования массы тела в зависимости от весовой категории спортсмена.

• Индивидуализация питания в зависимости от антропомет­рических, физиологических и метаболических характеристик спорт­смена, состояния его пищеварительной системы, личных вкусов и привычек.

Потребность спортсмена в энергии и пищевых веществах зави­сит от вида спорта и

При интенсивной мышечной деятельности возрастает потреб­ность в различных витаминах., поскольку вита­мины входят в состав коферментов; витамины принимают участие в обмене веществ в составе более 100 ферментов.

В процессе тренировок и соревнований возрастает потребность в аскорбиновой кислоте, тиамине, рибофлавине, никотинамиде, токофероле.

Большое значение в питании спортсменов имеет правильное соотношение продуктов животного и растительного происхожде­ния. Пища животного происхождения богата веществами кислого характера, а растительная пища — веществами щелочного харак­тера. Обогащение рациона спортсмена растительными продукта­ми приводит к увеличению резервной щелочности организма и повышению выносливости. Поэтому на долю свежих овощей и фруктов должно приходиться 15—20% суточной калорийности питания.

Источник статьи: http://mupvirc.ru/gormony/rol-gormonov-pri-myshechnoy-rabote/