7.4 Энергообеспечение динамической работы при подтягивании
Для того чтобы подъём туловища происходил с оптимальной скоростью, необходимо, чтобы механизм энергообеспечения, за счёт которого производится работа в фазе подъёма, обладал необходимой мощностью. В параграфе 1.2.3.4 мы уже производили расчёт мощности в фазе подъёма и получили её значение около 350 Вт. Именно такую полезную мощность должны развивать мышцы, чтобы произвести подъём в течение 1 секунды. При более быстром подъёме мощность возрастает за счёт дополнительных энергозатрат при разгоне и более высокого «вылета» над грифом перекладины. При слишком медленном подъёме возрастает доля энергозатрат на обеспечение «скользящего» виса.
Энергия для мышечного сокращения образуется при расщеплении аденозинтрифосфата (АТФ). Но содержание АТФ в мышцах таково, что его достаточно для выполнения одного-двух интенсивных сокращений. Для того чтобы мышцы могли поддерживать более длительное сокращение, необходимо обеспечить непрерывное восстановление (ресинтез) АТФ примерно с такой же скоростью, с которой она расходуется в процессе мышечной работы. Мышцы обладают механизмом ресинтеза АТФ, который способен обеспечить её быструю регенерацию в анаэробных условиях. Речь идёт о креатинфосфатном механизме энергообеспечения, который осуществляет ресинтез АТФ при взаимодействии креатинфосфата с молекулами АДФ, появляющимися в мышцах в результате расщепления АТФ при физической работе. Однако содержание креатинфосфата в мышечных клетках ограничено, в связи с чем ресинтез АТФ за счёт креатинфосфата может идти всего несколько десятков секунд. Поэтому поддержание процесса ресинтеза АТФ во время напряжённой мышечной работы происходит при участии ещё одного анаэробного механизма энергопродукции – гликолитического, при включении которого в ходе ряда анаэробных реакций происходит расщепление мышечного гликогена (или глюкозы) до молочной кислоты с образованием АТФ. Гликолитические реакции могут идти до тех пор, пока не истощатся запасы мышечного гликогена, либо повышение уровня кислотности внутри мышечных клеток в результате накопления молочной кислоты не приведёт к прекращению мышечной активности. Дальнейшее продолжение работы (при условии снижения её интенсивности) возможно лишь при участии аэробного окисления, при котором за счёт энергии, образующейся в ходе окислительных реакций, происходит синтез АТФ из АДФ и фосфорной кислоты. Если мощность аэробного окисления достаточна для производства АТФ в таком количестве, которого хватает и на обеспечение сократительной функции мышечных клеток и на восполнение запасов креатинфосфата, то во время выполнения физической работы креатинфосфатная реакция может включаться многократно.
Поскольку пути и возможности по ресинтезу АТФ при подтягивании в большой степени определяются длительностью паузы отдыха в висе в ИП, а значит и темпом выполнения упражнения, рассмотрим режимы энергообеспечения динамической работы мышц, выполняющих подъём/опускание туловища в зависимости от темпа выполнения подтягиваний.
7.4.1 Энергообеспечение динамической работы при подтягивании в оптимальном соревновательном темпе
При подтягивании в оптимальном соревновательном темпе первое подтягивание выполняется за счёт имеющихся в мышцах запасов АТФ. При этом концентрация АТФ понижается, а концентрация АДФ (которая появляется вследствие гидролиза АТФ при мышечном сокращении) увеличивается, что вызывает включение анаэробного креатинфосфатного механизма ресинтеза АТФ, который в последующие 15-20 секунд является ведущим механизмом энергообеспечения. В процессе работы происходит непрерывное уменьшение концентрации креатинфосфата, а поскольку его запасы в мышцах невелики, для поддержания процесса ресинтеза АТФ в работу включается гликолиз, в ходе которого происходит анаэробное окисление глюкозы до молочной кислоты. К факторам, способствующим запуску гликолиза, относят активизацию ферментов гликолиза адреналином и многократное увеличение концентрации ионов кальция в саркоплазме мышечных клеток под воздействием двигательного нервного импульса в начале интенсивной работы.
Примерно с середины первой и до середины второй минуты гликолиз является преимущественным механизмом ресинтеза АТФ. Протекание гликолиза с высокой скоростью (для обеспечения работы в энергоёмкой фазе подъёма туловища) сопровождается уменьшением в мышцах концентрации гликогена, который является «топливом» для гликолитических реакций. Кроме того, - и это, пожалуй, имеет первостепенное значение для подтягиваний – в процессе гликолиза образуется молочная кислота, накопление которой приводит к повышению кислотности внутри мышечных клеток и вызывает снижение каталитической активности ферментов того же гликолиза и уменьшение скорости энергопродукции этого пути ресинтеза АТФ. Для предотвращения данного негативного явления спортсмен при первых признаках «задубения» мышц снижает темп выполнения подтягиваний за счёт увеличения пауз отдыха в висе и подтягивается в пониженном темпе до тех пор, пока мышцы не «отпустит», что будет свидетельствовать о снижении уровня лактата до безопасной величины.
Подтягивание в темпе, при котором с одной стороны обеспечиваются потребности в АТФ в фазах подъёма/опускания и с другой стороны не происходит увеличения уровня молочной кислоты до опасной черты, продолжаются до тех пор, пока не разворачивается самый медленный (но в то же время и самый экономичный) механизм энергообеспечения – аэробный механизм ресинтеза АТФ.
Активация механизма аэробного окисления осуществляется вследствие образования и накопления АДФ, а также вследствие избытка углекислого газа, который активизирует дыхательный центр мозга, что в итоге приводит к повышению скорости кровотока и улучшению снабжения мышц кислородом. Поскольку для обеспечения максимальной скорости тканевого дыхания необходима перестройка всех систем организма, участвующих в доставке кислорода к митохондриям мышц, время развёртывания механизма аэробного окисления достаточно велико, поэтому о его сокращении нужно позаботиться заранее, проведя соответствующую разминку. Но даже после выхода механизма аэробного ресинтеза АТФ на максимальную мощность, суммарная энергопродукция в ходе выполнения подтягиваний уменьшается, поэтому даже при сохранении длительности фазы подъёма в оптимальных пределах, спортсмен вынужден увеличивать паузу отдыха, чтобы успеть выработать необходимое количество АТФ. Для сравнения можно привести следующие данные [11]: максимальная мощность энергопродукции креатинфосфатного механизма составляет 900-1100 кал/мин/кг, гликолитического – 750-850 кал/мин/кг, а аэробного – всего 350-450 кал/мин/кг, т.е. примерно в 3 раза ниже, чем у креатинфосфатного и в 2 раза ниже, чем у гликолитического механизма энергопродукции.
Кроме того, интенсивность дыхания в процессе подтягиваний возрастает, поэтому увеличение паузы отдыха также связано ещё и с необходимостью согласования циклов подтягиваний с циклами дыхания. Хотя нужно отметить, что хорошо тренированные спортсмены способны выполнять подтягивания не более чем на 2 цикла дыхания практически до конца упражнения. Если же уровень подготовки спортсмена недостаточно высок, его мышцы неспособны утилизировать кислород, несмотря на непрерывное увеличение интенсивности дыхания.
Выполняя подтягивания в темпе, соответствующем аэробным возможностям мышц, спортсмен может позволить себе в середине четвёртой минуты начать финишное ускорение, увеличив темп выполнения подтягиваний за счёт сокращения интервалов отдыха в висе. При этом резко возрастает кислородный запрос, активизируется гликолиз и выделяется лактат, но спортсмен уже не обращает на это внимания, выполняя подтягивания в максимально возможном на тот момент темпе. Если к моменту финишного рывка в мышцах спортсмена осталось достаточное количество креатинфосфата, он не будет испытывать затруднений в верхней части траектории движения и закончит упражнение по истечении отведённого времени (при этом ему может потребоваться несколько минут, чтобы отдышаться после окончания упражнения). В противном случае дисбаланс между расходом энергии вследствие увеличения интенсивности работы и её приходом от гликолиза и аэробного окисления быстро приводит к снижению
