12.5. Биохимические изменения, вызывающие утомление при выполнении упражнений зоны большой и умеренной мощности

Причины утомления при выполнении длительной мышечной работы более многообразны, чем при упражнениях зоны максимальной и субмаксимальной мощности. К ним относятся изменения, связанные с деятельностью механизмов энергетического обеспечения работы, нарушениями белкового обмена, изменениями водно-солевого баланса организма и гормональной деятельности. Изменения, связанные с деятельностью механизмов энергетического обеспечения работы, связаны со снижением содержания энергетических субстратов, в первую очередь, гликогена в мышцах и печени, а также повышением содержания в крови продуктов мобилизации жиров из депо. Снижение содержания гликогена в печени сопровождается соответствующим снижением глюкозы в крови. Поскольку глюкоза - основной источник энергии для мозговых клеток, это может привести к нарушению их деятельности и падению работоспособности. Именно поэтому на длинных дистанциях лыжных и велосипедных гонок, марафонского бега организуются питательные пункты, где участникам предлагаются напитки, содержащие в качестве главного компонента быстроусвояемые углеводы.

Существенное влияние на работоспособность при длительной работе может оказывать рассогласование процессов распада и синтеза белков, которое в этом случае значительно более выражено, чем при упражнениях зоны субмаксимальной мощности. С одной стороны, это приводит к снижению содержания важных для обеспечения работы белков (ферментов, структурных), с другой – к накоплению в организме продуктов белкового метаболизма, в частности, мочевины, мочевой кислоты и др. Эти изменения белкового обмена особенно заметно отражаются на энергетическом обеспечении работы, снижая продукцию энергии за счет аэробного окисления. Механизм этого снижения связан как с уменьшением количества ферментов аэробного обмена, так и нарушением сопряженности окисления с ресинтезом АТФ под влиянием повышенных концентраций продуктов белкового обмена. Подобные изменения характерны как для мышечной ткани, так и для мозговых тканей.

К числу факторов, вызывающих утомление при длительной работе, можно также отнести накопление образующихся в печени промежуточных продуктов липидного обмена: ацетоуксусной, β-гидроксибутирата и ацетона. Ацетоуксусная и β-гидроксибутират являются нормальными продуктами липидного обмена, они извлекаются из крови мышцами и другими тканями и используются ими в качестве источника энергии. Негативное воздействие на организм оказывают только их высокие концентрации. Появление же заметных количеств ацетона можно рассматривать как нарушение липидного обмена и его воздействие на организм нельзя отнести к благоприятным.

Длительные напряженные физические упражнения сопровождаются значительными потерями воды и минеральных соединений. Так, потери воды у лыжников, велосипедистов, бегунов-марафонцев могут достигать 3-х и более литров. Такие потери и перераспределение воды и минеральных веществ в организме, возникающее при длительной работе, заметно отражается на его состоянии и может нарушить протекание обменных процессов, их регуляцию. Не менее существенное отрицательное влияние оказывает потеря и перераспределение между разными тканями минеральных соединений.

К числу факторов утомления при длительной работе следует также отнести изменения в деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, изменения в регуляции их деятельности. Причиной этих изменений могут быть изменения в самих органах, дыхательных мышцах, кровеносных сосудах, а также в нервных центрах, управляющих деятельностью указанных систем.

Биохимические изменения, происходящие при выполнении упражнений зоны большой и зоны умеренной мощности, имеют некоторые специфические отличия. Упражнения зоны большой мощности вызывают в организме изменения, характерные как для упражнений зоны умеренной мощности, так и для упражнений зоны субмаксимальной мощности, но они менее выражены. Возникающее при такой работе утомление определяется не столько глубиной сдвигов, сколько их многообразием.

Таким образом, можно констатировать, что биохимические изменения, возникающие в организме при мышечной работе и приводящие к снижению работоспособности, отличаются большим многообразием. Характер, глубина этих изменений зависит от особенностей работы, в первую очередь, от ее мощности и продолжительности. Современный уровень знаний не позволяет выделить какой либо один фактор как главную причину утомления и рассматривает утомление как результат комплексного воздействия всех происходящих при работе изменений.

Необходимо подчеркнуть, что первопричиной большинства происходящих при работе биохимических изменений как на периферии, так и в ЦНС, является деятельность механизмов энергетического обеспечения. Многие из происходящих изменений связаны с тем, что возможности различных путей ресинтеза АТФ ограничены. Именно это является одной из главных причин накопления в организме многих метаболитов, нарушения синтеза белка и других изменений.