Допинг и спортивная фармакология для развития выносливости

Допинг и спортивная фармакология для развития выносливости

Источник: «Спортивная медицина»
Автор: Под ред. С.П. Миронова, 2013 г.

В циклических видах спорта выносливость как физическое качество - одна из составляющих, обеспечивающих высокие спортивные достижения. Обычно под выносливостью понимают способность работать не уставая и противостоять утомлению, возникающему в процессе выполнения работы.

Выносливость проявляется в двух основных формах:

• в продолжительности работы на заданном уровне мощности до появления первых признаков выраженного утомления;
• в скорости снижения работоспособности при наступлении утомления.

Являясь многофункциональным свойством человеческого организма, выносливость интегрирует большое число разнообразных процессов, происходящих на различных уровнях - от клеточного до целого организма. Ведущая роль в проявлении выносливости принадлежит факторам энергетического обмена.

В соответствии с наличием у человека трех различных метаболических источников энергии выделяют три компонента выносливости - аэробный, гликолитический и алактатный, каждый из которых может быть, в свою очередь, охарактеризован показателями мощности, емкости и эффективности.

По показателю мощности оценивают максимальное количество энергии в единицу времени, которое может быть обеспечено каждым из метаболических процессов.

Показателем емкости оценивают общие запасы энергетических веществ в организме или общее количество выполненной работы за счет данного источника.

Критерии эффективности показывают, какое количество внешней механической работы может быть выполнено на каждую единицу выделяемой энергии.

Во время выполнения любого физического упражнения, продолжающегося больше нескольких минут, основным путем ресинтеза АТФ служит окислительное фосфорилирование в митохондриях, использующих в качестве энергетического субстрата углеводы и липиды.

Этот процесс требует адекватного обеспечения организма кислородом, доставляемого кровью, и соответствующего количества энергетических источников. Последние могут извлекаться из запасов, находящихся в самих мышечных волокнах (гликоген, триглицериды, фосфагены), а также из циркулирующей крови (глюкоза и свободные жирные кислоты).

Проблемы преобразования химической энергии в механическую касаются не только спринтеров, но и стайеров. Последним приходится длительное время совершать изнурительную работу. Конечно, в этих условиях полностью работает система аэробного окисления субстрата. Однако количество потребляемого мышцами кислорода ограниченно. Наличие кислородного лимита определяет необходимость использовать дополнительно анаэробные процессы, приводящие к неизбежному накоплению в мышцах молочной кослоты. Ученые долго не могли разгадать феномена стайеров, пока не обнаружили две особенности в работе скелетных мышц.

Одна из них была обнаружена академиком В.П. Скулачевым, который открыл новый, ранее не известный путь окисления молочной кислоты. При тяжелой физической работе, когда энергетический запрос превосходит энергопреобразующие возможности клетки, нарушается энергетический гомеостаз и снижается содержание АТФ. Последнее негативно сказывается на работе всех АТФ-зависимых ферментов, в первую очередь на работе Nа+, К+-АТФазы. В результате в цитоплазме растет концентрация Na+, что приводит к набуханию клеточных мембран. В этих условиях часть цитохрома С диссоциирует с поверхности митохондриальных мембран и выходит в межмембранное пространство.

Цитохром С обеспечивает внемитохондриальное окисление лактата с использованием цитозольного НАДН по схеме:

лактат>НАДН>флавопротеин>цитохром С внемитохондриальный>цитохром С митохондриальный>О2.

В этом случае часть редокс-цепи реализуется во внемитохондриальном пространстве, минуя комплексы I и III, а заключительный этап окисления проходит с участием комплекса IV дыхательной цепи митохондрий. Такая схема реакции позволяет избежать накопления избытка молочной кислоты в мышцах.

Нарушение ресинтеза АТФ может произойти в случае, когда истощаются запасы внутримышечных энергетических источников или когда падение эффективности кровоснабжения мышц приводит к снижению доставки к ним энергетических субстратов и кислорода.

Организм реагирует изменением метаболического ответа на напряженную физическую нагрузку после реализации тренировочной программы, направленной на развитие выносливости, следующим образом:

• снижаются коэффициент дыхательного обмена и мышечный дыхательный коэффициент;
• увеличивается концентрация свободных жирных кислот в плазме;
• повышается утилизация внутримышечных триглицеридов;
• снижается скорость утилизации мышечного гликогена;
• снижается потребление глюкозы крови мышцами;
• окисление липидов по сравнению с углеводами становится более интенсивным;
• в мышцах накапливается незначительное количество молочной кислоты.

Систематическое выполнение физических упражнений, направленных на развитие выносливости, приводит к мышечной и сердечно-сосудистой адаптации, которая и определяет пути обеспечения энергией и кислородом. Такая адаптация, включающая как ультраструктурные, так и метаболические изменения, приводит к улучшению доставки кислорода и его экстракции сокращающимися мышцами, а также модифицирует и улучшает регуляцию обмена в отдельных мышечных волокнах.

Мышечная адаптация к тренировке, направленной на преимущественное развитие выносливости, предопределяет развитие следующих качеств:

• избирательную гипертрофию волокон типа I;
• увеличение количества капилляров, приходящихся на одно волокно;
• увеличение содержания миоглобина;
• повышение способности митохондрий к окислительному ресинтезу АТФ;
• увеличение размеров и количества митохондрий;
• повышение способности к окислению липидов и углеводов;
• увеличение использования липидов с энергетической целью;
• увеличение содержания гликогена и триглицеридов.

Тренированные мышцы проявляют более высокую способность к окислению углеводов. Следовательно, большее количество пирувата может быть восстановлено и использовано в цикле Кребса. При этом возрастает также способность тренированных мышц утилизировать липиды. Происходит это благодаря увеличению активности липолитических ферментов и увеличению капиллярной плотности в мышцах, позволяющей захватывать больше свободных жирных кислот из крови. Активность ферментов в эндотелии капилляров тренированных мышц увеличивается так же, как и способность митохондрий к окислению свободных жирных кислот. Самый главный эффект ферментатических изменений, происходящих в мышцах под влиянием тренировки, направленной на преимущественное развитие выносливости, состоит в увеличении вклада липидов и соответственно снижение вклада углеводов в окислительный энергетический метаболизм (ресинтез АТФ) при выполнении физических упражнений субмаксимальной аэробной мощности.

Под влиянием тренировки во время выполнения физических упражнений происходит снижение как коэффициента дыхательного обмена, так и локального дыхательного коэффициента непосредственно в работающих мышцах. Возрастание окисления липидов - следствие увеличения возможности окисления субстратов по сравнению с гликолитической возможностью, которая проявляет менее выраженный ответ при тренировке, направленной на развитие выносливости.

Выносливые спортсмены используют больше жира и меньше углеводов не только при выполнении одинаковой по абсолютной мощности мышечной работы, но и при одинаковой ее относительной мощности, выражаемой в процентах максимально потребляемого кислорода.

Под влиянием тренировки происходит снижение утилизации внутримышечного гликогена и глюкозы крови. В сердечной мышце этот гликогензащитный эффект опосредован функционированием глюкозожирокислотного цикла, благодаря которому увеличение окисления липидов приводит к накоплению внутриклеточного цитрата и последующему угнетению гликолиза на уровне фосфофруктокиназы.

Снижение захвата и утилизации глюкозы крови мышцами понижает также степень гликогенолиза в печени и обеспечивает лучшее поддержание гомеостаза глюкозы в крови во время выполнения пролонгированных физических упражнений. Снижение скорости окисления углеводов у тренированных людей во время выполнения физического упражнения взаимосвязано со снижением скорости продукции лактата. При выполнении физических упражнений субмаксимальной аэробной мощности концентрация лактата у высокотренированных спортсменов ниже, чем у спортсменов низкой квалификации. Это справедливо независимо от того, выражается интенсивность выполнения физического упражнения в абсолютных или относительных величинах. Отмеченный эффект обусловлен ресинтезом (глюконеогенез) лактата до глюкозы печенью. У тренированного человека скорость глюконеогенеза в печени во время выполнения физического упражнения под влиянием тренировки становится выше.

Снижение скорости окисления углеводов и снижение скорости продукции молочной кислоты способствуют сохранению ограниченного углеводного резерва в организме, поскольку скорость использования мышечного гликогена под влиянием тренировки становится ниже.

В связи с установлением тесной взаимосвязи мышечного гликогена как энергетического топлива со способностью к проявлению выносливости снижение скорости расходования гликогена следует рассматривать в качестве главного фактора, способствующего повышению физических кондиций в видах спорта, требующих проявления качества выносливости.

Изменения в использовании субстратов, происходящие под влиянием тренировки, могут быть также связаны с меньшим нарушением гомеостаза АТФ во время выполнения физических упражнений. Повышаются функциональные возможности митохондрий, происходят меньшее снижение АТФ и креатинфосфата и меньшее увеличение АДФ и неорганического фосфата во время физической нагрузки для поддержания баланса между скоростью ресинтеза АТФ и скоростью его утилизации.

Другими словами, с увеличением количества митохондрий потребность в кислороде, так же как в АДФ и фосфате неорганическом, приходящаяся на одну митохондрию, после выполнения тренировочной программы становится меньше, чем до тренировки.

Известно, что происходящее под влиянием тренировки снижение окисления углеводов во время выполнения мышечной работы компенсируется увеличением скорости окисления липидов.

Таковы вкратце особенности протекания биохимических процессов в условиях тренировки качества выносливости.

Изменяя интенсивность упражнения, время его выполнения, количество повторений упражнения, интервалы и характер отдыха, можно избирательно подбирать нагрузку по ее преимущественному воздействию на различные компоненты выносливости. Совершенствование же двигательных навыков, повышение технического мастерства приводят к снижению энергозатрат и повышению эффективности использования биоэнергетического потенциала, т.е. к увеличению выносливости.

На усиление положительных моментов (липолиз, глюконеогенез и т.д.) и должно быть направлено фармакологическое обеспечение видов спорта с циклической структурой выполнения физической работы (табл. 1).

Таблица 1. Фармакологическая поддержка спортсмена при тренировке выносливости

Препараты	Этапы подготовки
	Втягивающий	Базовый		Предсоревновательный
		I	II
Поливитамины	+	+	+	+
Витамин Е	+	-	-	-
Витамин С	+	-	-	+
Витамин В15	-	+	+	-
Антигипоксанты	-	+	+	-
Антиоксиданты	-	-	+	+
Адаптогены	+	-	-	+
Железа препараты	+	-	-	-
Ноотропы	-	-	+	+
Гепатопротекторы	-	+	+	-
Энергетики	+	+	+	+
Гинкго билоба	-	+	+	+
Седативные средства	-	+	+	-
Минералы (Мg. К)	+	+	+	+
Инозин	-	+	+	+
Иммунокорректоры	-	-	+	+
Корректоры лактат-ацидоза	-	+	-	-
Корректоры уровня мочевины	-	+	-	-
Регуляторы белкового обмена	-	+	+	-
Регуляторы углеводного обмена	-	+	+	-
Регуляторы липидного обмена	-	+	-	-
Регуляторы психического статуса	-	-	+	-
Анаболические препараты	-	+	+	-

Примечания:

• Втягивающий этап - подготовка функций организма к нагрузкам, укрепление мышц, связок.
• Базовый этап I - вывод физиологических функций и скорости протекания биохимических реакций на максимальный уровень.
• Базовый этап II - работа над специальной выносливостью.
• Предсоревновательный этап - доводка качества выносливости до соревновательного уровня.

Читайте также

• Этапы спортивной подготовки
• Допинг и спортивная фармакология для развития силы
• Допинг и спортивная фармакология для развития скорости
• Аптечный допинг
• Как увеличить выносливость (научный подход)
• Повышение физической выносливости (препараты, средства)
• Тесты для оценки выносливости
• Развитие выносливости
• Развитие скоростной выносливости
• Упражнения и тренировки на выносливость
• Как повысить физическую выносливость
• Влияние тренировки на выносливость на проявление скоростно-силовых качеств
• Влияние силовой тренировки на развитие выносливости
• Адаптация мышц к тренировки на выносливость
• ЧСС, лактат и тренировки на выносливость
• Периодизация при тренировках на выносливость
• Тренировка выносливости у боксеров
• Спортивное питание и диета при тренировках на выносливость
• Влияние креатина на выносливость
• Психическая выносливость и восстановление спортсменов