Физиология мышечной деятельности

Физиология мышечной деятельности
Лекция 3_Кислород
Бондарев Дмитрий Владимирович,
доцент, dima-bondarev@gmx.de
Lund University / Presentation 2011
Во время длительной нагрузки происходит
окисление углеводов и жиров.
При этом необходимо увеличивать доставку
кислорода в работающие мышцы, чтобы
митохондриям дать возможность производить
АТФ из углеводов и жиров.
Lund University / Presentation 2011
Важный принцип: потребление кислорода
пропорционально интенсивности упражнений
Этот принцип соблюдается как для высоко
подготовленных так и для начинающих
атлетов
Lund University / Presentation 2011
Кислородный дефицит и долг
КД-т образуется из-за:
медленной доставки кислорода в мышцы
(сердечный выброс, кровоток, диффузия в
мышцы)
Медленной активации митохондрий (иннерция)
И то
другое
? 2011
Lund и
University
/ Presentation
Максимально возможный уровень
кислородного дефицита
Считается одним из надежных методов
определения анаэробной работоспособности
Он выше у спринтеров, чем у других атлетов и
увеличивается вследствие тренировок
Однако существуют разногласие как правильно
его измерять
Lund University / Presentation 2011
Кислородный дрейф (oxygen drift)
Факторы, влияющие на
кислородный дрифт:
80 % изменения в скелетных
мышцах
Изменения в утилизации АТФ
Вовлечение мышц 2 типа
Увеличение зависимости от метаболизма свободных
жирных кислот. Им нужно больше кислорода
Повышение температуры работающих мышц
Увеличение потребления кислорода сердцем и
дыхательных мышц
Lund University / Presentation 2011
Кислородный долг (после окончания
нагрузки )
Три фазы:
Быстрая, медленная и весьма медленная
Большее количество потребления
кислорода, чем до нагрузки, называется
пост-избыточное потребление кислорода
(excess post‐exercise oxygen consumption)
Причины:
Ресинтез АТФ и КФ
Восстановление миоглобиновых депо кислорода
Повышенный пульс, легочная вентиляция, температура
Ресинтез гликогена и белков (для этого нужна энергия)
Разобщение митохондрий
Lund University / Presentation 2011
Восстановление КФ
Важный процесс, который влияет на Кдолг
• Происходит быстро (60 -90 с
• Зависит от доступность О2.
• Зависит от способности
мышц к окислению (больше
способность к окислению
быстрее восстановление
КФ).
• КФ добавки.
Lund University / Presentation 2011
Окисление лактата
Окисление лактата, как предполагалось, является
причиной повышенного потребления кислорода после
нагрузки. Однако, нет достаточных сведений.
• Куда идет лактат?
• Окисление в скелетных мышцах (1) и сердечной
мышце. Активное восстановление улучшает
выведение лактата.
• Превращение в другие метаболиты
(аминокислоты)
• Используется для ресинтеза гликогена
• Не является причиной мышечной боли, как
считалось ранее.
Lund University / Presentation 2011
Ресинтез мышечного гликогена
Зависит от
•
Степени истощения гликогена
•
Активации энзимов для производства гликогена
•
GLUT4 - транспорт глюкозы в мышцу
•
Уровня глюкозы и инсулина, которые зависят от
употребления углеводов (количество, тип и время)
•
Повреждение мышечных волокон (после
интенсивных нагрузок) снижает ресинтез
мышечного гликогена
Lund University / Presentation 2011
Реакция сердечно-сосудистой системы на
нагрузку
Основная задача ССС - обеспечить повышенное
снабжение скелетных и сердечной мышцы
кислородом
Уравнение Фика (Fick)
Q – сердечный выброс, и артериально-венозная
разница.
Вторая задача ССС – удалить СО2 и тепло из мышц
Поддержание среднего артериального давления
TPR = Общее периферическое сопротивление (Total
Peripheral Resistance)
Lund University / Presentation 2011
Реакция сердечно-сосудистой системы на
возрастающую нагрузку
Lund University / Presentation 2011
Гиперемия скелетных мышц во время нагрузки
Обеспечивается за счет:
Расширения кровеносных сосудов за счет действий
эндотелия и эритроцитов.
Мышечный насос – ритмическое сокращение мышц.
Важная составляющая для венозного возврата к
сердцу.
Ощущение удушья или слабости если резко
прекратит нагрузку. Причины?
Lund University / Presentation 2011
Lund University / Presentation 2011
Сердечный выброс при нагрузки
СВ увеличивается так
как увеличивается ЧСС
и ударный объем.
Также происходи
увеличение
артериально-венозной
разницы.
Разница содержания кислорода в артериальной и веноз
ной крови
Атлеты имеют более высокое ПК и это проявляется в
увеличенном сердечном выбросе, в то время как А-В
разница не столь существенна по сравнению с
начинающими
атлетами.
Lund University / Presentation
2011
ЧСС и адаптация
ЧСС и ударный объем сердца – основные
показатели адаптации к нагрузкам.
Lund University / Presentation 2011
Кровяное давление и нагрузка
Во время нагрузки расширяются кровеносные
сосуды, что происходит с давлением?
Чтобы его …. сердечный выброс
увеличивается/уменьшается, за счет
увеличения/уменьшения ЧСС и
увеличения/уменьшения ударного объема
Систолическое давление увеличивается по мере
увеличения/уменьшения сердечного выброса
Диастолическое кровяное давление остается на
постоянном уровне, но при высокой нагрузки
может слегка увеличиться
Среднее артериальное давление может
увеличиться
незначительно.
Lund University / Presentation
2011
Реакция ССС на длительную тренировку
2-ух часовая
нагрузка без
дополнительного
потребления
воды
Lund University / Presentation 2011
Реакция ССС на длительную тренировку
2-ух часовая
нагрузка без
дополнительного
потребления
воды
Lund University / Presentation 2011
Нервный контроль ССС во время нагрузки
Imagery
Контроль над работой
ССС осуществляется
усилением работы
симпатического отдела
АНС и ослаблением
парасимпатического
отдела АНС
Мозг устанавливает
некий уровень
деятельности для
эффекторов
и затем это корректируется по принципу обратной
связи, задействуя хеморецепторы, механорецепторы и
бароцепторы
Lund University / Presentation 2011
Адаптация ССС к тренировочной программе
• Уменьшение ЧСС во время нагрузки
• Увеличение сердечного выброса
• Увеличение объема крови
• Увеличение объема сердца, за счет левого желудочка и
размера камеры
• Увеличение диаметра артерий
• Увеличение плотности капиллярной сети
Lund University / Presentation 2011
Максимальное потребление кислорода
МПК - Является интегральным показателем аэробной
производительности организма и иногда здоровья
Lund University / Presentation 2011
Физиологические факторы, определяющие МПК
ЦНС и двигательный контроль, мотивация
Дыхательная система: доставка кислорода
ССС: способность утилизировать кислород,
сердечный выброс, кровеносные сосуды,
диффузионная способность в мышцах
Мышцы: масса, митохондрии (количество и объем),
оксидативный потенциал, доступность субстратов.
Lund University / Presentation 2011
Lund University / Presentation 2011
Lund University / Presentation 2011
Lund University / Presentation 2011