3. Биохимические особенности тренированной мышцы

Известно, что у хорошо развитого спортсмена мускулатура достигает 50 % веса тела (у нетренированного – 35-40 %). Мышечная система развивается, в большей или меньшей степени, в зависимости от характера физических упражнений. Наибольшее влияние на развитие мышечной массы оказывают упражнения, связанные с очень большим напряжением мышц при каждом их сокращении (силовые, скоростные). Работа умеренной интенсивности вызывает сравнительно незначительное увеличение мышечной массы (7.3). Прекращение тренировок приводит к ее уменьшению.

Изменения, происходящие в организме спортсмена под влиянием тренировки, наиболее быстро и четко прослеживаются в скелетных мышцах.

Важнейшими биохимическими признакамитренированной мышцы являются следующие признаки:

1. В тренированной мышце более интенсивное кровоснабжение, а, следовательно, и ее питание. Это вызывает усиленный синтез структурных белков и приводит к рабочей гипертрофии, т.е. к увеличению ее веса, размера и силы.

2. Наряду с увеличением синтеза механоактивных сократительных белков миозина и актина (7.3), глобулярный актин в большей мере трансформируется в работоспособную фибриллярную форму. Возрастает количество и масса миофибрилл и полей Конгейма. Повышается также содержание белков мышечной стромы, что улучшает условия расслабления мышцы.

3. Увеличивается число митохондрий и их размер. Совершенствуются ферментативные системы и мобильность аэробного и анаэробного окисления и фосфорилирования, с образованием большого количества макроэргических соединений (7.3).

4. Ускоряется ресинтез АТФ и ее расщепление, что создает условия быстрой мобилизации химической энергии для механической работы. Однако следует помнить, что количество АТФ в мышце от степени ее тренированности зависит мало.

5. Увеличиваются запасы источников энергии: гликогена, КФ, липидов и др.; уменьшение запасов гликогена происходит медленнее (благодаря более активному процессу неогликогенеза).

6. Сравнительно меньше накапливается молочная кислота (увеличивается скорость ее устранения).

7. Совершенствуется пластичность нервных процессов, медиаторная способность ацетилхолина, повышается биоэлектрический потенциал мышечных волокон.

8. Растет содержание миоглобина, а, следовательно, содержание резервного кислорода, что создает более благоприятные условия для работы мышц при гипоксии.

9. Процессы восстановления во время работы и в период отдыха идут быстрее и с более высоким уровнем суперкомпенсации.

Перечисленные биохимические свойства тренированной мышцы обеспечивают более энергичное сокращение, способность развивать большее напряжение и в течение более длительного времени находиться в длительном состоянии, что обеспечивает, в конечном итоге, повышенную работоспособность.

4. Биохимические особенности других органов и тканей тренированного организма

С повышением уровня тренированности биохимические изменения происходят не только в мышцах, но и в других органах и тканях организма.

1. В крови– несколько повышается содержание эритроцитов и гемоглобина (7.4), а, следовательно, и кислородная емкость. Уровень сахара (глюкозы) отличается заметной устойчивостью и не снижается ниже 60 мг% (у нетренированных – до 50 мг%). Возрастает активность фермента угольной ангидразы эритроцитов, что препятствует накоплению в крови угольной кислоты (Н2СО3). Растут щелочные резервы буферных систем крови, что обеспечивает нейтрализацию больших количеств угольной, молочной кислот и кетоновых тел, и, следовательно, стабилизируется рН крови и устраняется угроза развития некомпенсированного ацидоза.

2. В сердечной мышце (миокарде)– усиливаются белоксинтезирующие процессы, способствующие ее гипертрофии, а, следовательно, и функциональной активности. Возрастает содержание миоглобина, что обеспечивает повышение ее работоспособности в условиях гипоксии. Возрастает потребление глюкозы и молочной кислоты из крови и их ферментативное окисление, что обеспечивает высокий уровень содержания макроэргических соединений.

Однако при длительных нагрузках (марафон, гребля) возможна чрезмерная гипертрофия мио-

карда («бычье сердце») и снижение функциональных возможностей сердца.

3. В печени, подкожной клетчатке и легких– повышается активность фермента липазы, что предотвращает накопление в них жира и обеспечивает организм большим количеством энергетических соединений (жирных кислот, глицерина). В печени увеличивается содержание гликогена (≈ на 70%) и возрастает активность ряда ферментов углеводного, жирового и белкового обменов.

4. В костной системе– увеличивается масса костей скелета (гипертрофия), несущих наибольшую нагрузку (за счет увеличения содержания белка осеина и минеральных веществ). Кости становятся толще и прочнее.

5. В центральной нервной системе (ЦНС)– возрастают буферная емкость нервной ткани, активность ферментных систем (прежде всего - оксидоредуктазы), что приводит к возрастанию содержания макроэргических соединений. Это обеспечивает нормальное функционирование ЦНС и отдаление времени наступления утомления.

Таким образом, подобная перестройка органов и тканей организма приводит к повышению работоспособности, к изменению реакции тренированного организма на стандартную и максимальную работу. Так, при выполнении стандартной нагрузки в тренированном организме, в отличие от нетренированного, наблюдаются менее выраженные биохимические изменения, что объясняется их большей приспособляемостью, экономизацией источников энергии, более интенсивным ресинтезом АТФ. При максимальной же работе биохимические изменения у тренированных более выражены, так как полнее и энергичнее используются энергетические источники и более активно происходит восстановление АТФ (7.5).