Производство энергии в организме человека

Начал ознакомление с книгой Triathlon Science, о которой писал в своем прошлом посте. Хоть Джо Фрил и обещал, что книга будет отредактирована для чтения обычных людей, мне она показалась более научной, чем ожидал. Подробно все процессы описывать не буду – напишу только то, что показалось наиболее важным и главные рекомендации о которых говорит автор.

 proizvodstvo-energii-v-organizme-1

О чем идет речь в этой статье? Об энергии, которую производит наше тело, способах произвести энергию, как улучшить свою сердечно-легочную систему и зачем её вообще улучшать. Также отдельно расскажу о трех видах физических нагрузок — аэробной, анаэробной и силовой.

Энергия

Базовая единица измерения производства энергии в человеческом теле — аденозинтрифосфат или АТФ (adenosine triphosphate — ATP).

Простой способ представить молекулу АТФ — думать о ней, как об энергетической валюте. В человеческом теле миллионы молекул АТФ и естественным образом происходит расход и пополнение «кошелька», даже когда мы не занимаемся спортом.

Точно также мы оплачиваем счета за квартиру и зарабатываем деньги — делать это можно разными способами. Быстрыми и медленными, легальными и нелегальными.

Валюту АТФ мы используем во всех важных физиологических процессах организма — циркуляции крови, синтезе тканей, пищеварении и физиологических функциях мышечных сокращений.

Существуют три системы производства энергии, то есть АТФ:

proizvodstvo-energii-v-organizme-4-atf

Анаэробная – энергия производится без участия кислорода, аэробная — с участием кислорода.

1. Система немедленного производства энергии — аденозинтрифосфат/креатинфосфат или АТФ/КФ

Особенность этой системы — АТФ производится очень быстро, но очень непродолжительный срок. Эту систему используют в непродолжительных соревнованиях (до 10 секунд).

Данная система подходит спринтерам на 100 метров, тяжелоатлетам и во время прыжков в воду с 10 метровой вышки.

2. Краткосрочная система — гликолиз.

Также, как и незамедлительная система, краткосрочная является анаэробной, то есть без использования кислорода.

В отсутствии кислорода, при образовании АТФ, откладывается молочная кислота и ионы водорода. Именно из-за этих ионов водорода (а не из-за лактата) мы чувствуем жжение в мышцах, которое в итоге выливается в усталость и неработоспособность.

Эту систему используют в активностях с длительностью 30-120 секунд. Например, в 400-метровых спринтерских забегах, 100-метровых спринтерских заплывах и 1-километровых заездах на велосипеде.

3. Долгосрочная система производства энергии — окислительное фосфорилирование

Эта система является аэробной, то есть с участием кислорода.

Начинается она также, как и вторая система, но по причине наличия кислорода, пировиноградная кислота не перерабатывается в молочную, а преобразуется в 2 молекулы ацетил КоА, которые в митохондриях клеток запускают биохимические реакции. Для этой системы требуются митохондрии, которые являются фабрикой производства АТФ.

Главный плюс этой системы – с помощью нее можно производить большое количество АТФ. Минус – для этого требуется больше времени.

Во время нагрузки с низкой и средней интенсивностью используется именно эта система (марафоны, заплывы на 800 метров, заезды на велосипеде)

В реальной жизни, в соревнованиях на выносливость, никогда не используется только одна система. На разных этапах, включается одна из систем.

 proizvodstvo-energii-v-organizme-2

Можно сравнить это с оркестром, во время которого струнные инструменты отвечают за начало и основную часть симфонии (начало и большая часть гонки), духовые подключаются для создания атмосферы и накала эмоций (подъемы в гору и обгоны) и барабаны подключаются под конец (последний спринтерский участок трассы)

Сердечно-легочная физиология.

Эта часть главы посвящена теме анатомии, а точнее путешествию крови по нашему телу.

proizvodstvo-energii-v-organizme-3

Кровь проходит через капилляры легких, где высвобождается углекислый газ (CO2) и обогащается кислородом (02). Насыщенная кислородом кровь идет от легких к сердцу через легочную вену.

Насыщенная кислородом кровь входит через левое предсердие и затем идет к желудочку сердца. Обогащенная кислородом кровь выходит через аорту и через меньшие артерии поступает к отдельным частям организма. Например, к мышцам ног во время поездки на велосипеде.

Из мышцы кровь выходит уже без кислорода и возвращается к сердцу через венозную систему. Опустошённая кровь доставляется к сердцу через две большие вены, через правое предсердие и через легочную артерию отправляется к легким, где процесс начинается сначала.

Транспортировка кислорода

Не буду вдаваться в анатомически и биохимические процессы нашего тела, поэтому опишу все максимально просто.

Кислород через кровь транспортируется с помощью красных кровяных телец, которые также называются эритроциты. Водителем этого “автобуса с кислородом” является гемоглобин. Процесс транспортировки кислорода регулируется парциальным давлением кислорода, от момента вдоха через нос или рот до выдоха.

Главный вопрос, который задают себе спортсмены и тренеры, каким образом можно увеличить количество кислорода, которое транспортирует наша кровь.

Первый способ улучшить транспортировку кислорода – тренироваться на высоте, что поможет увеличить количество эритроцитов и молекул гемоглобина. Тем самым мы увеличим вместимость важного груза, то есть кислорода.

Если нет возможности тренироваться на высоте, то есть возможность сделать это и на уровне моря — регулярные тренировки на выносливость в аэробной зоне, длительностью минимум 30-45 минут и 3-5 раз в неделю, за 8 недель улучшат легочно-сердечную систему.

Что мы получим в итоге?

-понижение пульса в покое и во время нагрузок. Наше сердце становится сильнее, и прежние нагрузки (как в спорте, так и в обычной жизни) оно может выполнять с меньшими усилиями. Также улучшается скорость восстановления – после упражнений, сердце намного быстрее приходит в состояние покоя и восстановления.

-увеличение общего количества крови и повышение сердечного выброса. Тренировки на выносливость увеличивают уровень определенных гормонов, которые в свою очередь повышают общий объем крови. Сердце становится сильнее и за одну минуту может “выбрасовать” больший объем крови. Мозг, печень, легкие и другие важные органы начинают получать больше питательных веществ, переносимых с кровью.

-повышение максимального потребления кислорода. VO2 max – один из важнейших показателей, который означает как много кислорода тело может принять и переработать в аэробную энергию.

-повышение лактатного порога. Лактатный порог – точка, когда наш организм начинает вырабатывать молочную кислоту. Вместе с лактатом образуются ионы водорода, которые повышают общую усталость и работоспособность. Чем выше лактатный порог – тем большее время спортсмен может выполнять нагрузки.

-улучшение в экономии физических упражнений. Как автомобиль, наше тело может быть экономичным или энергозатратным (fuck fuel economy). Тренировок на выносливость, а также определенные упражнения (бег в гору, тренировки на жаре и влажности, bungee бег, плиометрика) повышают экономию нашего тела.

-уменьшение общего веса тела за счет жира. Для профессиональных атлетов в расцвете сил не столь актуальный вопрос, но для любителей, дополнительной целью которых является снижение веса, данный аспект может быть очень важен.

-уменьшение кровяного давление (если оно повышено), что снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний и преждевременной смерти.

Развитие 3 систем производства энергии.

Ранее я упомянул, что в спорте на выносливость редко используется лишь одна система производства энергии, поэтому необходимо развивать все 3 систем. Для этого есть три типа тренировок.

Тренировка аэробной выносливости

Во время тренировки аэробной выносливости возрастает количество и величина митохондрий (фабрики, которые производят АТФ), тем самым улучшая “долгосрочную систему производства энергии”

В дополнение, аэробные тренировки повышают количество миоглобинов (младший брат гемоглобина), который главным образом задействован в транспортировке кислорода

Тренировка анаэробной выносливости

Во время анаэробной нагрузки мы улучшаем сразу две системы – АТФ/КФ и гликолиз. Во время таких тренировок в нашем организме повышается уровень бикарбонатов, которые выводят ионы водорода (которые вызывают жжение и усталость в мышцах) в виде воды и углекислого газа.

Тренировка с сопротивлениями (силовая нагрузка)

Увеличение мышечной массы в теле называется гипертрофия (именно этим и занимаются бодибилдеры). Скорость гипертрофии зависит от определенной программы тренировок (используемые веса, количество подходов и сессий в неделю).

Вместе с объемом, силовые нагрузки также увеличивают количество активных двигательных единиц в мышцах.

Спортсменам на выносливость, силовые нагрузки необходимы для повышения силы мышц (какую нагрузку смогут выдержать мышцы) и повышения мощности (сколько времени необходимо мышцам для выполнения определенных нагрузок). В дополнение, во время силовых нагрузок повышается мышечная выносливость, которая позволяет выполнять работу мышц продолжительный отрезок времени.

Выводы

Мы поговорили о трех системах производства энергии (АТФ), которое производит наше тело. Важно понимать, в особенности триатлетам, что необходимо развивать все три способа посредством аэробных, анаэробных и силовых нагрузок.

Какие конкретные упражнения и тренировки необходимо включать в свою программу, я расскажу в следующих статьях. Подписывайтесь, чтобы не пропустить

Вопрос читателям

Включаете ли вы в свой еженедельный тренировочный процесс аэробные, анаэробные и силовые нагрузки? Если да, то какие? Если нет, то почему?


 Статья написана на основе материалов Рэндалла Уайлбера, доктора наук, члена американской коллегии спортивной медицины.

  • http://seoonly.ru/ seoonly.ru

    Спасибо за пост

Остались вопросы? Задавайте через социальные сети!