
- •В.І. Мелешко Біохімічні зміни в організмі спортсменів при заняттях різними видами спорту
- •1. Мета вивчення теми
- •2. Навчально-цільові запитання
- •3. Цільові завдання
- •4. Ключові слова та поняття теми
- •5. Методичні вказівки для вивчення теми
- •6. Зони відносної потужності
- •Критерії інтенсивності тренувальних навантажень
- •Динаміка біохімічних показників крові при фізичних навантаженнях різної потужності
- •Біохімічна характеристика фізичних навантажень у різних зонах відносної потужності
- •7. Біоенергетичні критерії у представників різних видів спорту
- •Кисневий прихід за час виконання вправи (vo2) в л·кг-1 як критерій аеробної ємності (види спорту розміщені за порядком убування показника)
- •Максимальне споживання кисню (мск) спортсменів та його оцінка в залежності від статі, віку та спортивної спеціалізації
- •Залежність показників максимального споживання кисню (мск) від відносної маси серця біологічних об’єктів
- •Вплив біоенергетичних факторів на роботоздатність спортсменів
- •Покращення показників біоенергетичних процесів під впливом багаторічних тренувань спортсменів
- •Фізична роботоздатність по тесту pwc170 у спортсменів-чоловіків (майстри спорту) деяких спеціальностей (середні). Тест pwc170 – критерій аеробної потужності (Карпман, 1988)
- •8. Біохімічна характеристика дисциплін легкої атлетики
- •Класифікація бігових видів легкої атлетики і характеристика виконання основних вправ (Подготовка сильнейших бегунов мира, 1990)
- •Гіпотеза біохімічної інтерпретації та головні параметри закономірностей метаболічного забезпечення бігових навантажень (для чоловіків, мсмк)
- •Характеристика бігу на середні дистанції
- •9. Біохімічна характеристика веслування на байдарках
- •10. Біохімічна характеристика плавання
- •Вплив тривалості інтервалів відпочинку між вправами (відрізки 25 і 50 м) на ефект тренування плавців-спринтерів (Платонов, 1988)
- •Взаємозв’язок між інтенсивністю та енергетичним обміном в плаванні (Платонов, 1988)
- •Використання лактату крові для управління навчально-тренувальним процесом в плаванні (Большевый, Шутко, 1988)
- •Кількісне визначення концентрації піровиноградної кислоти (пвк) в крові спортсменів
- •Визначення концентрації пвк крові у плавців-підводників (чоловіки), ммоль·л-1.
- •Про зміни роботоздатності сторстменів-плавців після спускання з гір (в відсотках) / Лашко, Астахов, Вдовиченко,1992
- •Діагностичні комплекси в плаванні
- •11. Моделювання функціональної підготовленості футболістів високої кваліфікації
- •Динаміка фізичної роботоздатності футболістів різного амплуа за результатами велоергометричного тестування
- •Модельні характеристики показників функціонального стану при велоергометричному тестуванні висококваліфікованих футболістів
- •12. Біохімічна характеристика волейболу
- •13. Біохімічна характеристика важкої атлетики
- •14. Біохімічна характеристика боротьби
- •Відносні величини тесту pwc170 (критерію аеробної натужності) у борців (вільна, греко-римська, самбо, дзюдо) різного віку та вагових категорій
- •15. Біохімічна характеристика боксу
- •Показники кислотно-лужної рівноваги крові боксерів
- •16. Гімнастика спортивна
- •17. Ліпідний обмін при заняттях фізичною культурою
- •Склад та деякі властивості ліпопротеїдів (лп) крові людини
- •Границі коливань вмісту загального хн, тг, хн-лпнг, хн-лпднг, хн-лпвг в нормі (мг% в плазмі)
- •18. Адаптація людини до висотної гіпоксії
- •19. Біохімічна характеристика передстартового стану
- •20. Підготовча частина заняття (розминка)
- •21. Поняття про “мертву точку” та “друге дихання”
- •22. Заключна аеробна частина заняття (заминка)
- •23. Контрольні запитання і завдання
- •24. Запитання поточного контролю
- •25. Література
19. Біохімічна характеристика передстартового стану
Передстартовий стан – рефлекторна емоційна реакція, яка настає перед відповідальним стартом. В фізіологічних умовах вона характеризується посиленням та мобілізацією всіх функцій організму.
Кортикальний вплив на обмін речовин в передстартовому стані у спортсменів проявляється наступним чином: ще до початку виступу, коли спортсмен лише приходить на місце змагань (і нерідко лише при думці про майбутні відповідальні змагання), у нього зростає газообмін, почащується пульс та підвищується вміст глюкози та молочної кислоти в крові. Можливо було б припустити, що спортсмен схвильований і тому більше рухається, що і спричиняє всі ці зміни. Але це не так. Якщо спортсмену перед змаганням запропонувати останні дві години провести в повному спокої, то передстартові зміни також з’являться.
Ці зміни у представників різних видів спорту неоднакові, мають специфічне забарвлення і повторюють (вірніше, передбачають) те, що спричинить сам виступ у даному виді спорту. Наприклад, найбільше підвищення рівня глюкози в крові спричиняють: спортивні ігри – і в передстартовому стані зростання його є в „ігровиків”, як правило найбільшим у порівнянні з представниками інших видів спорту. Біг на середні дистанції супроводжується найбільш різким зростанням рівня молочної кислоти в крові – і в передстартовому стані воно також найбільше у порівнянні із спортсменами інших спеціалізацій.
Стендова стрільба приводить до підвищення рівня глюкози в крові, а рівень молочної кислоти зростає при цьому мізерно – і в передстартовому стані глюкоза в крові у них зростає, а молочна кислота залишається без змін.
Цікаві спостереження проведені і на футбольних „болільниках”. Вони не виконують будь-якої значної роботи і лише емоційно переживають гру. І саме тут виявляється різниця між глядачами-неспортсменами і глядачами-спортсменами, представниками спортивних ігор. У перших зростає в крові лише рівень глюкози, а у других – і молочної кислоти. Всі ці та багаточисельні інші спостереження привели до висновку , що передстартові зміни обігу речовин – умовнорефлекторна реакція на час, місце, умови та характер майбутнього (і багато разів до цього повторюваного) навантаження.
Види передстартових станів:
бойова готовність;
стартова лихоманка;
стартова апатія;
хворобливі (патологічні) зміни.
Оптимальний рівень передстартового збудження називають станом бойової готовності, коли мають місце помірні соматичні та вегетативні реакції: підвищується збудливість та лабільність (рухомість) рухового апарату; посилюється діяльність органів дихання, кровообігу, і інших фізіологічних систем, „зацікавлених” в успішному виконанні майбутнього фізичного навантаження. В цей період можуть спостерігатися порушення сну, деяке зростання ЧСС, помірне підвищення артеріального тиску, активація основного обігу, деяке підвищення концентрації адреналіну (та/чи його попередників) та глюкози в крові. вкорочення прихованого періоду рухової реакції.
Стартова лихоманка супроводжується переважанням процесів збудження в центральній нервовій системі (по „симпатичному” типові), що знижує здатність до диференціювання подразників і погіршує процеси координації та управління рухами, приводить до необґрунтованого підвищення вегетативних зрушень. Звертають на себе увагу риси обличчя спортсмена, загострений ніс, бліді шкіряні покрови чи, навпаки, плямисто-червоний рум’янець. Спортсмен стає дратівливим, примхливим, упертим і навіть грубим. Погіршується апетит, з’являється безсоння, різко зростають ЧСС та артеріальний тиск. Відмічається тремтіння пальців рук та підвищена вологість долонь.
Перезбудження нервової системи може змінитись гальмівними процесами – стартовою апатією.
Симпато-адреналова система в передстартовому періоді.
Роль емоційного фактору, який спричиняє активацію симпато-адреналової системи у спортсменів, чітко проявляється в передстартових періодах. Відбувається активація симпатичного ланцюга системи (зростає екскреція з сечею норадреналіну), активація мозкового шару наднирок (зростає екскреція з сечею адреналіну та головного метаболіту катехоламінів – ванілілміндальної кислоти), накопичуються резерви катехоламінів (що проявляється у зростанні екскреції з сечею попередників катехоламінів диоксифенілаланіну = ДОФА та дофаміну), розвиваються гіпометаболічні зрушення в симпатоадреналовій системі (зменшується екскреція з сечею зв’язаного метанефрину). У крові спортсменів перед початком загань зростали концентрації вільних та зв’язаних форм катехоламінів, змінювалася молекулярна маса білків, з якими катехоламіни комплексувалися.
Передстартова активація симпато-адреналової системи тим вища, чим ближчі терміни змагань. Активація являється позитивним моментом, так як до терміну початку змагань в крові циркулюють активні форми гормонів і медіаторів, які здатні швидко здійснювати необхідну перебудову метаболічних процесів. Але передстартова активність не повинна бути надмірною і не повинна виходити за межі гомеостазу, щоб не спричинити передчасного витрачання енергетичних ресурсів організму. В предстартовому періоді має місце мобілізація резервів катехоламінів. Це також являється позитивним моментом, так як посилене утворення та накопичення попередників катехоламінів, із яких в необхідний момент можуть синтезуватися активні форми гормонів і медіаторів, сприяють підтримці високої активності симпато-адреналової системи. При тривалому ж терміні стартової лихоманки активація симпато-адреналової системи може припинитися (гіпометаболічні реакції), що є результатом зниження функціональних можливостей симпато-адреналової системи внаслідок настання втоми.
Система гіпоталамус-гіпофіз-кора наднирок в передстартовому стані.
Система гіпоталамус-гіпофіз-кора наднирок в передстартовому стані (ГГКН) представляє собою динамічну багатоланцюгову систему з багатьма виходами. Тригерними зонами цієї системи являються мезенцефальна ретикулярна формація, до якої надходять як нервові, так і гуморальні імпульси, а також премамілярна область гіпоталамусу. Імпульси від цих зон по нервовим шляхам, які включають адрено-, холіно-, серотонінергійні ланцюги, поступають в середній гіпоталамус, де при активації серотонінергійних структур вентремедиальних та арктуатних ядер відбувається утворення і виділення кортиколіберіну.
Поступаючи в передню долю гіпофізу, кортиколіберин сприяє утворенню та звільненню адренокортикотропного гормону (АКТГ), який потім з кров’ю переноситься в кору наднирок, де через систему цАМФ активує утворення кортикостероїдів.
Головними кортикостероїдами, які синтезуються корою наднирок людини є: гідрокортизон (кортизол, сполука F), який виділяється в кількості 4,9-27,9 мг/24 години (при введені АКТГ і дії стресових факторів – до 150 мг/24 години); кортикостерон (сполука В), який виділяється в кількості 0,84-4 мг/24 години; альдостерон (0,15-0,4 мг/24 год.). Крім того, активними являються похідні цих гормонів – кортизон (сполука Е), який утворюється у людини з гідрокортизону в печінці (можливий і обернений перехід кортизону в гідрокортизон); і 11-гідрокортикостерон (сполука А), який утворюється з кортикостерону. Попередником гідрокортизону в біосинтезі є 17-окси-11-дезоксикортикостерон (сполука S), а попередником кортикостерону - 11-дезоксикортикостерон (ДОК). Гідрокортизон (кортизол, сполука F) складає більше 80 % усіх кортикостероїдів, які виділяються наднирниками. Тому визначення гідрокортизону (кортизолу), його попередників і метаболітів дозволяє достатньо адекватно робити висновок про секрецію глюкокортикоїдів.
Метаболічні перетворення кортикостероїдів здійснюються у людини переважно в печінці, а продукти їх перетворення (метаболіти) виводяться майже виключно нирками. Кортикостероїди спочатку кон’югують з глюкуроновою кислотою, і після цього відновлюються, в наслідок чого в кільці А кетогрупа та подвійний зв'язок приймають атоми водню; утворюється дегідро-, а потім їх тетрагідропохідні: тетрагідрокортизол (THF), тетрагідрокортизон (THE), тетрагідрокортикостерон (THB) і їх аллотетрагідроформи, а також тетрагідроформа сполуки S (THS). В тетрагідропохідні перетворюються 80% гідрокортизону (кортизолу) і кортикостерону, які секрезуються з сечею.
Аналіз сечі дозволяє отримати наступні результати. Виявити екскрецію головних глюкокортикоїдів - гідрокортизону (кортизолу, F) кортизону (Е), їх тетрагідропохідних (THF, THE) і аллотетрагідропохідних метаболітів , які в сумі складають групу гідрокортикозону (кортикозолу) - ∑F, екскрецію попередника гідрокортизону (кортизолу) в біосинтезі 17-окси-11-дезоксикортикостерону (сполука S) і його тетрагідропохідного (THS), які складають в сумі групу ∑S. Група гідрокортизону (кортизолу) і його попередники об’єднуються в групу 17-оксикортикостероїдів (17 ОКС), яка характеризує стан глюкортикоїдної групи функції кори наднирок. Відношення екскреції попередників гідрокортизону до вільного гідрокортизону та його метаболітів (∑S/∑F) характеризує стан біосинтезу гідрокортизону, вичерпання субстрату чи гальмування стероїдогенезу на попередньому етапі, активацію чи гальмування всієї системи ГГКН. Вивчення метаболізму глюкортикоїдів дозволяє оцінювати їх обмінні перетворення.
Крім цього визначається екскреція кортикостерону (В), його метаболітів – тетрагідрокортикостерону (ТНВ) і 11-дегідрокортикостерону (сполука А), а також попередника кортикостерону в біосинтезі – 11-дексикортикостерону (ДОК). В сумі ці кортикостероїдні сполуки складають групу 17-дезоксикортикостероїдів (17-ДОКС), які володіють поряд з менш вираженою глюкортикоїдною значною мінералокортикоїдною активністю. Остання, як відомо, має велике значення для здійснення м’язової діяльності, приймаючи участь у змінах співвідношення K+ і Na+ в тканинах. Сума усіх кортикостероїдів, які екскретуються (∑К), включає 17-ОКС і 17-ДОКС.
Доведено, що зміни функціонального стану системи гіпоталамус-гіпофіз-кора наднирок (ГГКН) у спортсменів різної кваліфікації та різних видів спорту у передстартовому стані і під час змагань можуть бути різними.
При змаганнях у кваліфікованих спортсменів в середині тренувальних циклів кращі результати в циклічних видах спорту можуть показати ті спортсмени, у яких кортикостероїдний гормональний фон вищий, чи знаходиться в межах нормальних коливань, які спостерігаються у здорових людей, що не займаються спортом. У них в передстартовому стані підвищується екскреція попередників гідрокортизону (кортизолу) в біосинтезі (∑S) , а коефіцієнт попередник – гормон відносно високий, що свідчить про зростання резервів для біосинтезу глюкортикоїдних гормонів групи гідрокортизону (кортизолу). Під час змагань у таких спортсменів спостерігається виражена активація системи ГГКН і зростає виділення глюкортикоїдних гормонів.
При явному гальмуванні системи гіпоталамус-гіпофіз-кора наднирок, яке настає в передстартовому стані при відсутності активації системи ГГКН чи зниженні екскреції кортикостероїдів під час змагань, спортивна роботоздатність в циклічних видах споту не може бути високою, так як не будуть адекватно забезпечуватися енергетичні потреби.
В кінці тренувальних зборів у висококваліфікованих плавців, як і у висококваліфікованих спортсменів, що займаються силовими видами спорту (наприклад греко-римська боротьба), у яких кортикостероїдний гормональний фон до цього періоду знижується, особливого значення набуває активація системи ГГКН в передстартовому періоді, підготовлюючи організм до високих енергетичних витрат. Добрі спортивні результати в цих видах спорту можуть показати спортсмени, у яких під час змагань система ГГКН ще більше активується. Зменшення виділення кортикостероїдів в передстартовому стані може свідчити про те, що спортсмени, які займаються цими видами спорту, не зможуть показати високі спортивні результати.
В той же час в швидкісно-силових видах спорту, наприклад у висококваліфікованих ведучих десятиборців, у яких звичайно кортикостероїдний гормональний фон значно вищий, чим у інших спортсменів, навпаки, найкращі спортивні результати показують атлети, у яких в передстартовому стані активність системи ГГКН знижується. Разом з тим під час змагань виділення кортикостероїдів зростає у них в 5-8 раз у порівнянні з вихідним рівнем. Таке економне витрачання глюкортикостероїдних гормонів при великих енергетичних витратах в цьому виді спорту дозволяє адекватно забезпечувати зростаючі енергетичні потреби.
Разом з тим добрі спортивні результати можуть показати і добре кваліфіковані десятиборці, у яких в передстартовому стані відбувається значна активація системи ГГКН, яка ще більш посилюється під час змагань. Але у таких спортсменів у зв’язку з неекономними витратами ресурсів до кінця змагань можуть виявитися ознаки втоми чи наступити вичерпання кори наднирок чи різке гальмування всієї системи ГГКН. При цьому погіршуються спортивні результати в останніх видах програми.
В окремих випадках при порушенні стероїдогенезу з блокадою ферментних систем, які забезпечують біосинтез гідрокортизону (кортизолу) із його попередника, не дивлячись на активацію всієї системи ГГКН, не слід чекати отримання високих спортивних результатів навіть у здібних спортсменів.
У стрілків з пістолету, на відміну від представників інших видів спорту, найкращі спортивні результати показували атлети, у яких в передстартовому стані і під час змагань зміни функціонального стану системи гіпоталамус-гіпофіз-кора наднирок виявляються слабкими.
Одним із відомих прийомів, які регулюють передстартові реакції, являється розминка, вербальний (словом) вплив на другу сигнальну систему, масаж, довільні зміни ритму та глибини дихання.