Лактат
Содержание
Диссоциация молочной кислоты
На рис. 2.1 показано, как изменяется отношение концентраций лактата и молочной кислоты с увеличением pH. Когда концентрации лактата и молочной кислоты равны (т.е. отношение лактат/молочная кислота =1), pH принимает значение рК для молочной кислоты, равной 3,85.
Рис. 2.1. Зависимость между степенью диссоциации молочной кислоты и значением pH. Вы видите, как меняется pH при изменении отношения лактат/молочная кислота. Когда концентрации лактата и молочной кислоты одинаковы (т.е. значение дроби равняется 1), pH равен значению рК для молочной кислоты (таким образом, рК молочной кислоты = 3,85)
Молочная кислота и бикарбонатная буферная система
Чтобы продемонстрировать работу бикарбонатной буферной системы в домашних условиях in vivo, понадобится всего несколько минут. Просто обеспечьте себе физическую нагрузку в анаэробных условиях: пробегитесь как можно быстрее (лучше в гору), задержав при этом дыхание. В это время в ваших мышцах будет проходить анаэробный гликолиз с образованием молочной кислоты, которая диссоциирует на лактат и протон [Н+][1]. Чтобы снизить концентрацию протонов, с ними реагирует бикарбонат, а образующаяся угольная кислота распадается на воду и СO2. Повышение концентрации СO2 стимулирует гипервентиляцию легких, и избыток образованного С02 удаляется вместе с выдыхаемым воздухом.
Рис. 2.2. Гомеостаз молочной кислоты и pH поддерживается бикарбонатной буферной системой. Бикарбонатная буферная система удаляет из раствора протоны [Н+], образующиеся в процессе анаэробного гликолиза. Протоны связываются при образовании молекулы воды, а СO2 выводится через легкие
Метаболизм лактата: цикл Кори
Лактат постоянно образуется из глюкозы в процессе анаэробного гликолиза в эритроцитах, сетчатке и мозговом веществе почек. Этот лактат снова превращается в глюкозу в цикле Кори. Лактат переносится в печень и превращается в глюкозу в процессе глюконеогенеза. Образование глюкозы из лактата требует затраты 6 молекул АТФ. Если из-за поражения печени цикл Кори блокируется, в низме накапливается лактат и развивается гиперлакта Гиперлактатемия часто протекает бессимптомно, и этс ма распространенное состояние, не представляющее зы для жизни. Лишь в редких случаях развивается оп лактацидоз, с которым не справляются буферные си организма.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ (МОНИТОРИНГ) В СПОРТИВНОЙ ТРЕНИРОВКЕ
Источник:
Учебное пособие для ВУЗов «Спортивная физиология».
Автор: И.И. Земцова Изд.: Олимпийская лит-ра, 2010 год.
Общей целью биологического контроля в спорте является повышение эффективности спортивной тренировки за счет оптимизации физической нагрузки на основе объективной оценки функциональной подготовленности спортсмена.
На разных этапах подготовки спортсменов стоят разные задачи, в соответствии с которыми определяют цель и формы контроля. В теории и практике спорта различают четыре основных вида контроля: оперативный, текущий, этапный и углубленный (Волков, 1996; Биологический контроль..., 1996; Куроченко, 2005; Левушкин, 2001; Платонов, 1997; Clausen, 1997).
Оперативный контроль (срочный) предполагает оценку оперативных состояний — срочных реакций организма спортсменов на нагрузку в ходе отдельных тренировочных занятий и соревнований.
Текущий контроль направлен на оценку текущих состояний, являющихся следствием физических нагрузок серии занятий, тренировочных или соревновательных микроциклов.
Этапный контроль позволяет оценить состояние спортсмена, являющееся следствием долговременного тренировочного эффекта на определенных этапах подготовки.
Углубленный контроль проводят один раз в году для комплексной оценки подготовленности спортсмена и состояния его здоровья.
Показатели, используемые соответственно определенному виду контроля, должны быть информативными и надежными, соответствовать:
- специфике вида спорта;
- возрасту и квалификации испытуемых;
- направленности тренировочного процесса.
В видах спорта, связанных с проявлением выносливости (плавание, гребля, велосипедный спорт, лыжные гонки, бег на средние и длинные дистанции и др.), преимущественно исследуют показатели, характеризующие состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем, обменных процессов. Благодаря им можно наиболее достоверно оценить потенциальные возможности спортсменов в достижении высоких спортивных результатов.
В скоростно-силовых видах спорта, где главной задачей является умение проявлять кратковременные мышечные напряжения (спринтерский бег, легкоатлетические прыжки и метания, тяжелая атлетика, отдельные дисциплины велосипедного, конькобежного спорта, плавания и др.) как средства контроля используют показатели, характеризующие состояние нервно-мышечного аппарата, ЦНС, скоростно-силовых компонентов двигательной функции, которые проявляются в специфических тестовых упражнениях.
В видах спорта, где спортивные достижения преимущественно обусловлены деятельностью анализаторов, подвижностью нервных процессов, которые обеспечивают точность, размеренность движений во времени и пространстве (гимнастика, акробатика, фигурное катание, прыжки в воду, все виды спортивных игр, стрельба и др.), в процессе контроля используют широкий комплекс показателей. Они характеризуют точность воспроизведения временных, пространственных и силовых параметров специфических движений, способность к обработке информации и быстрому принятию решений, эластичность скелетных мышц, подвижность суставов, координационные возможности и др. (Белоцерковский, 2005; Биологический контроль..., 1996; Бргсюн, 2003; Платонов, 1997).
Использование содержания лактата в крови в процессе контроля за подготовкой спортсменов
Источник:
Учебное пособие для ВУЗов «Спортивная физиология».
Автор: И.И. Земцова Изд.: Олимпийская лит-ра, 2010 год.
Молочная кислота образуется только в анаэробных условиях. Большое ее количество вызывает изменения концентрации ионов гидрогена во внутренней среде организма. При значительном смещении pH в сторону повышения кислотности наблюдается угнетение активности ферментов, регулирующих способность мышц к сокращению и скорость анаэробного ресинтеза АТФ (АТФаза миофибрилл, креатинфосфокиниза, ферменты гликолиза) (Буланов, 2002; Волков и соавт., 1998; Ключевые факторы адаптации..., 1996; Мохан, Глессон, Грингафор, 2001; Тнимова, 2004).
Накопление молочной кислоты в саркоплазматическом пространстве мышц сопровождается изменением осмотического давления, что ведет к поступлению воды с межклеточной среды внутрь мышечных волокон, вызывая их набухание. Значительные изменения осмотического давления в мышцах могут служить причиной болевых ощущений, так как набухшие клетки сдавливают нервные окончания.
Поступая из работающих мышц в кровь, молочная кислота взаимодействует с гидрокарбонатной буферной системой, что вызывает выделение «не метаболического» избытка СO2, следствием чего является ускорение ЛВ.
Молочная кислота и лактат — не одно и то же соединение. Лактат — это соль молочной кислоты, образующаяся при замещении Н+ молочной кислоты на Na+ или К+. В результате анаэробного гликолиза образуется молочная кислота, которая очень быстро превращается в соль—лактат. Поэтому, говоря об этом соединении в крови, целесообразно использовать термин «лактат».
Если спортсмен находится в состоянии покоя, содержание лактата в его крови составляет 1,0—2,5 г*лг. В первые 2—19-ю минуты работы содержание лактата быстро увеличивается, а затем стабилизируется. В случае выполнения работы с кислородным запросом более 80 % содержание лактата в крови постоянно увеличивается, достигая максимальных значений не во время работы, а на 2—10-й минутах восстановительного периода.
Содержание лактата в крови довольно точно характеризует направленность тренировочных занятий, и поэтому определение его содержания в процессе занятий — один из важнейших методов оперативного управления нагрузкой.
Определены нормативные показатели зон работы разной интенсивности по изменению уровня лактата в крови в зависимости от мощности работы (Платонов, 1995; Лактатный порог..., 1997):
1-я зона — аэробно-восстановительная работа, направленная на устранение недоокисленных продуктов обмена веществ, образовавшихся во время предыдущей работы. В этом случае смещения биохимических показателей крови находятся в пределах нормы. Концентрация лактата составляет от 1 до 3 ммоль-л-1, ЧСС — до 130 уд мин-1;
2-я зона — аэробно-тренировочная работа, направленная на стабилизацию работоспособности. Концентрация лактата в крови составляет 3,5— 4,5 ммоль-л-1, ЧСС — 130—150 уд-мин-1;
3-я зона — смешанная работа аэробной направленности, проводится с целью повышения уровня VO2max. Концентрация лактата в крови составляет от 4,5 до 7,5 ммоль-л-1, ЧСС — 150—170 уд-мин-1;
4-я зона — смешанная работа анаэробной направленности, проводится для развития выносливости. Концентрация лактата в крови 8—11 ммоль-л-1, ЧСС — 170—190 уд мин-1;
5-я зона — соревновательно-специфическая работа, направленная на развитие скоростных качеств. При этом наблюдается изменение биохимических показателей крови до индивидуального максимума. Концентрация лактата может достигать 28 ммоль-л-1, а ЧСС — индивидуального максимума.
Если после проведения тренировки, направленной на развитие аэробной работоспособности, концентрация лактата в крови меньше 4 ммоль-л-1, это значит, что интенсивность его недостаточна. Тренировочные занятия, направленные на развитие силовой выносливости, должны осуществляться при содержании лактата в крови 5—6 ммоль-л-1; занятия, направленные на экономизацию анаэробного обмена, — 8—11 ммоль-л-1.
Показатель лактата в крови кроме использования для нужд оперативного контроля может дать информацию о мощности и емкости гликолитического механизма энергообеспечения, о состоянии тренированности:
|
Реакция |
Оценка тренированности |
|
Уменьшение содержания лактата в крови при стандартной физической нагрузке |
Повышение тренированности |
|
Повышение содержания лактата в крови при повышении мощности тестирующей нагрузки |
Совершенствование анаэробных процессов энергообеспечения работы |
|
Отсутствие изменений содержания лактата или его уменьшение при повышении мощности тестирующей нагрузки |
Рост экономизации функций организма (рост тренированности) |
|
Отсутствие изменений содержания лактата в крови при снижении мощности тестирующей нагрузки |
Снижение тренированности |
|
Резкое увеличение содержания лактата в крови при сохранении постоянной мощности работы |
Низкая тренированность |
Этот показатель может использоваться для определения лактатного порога, протекания восстановительных процессов, если уровень лактата в крови определять в динамике после нагрузок различного характера (Евгеньева, 2002; Лактатный порог..., 1997; Симонова, 2001; Шац, 2001).
Оснащение: лактометр с тестовыми полосками или набор реактивов для определения лактата в крови (например, фирмы Dr. Lange, Германия), фотометр этой же фирмы, микропипетка и капилляры для забора крови, скарификаторы, спирт, вата.
Ход работы
В состоянии покоя у испытуемых (желательно с разным уровнем тренированности) берут по 10 мкл крови из пальца и вносят в бутылочки с готовым реактивом.
Испытуемые в условиях стадиона выполняют бег на 800 м с регистрацией времени преодоления этой дистанции, или в условиях лаборатории — бег на месте в течение 3 мин с регистрацией количества шагов. После бега, на 3-й и 7-й минутах восстановления, у испытуемых берут по 10 мкл крови из пальца, вносят в бутылочку с реактивом и определяют содержание лактата в крови на фотометре фирмы Dr. Lange (Германия) при длине волны 420 нм по инструкции, прилагаемой к прибору.
Полученные результаты вносят в таблицу 54, сравнивают данные, полученные во время обследования двух испытуемых, с приведенными выше, делают выводы о гликолитической мощности испытуемых, состоянии их тренированности.
Таблица 54 — Содержание лактата в крови (ммоль-л-1) после выполнения физической нагрузки субмаксимальной интенсивности и в процессе восстановления после нее
|
Испытуемый |
Лактат в крови, ммоль-л-1 |
Время выполнения /количество шагов | |||
|
Состояние покоя |
Физическая нагрузка |
Восстановление | |||
|
3 мин |
7 мин | ||||
Источники
- ↑ Схема, показанная на рис. 2.2, — появление протонов при образовании молочной кислоты, строго говоря, не является правильной, и мы приводим ее только потому, что она встречается практически во всех учебниках. Тем же читателям, которые не хотят довольствоваться этим стандартным, но неверным объяснением повышения концентрации протонов, рекомендуем ознакомиться со следующей работой: Robergs R.A., Ghiasvand F., Parker D. Biochemistry of exercise-induced metabolic acidosis // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. — 2004. — Vol. 287. — P. R502-R516.