Химические процессы во время тренировки

Список секций
Химия
ХИМИЯ В ЖИЗНИ СПОРТСМЕНА. ЗНАЧЕНИЕ И ПРОБЛЕМЫ

ХИМИЯ В ЖИЗНИ СПОРТСМЕНА. ЗНАЧЕНИЕ И ПРОБЛЕМЫ

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Влияние химических процессов на физическое состояние спортсменов доказано не только основами химии Дмитрия Менделеева. То, что на основании химических реакций в организме спортсмена образуется адреналин не секрет для каждого человека. Тем более что это приемлемо не только для спортсменов, но у спортсменов особенно. В настоящее время доказано, что влияние химических реакций на жизнь и здоровье людей разнообразно. Но если людям вообще результаты таких реакций вносят изменения в их жизнь косвенно, то спортсмены испытывают влияние преобразования собственного состояния напрямую. Такие трансформации организма влияют на результаты спортивных состязаний. Организация способная повлиять на такие процессы положительно, может помочь своим воспитанникам увеличить свои достижения. Общеобразовательная физическая подготовка не имеет своей целью вмешиваться в динамизм развития детей. Там необходимо только исполнение обязательных минимальных норм. Дополнительные и специальные программы в регионах реализуют МБОУ ДО, именно там происходит разработка занятий через дополнение к основным образовательным программам собственных методических разработок. Поэтому наибольшую актуальность в физическом развитии на различных стадиях подготовки, как в интеллектуальном, так и в спортивном направлении представляет собой анализ химических процессов в организме детей и подростков. Особенно спортсменов.

Цель работы: исследовать влияние химии на развитие организма спортсменов и определить проблемы возникающие при этом.

Отсюда следуют задачи:

определить виды процессов происходящих при входе организма в различные состояния при тренировках и соревнованиях;

выявить причины различных состояний организма;

предложить варианты применения полученных результатов исследований.

1. Химические основы спортивной подготовки

Актуальность влияния химических наук в спортивной подготовке сложно переоценить. Без исследований и знаний, которые проводились учеными в этой области, медицина и фармацевтика не получили бы своего развития, человечество не было бы вооружено антибиотиками и прививками и было бы бессильно против вирусов. Рассмотрим конкретный пример. Количество эритроцитов в крови — очень важный для спортсмена показатель: от него зависит, насколько эффективно кровь переносит кислород и углекислый газ и, следовательно, с какой интенсивностью протекают обменные процессы. Поэтому массу эритроцитов предлагают увеличивать при помощи так называемого кровяного допинга. Перед соревнованиями переливают спортсмену кровь или ее продукты, например эритроциты. Кровь заранее забирают у самого спортсмена либо переливают чужую; иногда перед переливанием ее облучают ультрафиолетом. Понятно, что процедура это небезвредная: возможны и проблемы с иммунитетом (даже в случае «своей» крови, поскольку при хранении неизбежен распад клеток), и осложнения на почки, и заражение инфекционными заболеваниями, и, наконец, просто перегрузка кровеносной системы. В качестве примера можно привести еще один: анализ деятельности секретина — гормона, который регулирует выброс сока поджелудочной железы в кишечник, вследствие чего переваривание пищи происходит быстрее и спортсмен может планировать тренировки и соревнования. Также учеными была подробно описана роль гормонов в качестве химических посредников. Позднее было признано огромное значение этого открытия, так как было установлено, что все живое на Земле в конечном итоге зависит от фотосинтеза. Физическая деятельность спортсмена находится за пределами «общечеловеческой» нормы и его организм работает на крайнем пределе возможностей. Неоспоримо, что спортсмену нужен особый режим питания, увеличенные количества витаминов и минеральных элементов и режим этот должен учитывать как личные особенности спортсмена, так и особенности момента: идут ли тренировки, предстоит ли завтра ответственный матч или отдых после матча. Разумное решение для спортивного врача — во время эпидемии или после перелета в другой климатический пояс назначить подопечным иммуностимулирующие препараты. Ведь как будет обидно, если пустячный грипп перечеркнет несколько лет тренировок! Далее, профессиональный спорт — занятие нервное, и многие спортсмены, как и полагается творческим личностям, подвержены перепадам настроения, и значит, не обойтись без психостабилизирующих средств. Наконец экстремальные нагрузки приводят к травмам, а мышечные судороги и болезни сердца — все это тоже надо учитывать.

Федеральным законом от 04.12.2007 N 329-ФЗ (ред. от 02.08.2019) «О физической культуре и спорте в Российской Федерации» в п.2 статьи 28. «Физическая культура и спорт в системе образования» предусмотрено проведение обязательных занятий физической культурой и спортом в пределах основных образовательных программ, а также дополнительных (факультативных) занятий физической культурой и спортом в пределах дополнительных общеобразовательных программ. В этой связи именно дополнительному образованию приходится заниматься дополнительными программами, учитывающими специальный подход к тренировкам и организации соревновательного процесса. Однако процесс питания они не контролируют, а вносят лишь рекомендации, которые спортсмены не всегда выполняют.

Обмен энергии в организме – одно из главных и постоянных проявлений его жизнедеятельности. Благодаря обмену обеспечивается рост и развитие организма, стабильность его структур, способность к самовосстановлению. Сильное влияние на обмен веществ оказывает мышечная деятельность. С увеличением физической нагрузки повышаются энергозатраты, для восполнения которой требуются питательные вещества. Мы опросили ряд групп спортивной подготовки ГДЮСШ г. Краснодара (таблица 1).

Таблица 1 Программы дополнительной подготовки ГДЮСШ г. Краснодара

Дополнительная предпрофессиональная программа базового уровня (ДПП БУ)

Дополнительная предпрофессиональная программа углубленного уровня (ДПП УУ)

Источник

Тренировки и ускорение метаболизма

Содержание

На сколько тренировки ускоряют обмен веществ? [ править | править код ]

Повышение расхода энергии после тренировки происходит благодаря ускорению процессов метаболизма, что регистрируется как избыточное потребление кислорода после нагрузки (кислородный долг), что на английском звучит как excess post-exercise oxygen consumption (т.е. EPOC).

Этот процесс восстановления организма можно назвать «дожиганием калорий» или ускорением обмена веществ, что во многом является восстановлением нескольких физиологических показателей до уровня, который был до начала тренировки.

Сколько длится эффект EPOC [ править | править код ]

Существует много путаницы относительно того, как долго длится эффект EPOC и сколько по времени ускорен метаболизм после тренировки. Некоторые исследования говорят о не более чем 35 минутах, а некоторые сообщают о 24 часах действия эффекта «дожигания калорий». [1]

Учёные сообщают, что причиной таких серьезных противоречий могут быть различия в интенсивности, длительности, и, самих типах нагрузки (кардиотренировки, силовые, ВИИТ). Кроме того, научные методы и технологии измерения эффекта EPOC также разнятся между собой. [2] Тем не менее, вклад EPOC в процесс похудения и управления весом нельзя не учитывать.

Понятие «ускоренный метаболизм», который наблюдается после завершения тренировок, впервые было упомянуто в 20-х годах прошлого столетия. Однако лишь в 1984 году революционное исследование докторов Глэна Гэссера и Джорджа Брукса позволило разрешить многие конфликтующие идеи и смогло объяснить несколько неизученных ранее механизмов эффекта EPOC.

Учёные смогли разъяснить, что химические и физические изменения, которые происходят в сокращающихся клетках нашего тела во время тренировки (вследствие чего метаболизм кислорода повышается) сохраняются и во время восстановления и составляют значительную часть эффекта EPOC. Далее авторы объясняют, что в процессе восстановления метаболизма кислорода клетки мышц расходуют дополнительное количество энергии для того, чтобы восстановить свое состояние до уровня, который был до тренировки.

Как интенсивность тренировки влияет на скорость метаболизма [ править | править код ]

Пожалуй, фактор, который наиболее ощутимо влияет на эффект EPOC, является тренировочная интенсивность. [3]

В одном из недавних исследований [4] изучалось восстановление бегунов (в эксперименте участвовало 38 мужчин и женщин в возрасте 20-40 лет) после 20 минут бега на уровне 60%, 70% и 80% от VO_2max. Когда после тренировки учёные измеряли эффект EPOC, подтвердился факт, что наиболее интенсивный бег сильнее влияет на эффект «дожигания энергии» в период восстановления (специалисты измеряли EPOC на протяжении 15 минут). Этим экспериментом учёные подтвердили данные исследований предыдущих лет.

В одном из самых уникальных исследований учёный Knab с коллегами изучал эффект ускорения обмена веществ в метаболической палате – маленьком закрытом пространстве, где испытуемые живут до 24 часов и дольше. Благодаря содержанию испытуемых в метаболической палате учёные имеют возможность с абсолютной точностью изучать, каким образом тренировки и двигательная активность в целом, а также питание и сон влияют на метаболизм. Специалисты изучали, как тренировки на велоэргометре на уровне 70% от VO_2max длительностью 45 минут повлияют на метаболизм у 10 молодых мужчин. Для объективной оценки результатов испытуемые провели в метаболической палате 2 дня, в один из которых тренировались, а в другой – отдыхали.

В среднем за 45 минут тренировки испытуемые расходовали 519 ккал. В первые 14 часов после тренировки расход энергии в состоянии покоя значительно повысился и участники расходовали за этот период в среднем на 190 ккал больше, чем в день без тренировки. Это исследование показало, что интенсивные тренировки умеренной длительности (45 минут) обладают значительным эффектом ускорения метаболизма.

Различия эффекта EPOC при высокоинтенсивных силовых тренировках и обычных силовых [ править | править код ]

Команда исследователей во главе с Паоли [5] изучала, как повлияют на эффект EPOC высокоинтенсивная силовая тренировка и традиционная силовая тренировка. В том исследовании приняло участие 17 мужчин в возрасте 28 лет, каждый из которых имел от 4 до 6 лет опыта силовых тренировок.

На протяжении дня участники продолжали питаться одинаково и поддерживали свою ежедневную активность. По прошествии 22 часов мужчины возвращались в лабораторию, где учёные измеряли, сколько дополнительных калорий «дожигалось» после тренировки.

Традиционная силовая тренировка состояла из 8 упражнений: жима на горизонтальной скамье, тяги верхнего блока, армейского жима, сгибания на бицепс, разгибания на трицепс, жима ногами, сгибания ног в тренажёре, а также подъёмов туловища для мышц пресса. Каждое упражнение выполнялось в 4 подхода на 8-12 повторений (70-75% от 1ПМ) до достижения мышечного отказа с одной минутой отдыха между подходами для односуставных и двумя минутами отдыха для многосуставных упражнений. Вместе с 10-минутной разминкой на беговой дорожке такая тренировка в среднем длилась 62 минуты.

Высокоинтенсивная силовая тренировка состояла из 3 упражнений: жима на горизонтальной скамье, жима ногами и тяги верхнего блока, которые выполнялись в определённом стиле. В первом подходе участники выполняли упражнение до отказа с весом, который они могли поднять 6 раз, но не более. После этого следовало 20 секунд отдыха и тот же вес снова поднимался до отказа, что соответствовало приблизительно 2-3 повторениям; после очередных 20 секунд отдыха участники ещё раз выполняли подход с тем же весом отягощения до отказа на 2-3 повторения. С отдыхом в 2,5 минуты после каждого круга участники выполнили 2 таких круга для жима на горизонтальной скамье и тяги вертикального блока и 3 круга для жима ногами. Вместе с 10-минутной разминкой на беговой дорожке тренировка длилась около 32 минут.

Результаты показали, что в период 22 часов после традиционной силовой тренировки по сравнению с состоянием покоя расход энергии повысился на 5%, что выразилось в дополнительных 99 ккал. При этом после высокоинтенсивной силовой тренировки в период 22 часов расход энергии повысился на целых 23% по сравнению с состоянием покоя – после высокоинтенсивной тренировки расходовалось 452 дополнительных ккал. Отмечается, что на покрытие дополнительных энергетических нужд организма (на эффект EPOC) в качестве источника топлива главным образом использовался жир.

Разница между мужчинами и женщинами [ править | править код ]

Так как в недавних исследованиях участие принимали только мужчины, возникает вопрос – существуют ли различия относительно эффекта EPOC между мужчинами и женщинами. Подводя итог в своём обзоре, учёные Borsheim and Bahr говорят о том, что по сравнению с женщинами, абсолютная величина эффекта «дожигания» у мужчин выше, однако эта разница исчезает, когда эффект EPOC корректируют относительно массы тела. Более того, специалисты отмечают, что когда EPOC выражается в процентах от общих затрат энергии, разницы между женщинами и мужчинами также нет.

Источник

Что происходит в нашем теле во время физических нагрузок?

Во время занятий спортом ваш организм входит в иной режим существования. Уверен, что вы неоднократно обращали на это внимание. Вспомните, как вы чувствуете себе перед интенсивными нагрузками и после них?! В этой статье мы расскажем вам о 8 -ми изменениях вашего тела во время тренировок о которых вы, вероятно, не знали.

1. Ускоряется метаболизм

Для того чтобы существовать нам необходимо использовать пищу как источник энергии. В организме молекулы белков, жиров и углеводов участвуют в биохимических реакциях, которые и называются метаболизмом или обменом веществ. Полученная пища расщепляется на множество компонентов, которые в дальнейшем используются организмом как топливо для клеточного дыхания, кровообращения, роста клеток и прочих процессов, необходимых для нашего существования.

Если метаболизм замедлен, то, как правило, человек начинает набирать лишний вес. Занятия спортом увеличивают затраты энергии. Чтобы возместить потери, организм начинает разгонять переработку пищи в энергию. Говоря проще, занятия спортом улучшают работу вашего обмена веществ, что благоприятно сказывается на вашем здоровье.

2. Изменение дыхания

Как мы писали выше, во время физических нагрузок ускоряется метаболизм, а вместе с ним начинает увеличиваться потребность организма в кислороде. Для того чтобы восполнить необходимую потребность мы начинаем дышать чаще и глубже.

Известно, что в среднем во время интенсивного занятия спортом человеку требуется в 15 раз больше кислорода нежели в спокойном состоянии. А чем это полезно?!Для этого нам необходимо перейти к следующему пункту:

3. Сердечно сосудистая система

Мы начали дышать в 10-15 раз чаще, соответственно наше сердце должно в 10-15 раз быстрее доставить весь этот кислород к мышцам. Отсюда и ускорение сердцебиения во время бега или другой нагрузки.

При правильных нагрузках эта работа очень полезна для сердца, так как значительно укрепляет его, снижая риск сердечно-сосудистых заболеваний (в том числе инфаркта, гипертонии и инсульта).

4. Повышение температуры

Во время занятий спортом температура вашего тела примерно такая же, как при тяжелой простуде. В время повышения температуры при болезни вы чувствуете себя вяло и вам тяжело передвигаться, в то время как во время тренировки «разогреваясь» (в прямом смысле этого слова) вы наоборот чувствуете себя гораздо бодрее.

Все дело в том, что наше самочувствие никак не связано с температурой нашего тела. Во время простуды мы чувствуем себя плохо из-за вируса, который попал в организм. В данном случае повышение температуры является лишь следствием борьбы нашего организма с заболеванием.

5. Образование нервных клеток

Доказано, что физические упражнения улучшают процесс образования новых нервных клеток в нашем мозге. Этот процесс называется нейрогенезом.

Данный процесс очень важен, так как он сильно влияет на вашу повседневную жизнь, улучшая ваше настроение, память, уверенность в себе, а так же меняя ваше мировоззрение в лучшую сторону. Резюмируя: физические нагрузки напрямую влияют на ваше психологическое состояние.

6. Выделение эндорфинов

Во время стресса или физических нагрузок ваш организм вырабатывает эндорфины. Эндорфины — это белковые химические соединения, которые представляют собой натуральное болеутоляющее. Эти нейромедиаторы компенсируют боль от нагрузки, именно по той причине наследующий день после тренировки вы ощущаете боль в теле, но в отличие от зубной боли, эта боль гораздо приятнее.

Так же это соединение является главным виновником того, что вы начинаете подсаживаться на спорт, как на наркотик. Эндорфин — это, своего рода, синоним слову счастье. Подробнее о их природе и воздействии мы писали в этой статье: Почему мы испытываем «приятную» боль в теле после тренировки и из-за чего «подсаживаемся» на спорт?

7. Потоотделение

Все мы знаем, что при интенсивной нагрузке у нас начинает выделяться пот. Это естественный процесс терморегуляции: та поверхность, с которой испаряется жидкость, охлаждается. Человеческое тело регулирует свою температуру через кожу. В результате мы выводим влагу из организма, а вместе с ней выходят большое количество вредных веществ.

Поэтому занятия спортом как бы обновляют нас. Но очень важно знать, что при большой потере влаги наша кровь начинает густеть, а это не есть хорошо. Потому после интенсивной нагрузки всегда необходимо восполнить потерю водой.

8. Укрепление костей

Доказано, что занятие спортом активно способствуют укреплению костей и суставов, особенно в раннем возрасте. Постоянные тренировки способствуют увеличению кальция в костях. Кость – это живая ткань, которая имеет свойство обновляться. Костная система человека полностью перестраивается каждые 10 лет.

Чтобы вся наша костная система была в порядке, мы должны сохранить баланс между удалением старых тканей и образованием новой. Особенно активно эти процессы происходят в раннем возрасте, поэтому так важно поддерживать хорошую физическую форму в детстве, так как в этот период закладывается основной фундамент.

А что по этому поводу думаете вы?

ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ. Прямо сейчас ты можешь подписаться на нас в ТЕЛЕГРАМЕ и ИНСТАГРАМЕ !

Боец, если тебе понравилась статья, то будем тебе крайне признательны за лайк. Без твоей поддержки нашему каналу не жить. Так же будем тебе крайне признательны за подписку на This is Бокс!

Источник