Энергетические системы организма.
Независимо от того, занимаетесь ли вы фитнесом или тренируетесь для участия в гонках, полезно иметь некоторые базовые знания о том, как ваше тело обеспечивается энергией, что заставляет ваши мышцы сокращаться.
Это дает вам понимание того, что происходит, когда ваш пульс повышается и вы начинаете задыхаться, почему вы не можете поддерживать высокий темп бесконечно и почему вы чувствуете, что ваши мышцы в конечном итоге забиваются.
Итак, давайте посмотрим на энергетические системы человека, как они работают, что заставляет мышцы сокращаться, как они взаимодействуют друг с другом и как они влияют на спортивные результаты.
АТФ
Мышцы, которые мы используем, когда гребем (или для любого другого движения) требуют энергии, чтобы заставить их сокращаться. Источником этой энергии является соединение, называемое аденозинтрифосфатом (АТФ).
Он состоит из молекулы аденозина с тремя молекулами фосфата, прикрепленными к нему через высокоэнергетические связи.
Когда одна из высокоэнергетических фосфатных связей разрывается, она высвобождает энергию, которую мышца использует для сокращения. Поэтому, если мы собираемся выполнить действие связанное с работой мышц, нам нужно обеспечить эти мышцы АТФ.
Если мы собираемся сокращать эти мышцы неоднократно, нам нужен постоянный запас АТФ в достаточном количестве.
ATФ вырабатывается энергией, накопленной в углеводах, жирах и белках из пищи.
Когда мы начинаем тренироваться и наши мышцы просят сокращаться больше, чем в состоянии покоя, наши мышечные клетки начинают вырабатывать АТФ в количествах, необходимых для стимулирования сокращений. Чем усерднее мы хотим работать тем больше АТФ необходимо производить. На самом деле существует три разных и отдельных пути используемых для производства АТФ и это то, что подразумевается под энергетическими системами.
Давайте посмотрим на каждый из трех разных путей.
Креатинфосфатная система
Это самый простой из трех различных путей и он обеспечивает наименьшее количество АТФ. Он основан на фосфорилированной форме креатина (молекула креатина с прикрепленной к ней молекулой фосфата), жертвующей свой фосфат аденозиндифосфату (АДФ) для образования АТФ.
Вы наверное слышали о креатине из пищевых добавок. Креатин вырабатывается печенью, почками и поджелудочной железой и естественным образом содержится в мышцах, а поступает из пищи в основном с рыбой или красным мясом. Некоторые люди принимают добавки креатина, чтобы увеличить этот запас.
На самом деле в наших мышцах хранится не большое количество АТФ, но этого достаточно на пару секунд сокращения. После этого требуется еще один источник АТФ, чтобы питать наши мышцы. Именно здесь в игру вступает система АТФ-ПК. Хранящийся креатин в мышцах может производить АТФ через эту систему, жертвовав свой фосфат еще на 6-10 секунд, прежде чем запасы креатина истощаются. В этой реакции нет ограничивающих побочных продуктов, она возникает при отсутствии кислорода.
Креатин, хранящийся в мышцах, довольно быстро пополняется отдыхом или активностью низкого уровня. В течение 3-5 минут запасы креатина могут быть почти полностью восстановлены. Проблема в том, что возможность использовать эту систему в течение 10 секунд или около того каждые 5 минут не является рецептом успеха для спортсменов на выносливость. Спортсменам на выносливость нужен еще один источник производства АТФ. Поскольку этот путь, производящий энергию, происходит при отсутствии кислорода и не производит никаких ограничивающих побочных продуктов, таких как молочная кислота, его называют анаэробно-алактатным метаболизмом.
Гликолиз
Гликолиз является вторым путем производства АТФ.
Он также является анаэробным по своей природе, происходит при отсутствии кислорода.
Этот путь более сложен, полагаясь на несколько различных реакций для получения АТФ из гликогена, который на самом деле представляет собой просто глюкозу, хранящуюся в организме. Эта глюкоза поступает из углеводов, которые мы потребляем в нашем рационе. Гликолиз производит в два раза больше АТФ, чем система АТФ-ПК, производя 2 молекулы АТФ для каждой молекулы гликогена.
Проблема с этим путем заключается в том, что побочным продуктом производства АТФ является вещество, называемое молочной кислотой. Молочная кислота является ограничивающим фактором спортивных результатов, накапливаясь в мышцах, АТФ вырабатывается до тех пор, пока он не перегрузит мышцы и не вызовет мышечную недостаточность. У большинства людей лактат строится довольно быстро во время гликолиза, и примерно через минуту сокращение мышц становится проблематичным.
Большинство спортсменов начнут испытывать серьезные проблемы с молочной кислотой, которая становится ограничивающим фактором этого метода производства АТФ, в течение 60-90 секунд.
Окислительная энергитическая система
На сегодняшний день наиболее полезным способом производства АТФ для спортсменов на выносливость является клеточное дыхание или аэробный метаболизм. Этот путь отличается от анаэробно-лактатного пути рядом фундаментальных способов.
Во-первых, этот путь возникает только в присутствии кислорода, переносимого в мышечные волокна через насыщенную кислородом кровь. Кислород откладывается на клеточной мембране мышечного волокна и переносится миоглобином в мышечной клетке в митохондрии, где происходит аэробный метаболизм.
Аэробный метаболизм также производит АТФ из глюкозы, но процесс гораздо сложнее чем то, что мы видим в анаэробно-лактатной системе.
В этом пути участвуют две формы окисления: окисление глюкозы и окисление жиров.
При окислении глюкозы и жиров для каждой молекулы глюкозы/жира образуются две молекулы АТФ, при этом разница заключается в том, что жиры окисляются преимущественно в состоянии покоя и имеют меньшую интенсивность, чем глюкоза, которая используется в качестве увеличения интенсивности. В отличие от анаэробно-лактатного метаболизма, при наличии кислорода пируват вырабатывается в качестве побочного продукта вместо лактата. Затем пируват входит в так называемый цикл Кребса или есть лучший термин — цикл трикарбоновых кислот. Мне нравится название цикл трикарбоновых кислот, потому что он звучит лучше.
Затем электроны, образующиеся в цикле трикарбоновых кислот, переносятся через электронную транспортную цепь, где производятся АТФ и вода. Технически это называют окислительным фосфорилированием.
Таким образом, аэробная система производит в восемнадцать раз больше АТФ, чем анаэробный гликолиз от каждой молекулы глюкозы.
Конечно, ничто не идеально. Аэробная система активируется медленнее, требуется от 3 до 5 минут, чтобы начать эффективное производство АТФ.
Итак, что все это значит?
Как эти три различные энергетические системы взаимодействуют, когда мы гребем?
Взаимодействие энергетических систем
Эти три энергопроизводящих пути или "энергетические системы" не работают изолированно.
Стоит понять, что происходит за кулисами, поскольку эти три системы работают вместе, чтобы удовлетворить наши потребности в энергии.
Такое понимание может помочь нам улучшить результат гонки или тренировки и избежать ошибок, связанных с тактической раскладной сил.
Итак, вот несколько примеров того, как эти энергетические пути взаимодействуют, чтобы наши мышцы работали.
Пока мы разогреемся и наша аэробная система активирована, она производит АТФ. Вы помните, что требуется от 3 до 5 минут, чтобы эта система полностью активизировалась и могла эффективно производить АТФ.
Вот почему хорошая разминка, которая включает в себя по крайней мере 3-5 минут достаточно тяжелой (от 2 до 3 зоны) аэробной активности, имеет важное значение незадолго до гонки. Гораздо лучше правильно разогреть аэробную систему перед гонкой, а не во время нее.
Даже если уровень ваших усилий превышает пределы способности вашей сердечно-респираторной системы доставлять кислород в мышцы, аэробная система все равно будет работать.
Предполагая, что существует креатинфосфат, первые 10 секунд или около того АТФ может быть произведен без каких-либо негативных побочных эффектов производства лактата анаэробно-алактатной системой. Однако, если вы собираетесь продолжать работать усерднее, чем позволяет ваша аэробная система, вам придется пополнить производство АТФ с помощью анаэробно-лактатной системы. В этом сценарии часы начинают тикать, так как вы можете использовать этот путь только в течение ограниченного периода времени, прежде чем вам придется либо замедлиться, либо остановиться.
Молочная кислота начнет накапливаться довольно быстро, как только вы начнете использовать анаэробно-лактатную систему, чтобы начать производство АТФ. Чем больше вы его используете (другими словами, чем быстрее и чаще вы гребете), тем быстрее он будет накапливаться.
В какой-то момент между 60 и 90 секундами вам нужно будет подумать о замедлении, чтобы вырабатывать меньше лактата и снова полагаться исключительно на аэробный метаболизм. Если вы не замедлитесь в диапазоне от двух до двух с половиной минут, вам придется полностью остановиться из-за мышечной недостаточности.
Что происходит с молочной кислотой, которую мы производим?
Молочная кислота, полученная во время гликолиза, удаляется из мышц через кровоток и в конечном итоге откладывается в печень для удаления.
К сожалению, когда вы работаете анаэробно, лактат вырабатывается гораздо быстрее, чем удаляется, поэтому уровень лактата в крови резко повышается. Однако, как только вы уменьшите темп и вернетесь к производству АТФ используя только аэробный метаболизм, ваш уровень лактата в крови перестанет расти и медленно начнет падать.
Если вы не отдохнув продолжаете грести аэробно, ваш пульс будет выше чем обычно, что означает больший приток крови к рабочим мышцам.
Таким образом организм удаляет лакать перенося его в печень.
Когда молочная кислота попадает в печень, она удаляется из кровотока с помощью процесса, называемого циклом Кори, в котором примерно 5/6 лактата крови преобразуется в гликоген и хранится для будущего использования (остальная часть удаляется из организма с другими отходами). Напомним, что гликоген, который на самом деле просто хранится в глюкозе, используется как в гликолизе, так и в клеточном дыхании в качестве топлива для производства АТФ. Таким образом, в конце концов, лактат, который вы производите, вносит некоторый позитивный вклад в будущее производство АТФ.
В любой гонке, которую мы проводим, мы можем положиться на нашу анаэробно-алактатную систему для получения АТФ, который нам нужен в течение первых 10-15 секунд. Помните, что лактат не производится, поэтому нет никаких негативных последствий, чтобы идти как можно быстрее в течение этого короткого периода времени.
Через 10-15 секунд мы начинаем платить цену за то, что продолжаем работать с высокой интенсивностью, когда анаэробно-алактатная система останавливается и включается анаэробно-лактатная система. Мы начнем быстро производить лактат и в конечном итоге достигнем точки, когда мы будем вынуждены остановиться, если не начнем замедляться.
Скорость, с которой лактат вырабатывается при конкретной интенсивности или частоте сердечных сокращений, не остается постоянной, а скорее меняется с течением времени в качестве адаптации к тренировкам.
Таким образом, тестирование лактата - это то, что должно проводиться через регулярные промежутки времени в течение всего тренировочного сезона, чтобы действительно понимать возможности своего организма.
Надеюсь, теперь вы немного больше знаете о том, как работает наш организм под нагрузкой, на разных режимах и в разных частях дистанции.
Теперь, вы можете грамотнее планировать свой тренировочный процесс и правильно раскладывать силы по дистанции.
И как всегда, тренируйте продуктивно, тренируйтесь с умом
Независимо от того, занимаетесь ли вы фитнесом или тренируетесь для участия в гонках, полезно иметь некоторые базовые знания о том, как ваше тело обеспечивается энергией, что заставляет ваши мышцы сокращаться.
Это дает вам понимание того, что происходит, когда ваш пульс повышается и вы начинаете задыхаться, почему вы не можете поддерживать высокий темп бесконечно и почему вы чувствуете, что ваши мышцы в конечном итоге забиваются.
Итак, давайте посмотрим на энергетические системы человека, как они работают, что заставляет мышцы сокращаться, как они взаимодействуют друг с другом и как они влияют на спортивные результаты.
АТФ
Мышцы, которые мы используем, когда гребем (или для любого другого движения) требуют энергии, чтобы заставить их сокращаться. Источником этой энергии является соединение, называемое аденозинтрифосфатом (АТФ).
Он состоит из молекулы аденозина с тремя молекулами фосфата, прикрепленными к нему через высокоэнергетические связи.
Когда одна из высокоэнергетических фосфатных связей разрывается, она высвобождает энергию, которую мышца использует для сокращения. Поэтому, если мы собираемся выполнить действие связанное с работой мышц, нам нужно обеспечить эти мышцы АТФ.
Если мы собираемся сокращать эти мышцы неоднократно, нам нужен постоянный запас АТФ в достаточном количестве.
ATФ вырабатывается энергией, накопленной в углеводах, жирах и белках из пищи.
Когда мы начинаем тренироваться и наши мышцы просят сокращаться больше, чем в состоянии покоя, наши мышечные клетки начинают вырабатывать АТФ в количествах, необходимых для стимулирования сокращений. Чем усерднее мы хотим работать тем больше АТФ необходимо производить. На самом деле существует три разных и отдельных пути используемых для производства АТФ и это то, что подразумевается под энергетическими системами.
Давайте посмотрим на каждый из трех разных путей.
Креатинфосфатная система
Это самый простой из трех различных путей и он обеспечивает наименьшее количество АТФ. Он основан на фосфорилированной форме креатина (молекула креатина с прикрепленной к ней молекулой фосфата), жертвующей свой фосфат аденозиндифосфату (АДФ) для образования АТФ.
Вы наверное слышали о креатине из пищевых добавок. Креатин вырабатывается печенью, почками и поджелудочной железой и естественным образом содержится в мышцах, а поступает из пищи в основном с рыбой или красным мясом. Некоторые люди принимают добавки креатина, чтобы увеличить этот запас.
На самом деле в наших мышцах хранится не большое количество АТФ, но этого достаточно на пару секунд сокращения. После этого требуется еще один источник АТФ, чтобы питать наши мышцы. Именно здесь в игру вступает система АТФ-ПК. Хранящийся креатин в мышцах может производить АТФ через эту систему, жертвовав свой фосфат еще на 6-10 секунд, прежде чем запасы креатина истощаются. В этой реакции нет ограничивающих побочных продуктов, она возникает при отсутствии кислорода.
Креатин, хранящийся в мышцах, довольно быстро пополняется отдыхом или активностью низкого уровня. В течение 3-5 минут запасы креатина могут быть почти полностью восстановлены. Проблема в том, что возможность использовать эту систему в течение 10 секунд или около того каждые 5 минут не является рецептом успеха для спортсменов на выносливость. Спортсменам на выносливость нужен еще один источник производства АТФ. Поскольку этот путь, производящий энергию, происходит при отсутствии кислорода и не производит никаких ограничивающих побочных продуктов, таких как молочная кислота, его называют анаэробно-алактатным метаболизмом.
Гликолиз
Гликолиз является вторым путем производства АТФ.
Он также является анаэробным по своей природе, происходит при отсутствии кислорода.
Этот путь более сложен, полагаясь на несколько различных реакций для получения АТФ из гликогена, который на самом деле представляет собой просто глюкозу, хранящуюся в организме. Эта глюкоза поступает из углеводов, которые мы потребляем в нашем рационе. Гликолиз производит в два раза больше АТФ, чем система АТФ-ПК, производя 2 молекулы АТФ для каждой молекулы гликогена.
Проблема с этим путем заключается в том, что побочным продуктом производства АТФ является вещество, называемое молочной кислотой. Молочная кислота является ограничивающим фактором спортивных результатов, накапливаясь в мышцах, АТФ вырабатывается до тех пор, пока он не перегрузит мышцы и не вызовет мышечную недостаточность. У большинства людей лактат строится довольно быстро во время гликолиза, и примерно через минуту сокращение мышц становится проблематичным.
Большинство спортсменов начнут испытывать серьезные проблемы с молочной кислотой, которая становится ограничивающим фактором этого метода производства АТФ, в течение 60-90 секунд.
Окислительная энергитическая система
На сегодняшний день наиболее полезным способом производства АТФ для спортсменов на выносливость является клеточное дыхание или аэробный метаболизм. Этот путь отличается от анаэробно-лактатного пути рядом фундаментальных способов.
Во-первых, этот путь возникает только в присутствии кислорода, переносимого в мышечные волокна через насыщенную кислородом кровь. Кислород откладывается на клеточной мембране мышечного волокна и переносится миоглобином в мышечной клетке в митохондрии, где происходит аэробный метаболизм.
Аэробный метаболизм также производит АТФ из глюкозы, но процесс гораздо сложнее чем то, что мы видим в анаэробно-лактатной системе.
В этом пути участвуют две формы окисления: окисление глюкозы и окисление жиров.
При окислении глюкозы и жиров для каждой молекулы глюкозы/жира образуются две молекулы АТФ, при этом разница заключается в том, что жиры окисляются преимущественно в состоянии покоя и имеют меньшую интенсивность, чем глюкоза, которая используется в качестве увеличения интенсивности. В отличие от анаэробно-лактатного метаболизма, при наличии кислорода пируват вырабатывается в качестве побочного продукта вместо лактата. Затем пируват входит в так называемый цикл Кребса или есть лучший термин — цикл трикарбоновых кислот. Мне нравится название цикл трикарбоновых кислот, потому что он звучит лучше.
Затем электроны, образующиеся в цикле трикарбоновых кислот, переносятся через электронную транспортную цепь, где производятся АТФ и вода. Технически это называют окислительным фосфорилированием.
Таким образом, аэробная система производит в восемнадцать раз больше АТФ, чем анаэробный гликолиз от каждой молекулы глюкозы.
Конечно, ничто не идеально. Аэробная система активируется медленнее, требуется от 3 до 5 минут, чтобы начать эффективное производство АТФ.
Итак, что все это значит?
Как эти три различные энергетические системы взаимодействуют, когда мы гребем?
Взаимодействие энергетических систем
Эти три энергопроизводящих пути или "энергетические системы" не работают изолированно.
Стоит понять, что происходит за кулисами, поскольку эти три системы работают вместе, чтобы удовлетворить наши потребности в энергии.
Такое понимание может помочь нам улучшить результат гонки или тренировки и избежать ошибок, связанных с тактической раскладной сил.
Итак, вот несколько примеров того, как эти энергетические пути взаимодействуют, чтобы наши мышцы работали.
Пока мы разогреемся и наша аэробная система активирована, она производит АТФ. Вы помните, что требуется от 3 до 5 минут, чтобы эта система полностью активизировалась и могла эффективно производить АТФ.
Вот почему хорошая разминка, которая включает в себя по крайней мере 3-5 минут достаточно тяжелой (от 2 до 3 зоны) аэробной активности, имеет важное значение незадолго до гонки. Гораздо лучше правильно разогреть аэробную систему перед гонкой, а не во время нее.
Даже если уровень ваших усилий превышает пределы способности вашей сердечно-респираторной системы доставлять кислород в мышцы, аэробная система все равно будет работать.
Предполагая, что существует креатинфосфат, первые 10 секунд или около того АТФ может быть произведен без каких-либо негативных побочных эффектов производства лактата анаэробно-алактатной системой. Однако, если вы собираетесь продолжать работать усерднее, чем позволяет ваша аэробная система, вам придется пополнить производство АТФ с помощью анаэробно-лактатной системы. В этом сценарии часы начинают тикать, так как вы можете использовать этот путь только в течение ограниченного периода времени, прежде чем вам придется либо замедлиться, либо остановиться.
Молочная кислота начнет накапливаться довольно быстро, как только вы начнете использовать анаэробно-лактатную систему, чтобы начать производство АТФ. Чем больше вы его используете (другими словами, чем быстрее и чаще вы гребете), тем быстрее он будет накапливаться.
В какой-то момент между 60 и 90 секундами вам нужно будет подумать о замедлении, чтобы вырабатывать меньше лактата и снова полагаться исключительно на аэробный метаболизм. Если вы не замедлитесь в диапазоне от двух до двух с половиной минут, вам придется полностью остановиться из-за мышечной недостаточности.
Что происходит с молочной кислотой, которую мы производим?
Молочная кислота, полученная во время гликолиза, удаляется из мышц через кровоток и в конечном итоге откладывается в печень для удаления.
К сожалению, когда вы работаете анаэробно, лактат вырабатывается гораздо быстрее, чем удаляется, поэтому уровень лактата в крови резко повышается. Однако, как только вы уменьшите темп и вернетесь к производству АТФ используя только аэробный метаболизм, ваш уровень лактата в крови перестанет расти и медленно начнет падать.
Если вы не отдохнув продолжаете грести аэробно, ваш пульс будет выше чем обычно, что означает больший приток крови к рабочим мышцам.
Таким образом организм удаляет лакать перенося его в печень.
Когда молочная кислота попадает в печень, она удаляется из кровотока с помощью процесса, называемого циклом Кори, в котором примерно 5/6 лактата крови преобразуется в гликоген и хранится для будущего использования (остальная часть удаляется из организма с другими отходами). Напомним, что гликоген, который на самом деле просто хранится в глюкозе, используется как в гликолизе, так и в клеточном дыхании в качестве топлива для производства АТФ. Таким образом, в конце концов, лактат, который вы производите, вносит некоторый позитивный вклад в будущее производство АТФ.
В любой гонке, которую мы проводим, мы можем положиться на нашу анаэробно-алактатную систему для получения АТФ, который нам нужен в течение первых 10-15 секунд. Помните, что лактат не производится, поэтому нет никаких негативных последствий, чтобы идти как можно быстрее в течение этого короткого периода времени.
Через 10-15 секунд мы начинаем платить цену за то, что продолжаем работать с высокой интенсивностью, когда анаэробно-алактатная система останавливается и включается анаэробно-лактатная система. Мы начнем быстро производить лактат и в конечном итоге достигнем точки, когда мы будем вынуждены остановиться, если не начнем замедляться.
Скорость, с которой лактат вырабатывается при конкретной интенсивности или частоте сердечных сокращений, не остается постоянной, а скорее меняется с течением времени в качестве адаптации к тренировкам.
Таким образом, тестирование лактата - это то, что должно проводиться через регулярные промежутки времени в течение всего тренировочного сезона, чтобы действительно понимать возможности своего организма.
Надеюсь, теперь вы немного больше знаете о том, как работает наш организм под нагрузкой, на разных режимах и в разных частях дистанции.
Теперь, вы можете грамотнее планировать свой тренировочный процесс и правильно раскладывать силы по дистанции.
И как всегда, тренируйте продуктивно, тренируйтесь с умом