О. Кулиненков - Фармакология и физиология силы
Обзор книги О. Кулиненков - Фармакология и физиология силы
Кулиненков О.С
"ФАРМАКАЛОГИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ СИЛЫ"
1. Управление работоспособностью спортсмена
1.1 Зоны энергообеспечения
Энергодающим субстратом для обеспечения основной функции мышечного волокна — его сокращения — является аденозинтрифосфорная кислота — АТФ.
Энергообеспечение по способам реализации условно делят на анаэробное (алактатно-лактатное) и аэробное.
Эти процессы могут быть представлены следующим образом:
Схема фосфокреативного пути транспорта энергии в кардиомиоцитах
Анаэробная зона энергообеспечения:
АДФ + Фосфат + свободная энергия <=> АТФ
Фосфокреатин + АДФ <=> креатин + АТФ
2 АДФ <=> АМФ + АТФ
Гликоген (глюкоза) + Фосфат + АДФ <=> лактат + АТФ
Аэробная зона энергообеспечения:
Гликоген (глюкоза), жирные кислоты + Фосфат +О2С02 + Н2 0 + АТФ
Источники энергии — это фосфагены, глюкоза, гликоген, свободные жирные кислоты, кислород.
Введение АТФ извне в достаточных дозах невозможно (обратное является широко распространенным заблуждением), следовательно, необходимо создать условия для образования повышенного количества эндогенного АТФ. На это направлена тренировка — сдвиг метаболических процессов в сторону образования АТФ, а также обеспечение ингредиентами.
Скорость накопления и расхода энергии значительно различаются в зависимости от функционального состояния спортсмена и вида спорта. Определенный вклад в процесс энергообеспечения, его коррекцию, возможен со стороны фармакологии.
В начале 70-х годов было доказано, что сокращение ишемизированного миокарда прекращается при исчерпании клеточных запасов фосфокреатина (ФК), несмотря на то, что в клетках остается неизрасходованным около 90 % АТФ. Эти данные говорят о том, что АТФ неравномерно распределена внутри клетки. Доступным является не весь АТФ, содержащийся в мышечной клетке, а лишь его небольшая часть, локализованная в миофибриллах. Результаты исследований, выполненных в последующие годы, показали, что связь между внутриклеточными пулами АТФ осуществляют ФК и изоферменты креатинкиназы. В нормальных условиях молекула АТФ, выведенная из митохондрии, передает свою энергию креатину, который под воздействием митохондриального изофермента креатинкиназы трансформируется в ФК. Последний мигрирует к местам локальных креатинки-назных реакций (сарколемма, миофибриллы, саркоплазматический ретикулум), где другие изоферменты креатинкиназы обеспечивают ресинтез АТФ из ФК и АДФ.
Освобождающийся при этом креатин возвращается в митохондрию, а энергия АТФ используется по назначению, в том числе и для мышечного сокращения (см. схему). Скорость транспорта энергии внутри клетки по фосфокреатиновому пути значительно превосходит скорость диффузии АТФ в цитоплазме. Именно поэтому снижение содержания ФК в клетке и приводит к депрессии сократимости даже при сохранении значительного внутриклеточного запаса основного энергетического субстрата — АТФ.
По современным представлениям, физиологическая роль ФК состоит в эффективном обеспечении внутриклеточного транспорта энергии от мест ее производства к местам использования.
В аэробных условиях основными субстратами для синтеза АТФ являются свободные жирные кислоты, глюкоза и лактат, метаболизм которых в норме обеспечивает продукцию около 90 % общего количества АТФ. В результате ряда последовательных каталитических реакций из субстратов образуется ацетил-коэнзим А. Внутри митохондрий в ходе цикла трикарбоновых кислот (цикла Кребса) происходит расщепление ацетил-коэнзима А до углекислоты и атомов водорода. Последние переносятся на цепь транспорта электронов (дыхательную цепь) и используются для восстановления молекулярного кислорода до воды. Энергия, образующаяся при переносе электронов по дыхательной цепи, в результате окислительного фосфорилирования трансформируется в энергию АТФ.
Уменьшение доставки кислорода к мышцам влечет за собой быстрый распад АТФ до АДФ и АМФ, затем распад АМФ до аденозина, ксантина и гипоксантина. Нуклеотиды через саркоплазматическую мембрану выходят в межклеточное пространство, что делает невозможным ресинтез АТФ.
В условиях гипоксии интенсифицируется анаэробный процесс синтеза АТФ, основным субстратом для которого служит гликоген. Однако в ходе анаэробного окисления образуется значительно меньше молекул АТФ, чем при аэробном окислении субстратов метаболизма. Энергия АТФ, синтезируемого в анаэробных условиях, оказывается недостаточной не только для обеспечения сократительной функции миокарда, но и для поддержания градиентов ионов в клетках. Уменьшение содержания АТФ сопровождается опережающим снижением содержания ФК.
Активизация анаэробного гликолиза влечет за собой накопление лактата и развитие ацидоза. Следствием дефицита макроэргических фосфатов и внутриклеточного ацидоза является нарушение АТФ-зависимых механизмов ионного транспорта, ответственных за удаление ионов кальция из клеток. Накопление ионов кальция в митоходриях приводит к разобщению окислительного фосфорилирования и усилению дефицита энергии. Увеличение концентрации ионов кальция в саркоплазме при недостатке АТФ способствует образованию прочных актиномиозиновых мостиков, что препятствует расслаблению миофибрилл.
Дефицит АТФ и избыток ионов кальция в сочетании с повышением продукции и увеличением содержания в мышце катехоламинов стимулирует «липидную триаду». Развитие «липидной триады» вызывает деструкцию липидного бислоя клеточных мембран. Все это приводит к контрактуре миофибрилл и их разрушению. Роль «ловушки ионов кальция» выполняют неорганический фосфат и другие анионы, накапливающиеся в клетке при гипоксии.
Фармобеспечение по зонам осуществляется следующим образом:
В анаэробной (алактатной) зоне для обеспечения скоростной, максимально мощной, непродолжительной работы (несколько секунд), вводятся фосфагены, в частности неотон (см. главу «Макроэрги (фосфагены)»).
В анаэробной (лактатной) зоне с накоплением молочной кислоты при работе субмаксимальной мощности организм также должен быть обеспечен фосфокреатином, максимально обеспечен возможностью полностью утилизировать кислород, терпеть кислородную задолженность (антигипок-санты), утилизировать «отходы» (см. главу «Коррекция лактатных возможностей организма»), а также иметь запасы гликогена и возможность пополнять в процессе работы углеводные запасы.
В аэробной (кислородной) зоне необходимо обеспечить: постоянное поступление углеводов в кровь, максимальное окисление жирных кислот (липотропные средства) и нейтрализацию образующихся при этом свободных радикалов (антиоксиданты), а также максимальное использование поступающего в организм кислорода (антигипоксанты).
1.2 Факторы, ограничивающие работоспособность квалифицированного спортсмена
Существуют факторы, воздействуя на которые возможно снизить или повысить работоспособность здорового организма.
Эти факторы условно можно разделить на две группы: системные и органные.
Лимитирование системными факторами:
· Недостаточное функционирование (дисбаланс) эндокринной системы
Причина: широкий спектр — от генетических до инфекционных, а также допинг.
Следствие: нарушение всех видов обмена (дисбаланс метаболизма).
Выявление и контроль: гормональный профиль.
Коррекция: соответственно выявленной причине.
· Нарушение кислотно-основного состояния и ионного равновесия в организме
Причина: работа в гликолитическом режиме, анемия, недостаток бикарбонатов.
Следствие: изменение буферной емкости крови, накопление лактата, ацидоз.
Контроль: Ьа-крови, рН-крови, НЬ-крови.
Коррекция: увеличение буферной емкости крови, ощелачивание, снижение уровнямолочной кислоты. Препараты железа, кальция, калия, фосфора, энзимы.
· Блокирование клеточного дыхания в работающих мышцах
Причина: нарушение транспорта электролитов в дыхательной цепи, недостаток и нарушение транспорта фосфокреатина.
Следствие: уменьшение мощности работы вследствие снижения сократимости мышц.
Контроль: концентрация креатинфосфокиназы (КФК).
Коррекция: макроэрги, фосфагены, дыхательные ферменты, антигипоксанты, препараты железа.
· Снижение энергообеспечения мышц
Причина: недостаток гликогена, АТФ, фосфокреатина, липидов, протеинов.
Следствие: уменьшение мощности работы вследствие снижения сократимости мышц.
