5. Биохимическая оценка компонентов работоспособности
5. Биохимическая оценка
КОМПОНЕНТОВ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Применяемые в настоящее время биохимические исследования могут дать достаточно полную информацию о развитии у спортсмена отдельных компонентов работоспособности и, в первую очередь, о состоянии их биоэнергетического обеспечения.
Используемые для оценки компонентов работоспособности биохимические критерии можно разделит на три разновидности:
Критерии ёмкости, характеризующие суммарные энергозатраты во время мышечной работы, выполненной в определенной зоне относительной мощности, преимущественно за счет какого-то отдельного компонента работоспособности;
Критерии мощности, характеризующие мощность мышечной работы (энергозатраты в единицу времени), выполненной в определенной зоне относительной мощности, т.е. также преимущественно за счет какого-то отдельного компонента работоспособности;
Критерии эффективности, характеризующие соотношение между суммарными энергозатратами и объемом выполненной работы.
Все перечисленные биохимические критерии носят относительный характер и обычно используются для оценки динамики развития компонентов работоспособности.
5.1. Биохимическая оценка алактатной работоспособности.
Поскольку алактатные нагрузки обеспечиваются, в основном, креатинфосфатным способом образования АТФ, состояние алактатной работоспособности чаще всего оценивается биохимическими показателями, характеризующими развитие этого пути ресинтеза АТФ.
5.1.1. Критерии ёмкости.
Креатининовый коэффициент. Это выделение креатинина с мочой за сутки в расчете на кг массы тела.
Креатинин образуется постоянно в мышцах из креатинфосфата. Креатинфосфат, обладая большим запасом химической энергии, является веществом непрочным. От него легко может отщепляться фосфорная кислота, в результате чего происходит циклизация остатка креатина, приводящая к образованию креатинина:
NH~PO3H2
NH
C=NH
C=NH
N-CH3 N-CH3
CH2
-
H3PO4
CH2
COOH C=O
Креатинфосфат Креатинин
Образование креатинина происходит без участия ферментов, спонтанно. Эта реакция необратима. Образовавшийся креатинин в организме не используется и выводится с мочой.
У мужчин выделение креатинина колеблется в пределах 18-32 мг/суткикг, а у женщин - 10-25 мг/суткикг. Креатининовый коэффициент характеризует запасы креатинфосфата в мышцах, так как между содержанием креатинфосфата и образованием из него креатинина существует линейная зависимость, поскольку это превращение протекает неферментативным путем и является необратимым. Поэтому с помощью креатининового коэффициента можно оценить потенциальные возможности креатинфосфатного пути образования АТФ и, следовательно, метаболическую ёмкость алактатного компонента работоспособности.
Алактатный кислородный долг. В главе 9 отмечалось, что после выполнения кратковременных упражнений максимальной мощности в ближайшие 4-5 мин. наблюдается повышенное (сверх уровня покоя) потребление кислорода, называемое алактатным кислородным долгом. Этот избыток кислорода необходим для обеспечения высокой скорости тканевого дыхания сразу же после окончания нагрузки для создания в мышечных клетках повышенной концентрации АТФ. В этих условиях происходит фосфорилирование образовавшегося в мышцах при выполнении нагрузки креатина с превращением его в креатинфосфат:
Кр + АТФ КрФ + АДФ
Таким образом, использование креатинфосфата во время работы приводит к накоплению креатина, превращение которого снова в креатинфосфат требует определенного количества кислорода. Отсюда следует, что алактатный кислородный долг характеризует вклад креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ в энергообеспечение выполненной физической нагрузки и дает оценку его метаболической ёмкости.
У квалифицированных спортсменов значение алактатного кислородного долга после нагрузок максимальной мощности обычно составляет 6-8 л.
Микробиопсия. Дополнительную информацию о состоянии алактатной работоспособности может дать микроскопическое и биохимическое исследование биоптата мышечной ткани. Для получения образца мышечной ткани проводится микробиопсия: под местным обезболиванием над исследуемой мышцей делается разрез кожи и специальной иглой берется маленький кусочек мышцы объемом 2-3 мм3. Полученный биоптат подвергается микроскопическому и биохимическому анализу.
При микроскопическом исследовании определяется соотношение между типами мышечных волокон, количество миофибрилл и их толщина, развитие саркоплазматической сети в отдельных мышечных клетках. Признаком хорошего развития алактатной работоспособности и, в том числе, ее высокой метаболической ёмкости является смещение спектра мышечных волокон в сторону резкого преобладания белых (быстрых) волокон, содержащих много миофибрилл и имеющих развитую саркоплазматическую сеть с большим количеством цистерн с ионами кальция.
Биохимическое исследование позволяет непосредственно определить в мышечных клетках концентрацию креатинфосфата, что является прямым критерием ёмкости алактатного компонента.